CN101779308A - 用于检测脱硫器组件中的硫穿透的在线监控组件以及硫穿透检测方法 - Google Patents

用于检测脱硫器组件中的硫穿透的在线监控组件以及硫穿透检测方法 Download PDF

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Abstract

一种用于燃料电池系统的用于检测燃料中的含硫化合物的监控组件。该监控组件包括指示器组件，用于使燃料从中通过，该指示器组件包括指示器材料和用于容纳所述指示器材料的外壳，其中外壳被配置为在线布置在燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分燃料的旁路路径之一中，并且指示器材料被配置为，在外壳在线置于燃料电池系统中时，当指示器材料暴露于燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，指示器材料的至少一种物理属性发生变化，以及指示器组件还被配置为允许检测指示器材料的物理属性的变化。

Description

用于检测脱硫器组件中的硫穿透的在线监控组件以及硫穿透检测方法
技术领域
本发明涉及燃料电池，具体地涉及检测与这些燃料电池一起使用的脱硫器组件中的硫穿透。
背景技术
燃料电池是通过电化学反应方式直接将存储在碳氢化合物燃料中的化学能转换为电能的装置。通常，燃料电池包括被电解液分开的阳极和阴极，电解液用于传导带电离子。熔融碳酸盐燃料电池通过使反应燃料气体通过阳极，而使氧化剂气体通过阴极来操作运行。为了达到有用的功率水平，多个单独的燃料电池被串联堆叠，每个电池之间具有导电隔板。
目前的燃料电池技术要求由氢或氢和一氧化碳的混合物组成的清洁燃料气体，其可以通过重整(reforming)过程从诸如天然气、丙烷、厌氧消化气体、基于石油的液体或煤的含碳氢化合物的给料中产生。大多数含碳氢化合物的给料包含硫，这就导致重整和阳极催化剂中毒，并且已知能够显著降低燃料电池阳极和重整催化剂的性能。因此，在重整过程之前，在燃料气体进入燃料电池之前，硫和包含硫的化合物必须从燃料气体中去除至十亿分之一的水平。
现有技术使用诸如脱硫器组件的燃料处理组件，其包括至少一个吸附床，用于在将燃料气体传输至燃料电池阳极之前从燃料气体中去除含硫化合物。这样的燃料处理组件的示例在美国专利No.7,063,732中被公开，该专利被授权给与本发明相同的受让人。具体地说，‘732专利公开了用于处理燃料电池的燃料的燃料处理系统，包括第一吸附剂床，用于吸附无机含硫化合物以及高分子量有机含硫化合物；以及第二吸附剂床，用于吸附低分子量有机含硫化合物，其中吸附剂床被布置为使得将被处理的燃料经过吸附剂床之一，并且然后再经过另一吸附剂床。
如能够理解的那样，因为在燃料处理系统中所使用的吸附剂床变得对含硫化合物饱和，所以吸附剂床的吸附能力和性能随着运行时间下降。因此，当吸附剂床变得不能将燃料中含硫化合物的浓度降低至期望水平(通常以体积的十亿分之几来表示，ppbv)时，发生硫穿透，以及当床中的含硫化合物的达到饱和水平时，通过床而没有被吸收的含硫化合物的量(即，硫穿透浓度)增加。当达到被处理燃料中的预定硫穿透浓度时，吸附剂床必须被更换或再生以避免燃料电池系统元件的硫中毒。由于燃料气体中的含硫化合物的浓度不同，达到预定水平的硫穿透的时间可能大大不同。因此为了确保及时更换或再生吸附剂床，需要监控被处理的燃料中的硫穿透浓度。
目前，对硫穿透浓度的监控是通过使用传统的气相色谱分析技术间歇地分析离开燃料处理组件的已处理的燃料气体的样本来实现的。用于分析在已处理燃料中的硫浓度的通用技术包括与硫化学发光检测(GC-SCD)或火焰光度检测(GC-FPD)技术一起使用的气相色谱分析(GC)。然而，这些传统技术是昂贵的，因此大大增加了燃料处理成本以及燃料电池系统的运行成本。此外，传统监控方法需要采样已处理的燃料，因此，需要额外的人力和额外的分析设备来收集样本，从现场运输至实验室以及执行对已处理燃料样本的分析。因此，传统方法不能与燃料电池处理组件集成，从而不能在线连续监控穿透的硫浓度。
因此，本发明的一个目的是提供一种与燃料处理系统一起使用的硫穿透监控组件以及方法，其能够在线连续监控硫穿透浓度。
本发明的另一目的是提供硫穿透监控组件和方法，其与燃料处理系统集成以在线连续监控硫穿透浓度，而不需要采样已处理的燃料来供外部分析设备分析。
本发明的又一目的是提供硫穿透监控组件和方法，其能够非常准确地检测硫穿透并且节省成本。
发明内容
上述和其它目的在用于燃料电池系统的用于检测燃料中的含硫化合物的监控组件中实现，该监控组件包括指示器组件，用于使燃料从中通过，该监控组件包括指示器材料以及用于容纳指示器材料的外壳，其中外壳适于被在线地布置在燃料电池系统中，并且指示器材料是这样的，当外壳被在线地置于燃料电池系统中，在指示器材料被暴露于燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且该指示器组件还适于允许检测指示器材料的物理属性的变化。
在某些实施例中，指示器组件的配置允许由操作员和/或通过传感器来检测指示器材料的物理属性的变化。基于检测到的物理属性的变化，如果确定在燃料中存在预定浓度的含硫化合物，则采取预定动作。所执行的一个预定动作可以是通过操作员或通过对传感器进行响应的燃料电池系统的控制器来激活报警。
在所述的示例性实施例中，指示器材料的物理属性包括指示器材料的颜色，并且含硫化合物的预定浓度对应于指示器材料的预定颜色。在这样的实施例中，至少一部分外壳包括透明材料，从而允许由操作人员直接或远程通过使用诸如网络相机的相机、或存储的数字照片进行检测，或由指示器材料的颜色的传感器来进行检测。指示器材料可以是FSK-A吸附剂、AG400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、钛硅酸盐沸石、F8-01(脱硫-2)吸附剂、Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂，以及还适于从燃料中去除含硫化合物。在此处所述的示例性例子中，燃料中的含硫化合物的预定浓度是30ppbv或更高。
在某些实施例中，监控组件还包括传感器组件，用于检测指示器材料的物理属性或检测指示器组件的物理属性的变化，并且燃料电池系统的控制器基于传感器组件的检测确定在燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度。在一些实施例中，传感器组件包括沿指示器组件的外壳的长度布置的多个传感器。在这样的情况下，燃料电池系统的控制器基于多个传感器的检测确定物理属性的变化沿外壳的长度的进展速率，以及基于该进展速率，进一步更精确地确定燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度。
在一些示例性实施例中，监控组件包括图像捕捉装置，例如相机或网络相机，用于以预定间隔捕捉示出了指示器材料的物理属性的图像，以及操作人员基于由图像捕捉装置捕捉的图像来确定在燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度。在某些实施例中，图像捕捉装置是型号为5100C的Cognex 1/3”CCD相机，具有集成的LED灯环(lightring)。由图像捕捉装置捕捉的图像由操作员远程访问并检查，其基于在图像中示出的物理属性的变化来确定是否存在含硫化合物的预定浓度。在一些实施例中，当准备好图像供操作员检查时，燃料电池的控制器激活报警来通知操作员。
在一些示例性实施例中，监控组件用来在使燃料通过脱硫器组件之后检测燃料中的含硫化合物。脱硫器组件包括用于控制通过脱硫器组件的燃料流动的多个燃料流动控制部件。在某些实施例中，脱硫器组件至少包括并联耦合的第一脱硫器和第二脱硫器，以及该多个燃料流动控制部件控制通过第一和第二脱硫器的燃料流动，使得燃料通过第一和第二脱硫器之一，而第一和第二脱硫器中的另一个处于备用模式。在这样的情况下，如果确定离开脱硫器组件的燃料中存在含硫化合物的预定浓度，则燃料电池系统的控制器执行下述操作中的至少一种：激活报警；和控制多个燃料流动控制部件以禁止通过第一和第二脱硫器之一的燃料流动并且使燃料通过第一和第二脱硫器中的另一个。在某些实施例中，如果操作员确定离开脱硫器组件的燃料中存在含硫化合物的预定浓度，则操作员远程执行下述操作中的至少一种：激活报警；和控制多个燃料流动控制部件以禁止通过第一和第二脱硫器之一的燃料流动，并且使燃料通过第一和第二脱硫器的另一个。
在一些实施例中，燃料电池系统包括监控组件下游的燃料电池和燃料供应控制部件。燃料供应控制部件控制燃料至燃料电池流动，以及当其确定燃料中存在含硫化合物的预定浓度时，燃料电池系统的控制器执行下述操作的至少一种：激活报警；和控制燃料供应控制部件以最小化或完全禁止燃料至燃料电池的流动。在操作员确定燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度的情况下，操作员可以远程执行下述操作中的至少一种：激活报警；和控制燃料供应控制部件来最小化或完全禁止燃料至燃料电池的流动。
还描述了包括多个指示器组件和对应于指示器组件的多个传感器组件的监控组件。在该监控组件中，指示器组件彼此并联和/或串联连接。
还描述了使用用于检测离开脱硫器组件的脱硫燃料中的含硫化合物的监控组件的燃料电池系统以及检测燃料中的含硫化合物的方法。
此外，描述了在燃料电池系统中使用的用于从燃料中去除含硫化合物以及用于监控燃料中的含硫化合物的脱硫器指示器组件。脱硫器指示器组件包括至少一个脱硫器单元，所述脱硫器单元包括脱硫器材料和指示器材料，所述脱硫器材料用于从燃料中去除含硫化合物的吸附剂和吸收剂之一，其中在指示器材料暴露于含硫化合物时，指示器材料的至少一种物理属性发生变化。脱硫器材料和指示器材料由外壳封装，使得燃料首先通过脱硫器材料和指示器材料之一，然后再通过脱硫器材料和指示器材料中的另一种。
该外壳适于在线布置在燃料电池系统中，并且指示器材料是这样的，当将外壳在线置于燃料电池系统中时，在指示器材料暴露于燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且脱硫器指示器组件还适于允许检测指示器材料的物理属性的变化。如果基于检测到的指示器材料的至少一种物理属性的变化确定在燃料中存在含硫化合物的预定浓度，则燃料电池系统的操作员或控制器执行预定动作。
附图说明
在读过下面结合附图的具体描述之后，本发明的上述和其它特征和方面将更加清晰。
图1示出了采用用于检测脱硫器组件下游的硫穿透浓度的监控组件的燃料电池系统；
图2示出了图1的指示器组件的示例性示例的示意图；
图3A示出了图1的监控组件的一个实施例的示意图；
图3B示出了图2的监控组件的另一实施例的示意图；
图4示出了图1的燃料电池系统的另一实施例，其包括组合的脱硫器/指示器组件；
图5A-5C示出了图4的脱硫器/指示器组件的三个示例性实施例的具体示意图；以及
图6示出了采用用于检测脱硫器组件下游的硫穿透浓度的监控组件的燃料电池系统的又一实施例。
具体实施方式
图1示出了燃料电池系统100，其包括脱硫器组件104以及用于检测脱硫器组件104下游的硫穿透浓度的监控组件106。燃料电池系统100由通过连接管线103连接到脱硫器组件104的燃料供应102供应燃料。第一流动控制部件103a，例如流动控制阀，用来控制从燃料供应102至脱硫器组件104的燃料流动。
脱硫器组件104包括一个或多个脱硫器，每个脱硫器都包括一个或多个含有吸附剂材料和/或吸收剂材料的吸附剂床和/或吸收剂床。使用吸附剂床和/或吸收剂床通过化学或物理吸附或通过吸收从燃料中去除经过脱硫器组件104的燃料中存在的含硫化合物。来自脱硫器组件104的脱硫燃料然后通过连接管线105到达监控组件106，监控组件106连续监控脱硫燃料中的含硫化合物的存在，即硫穿透，和/或检测在脱硫燃料中的含硫化合物的浓度，即硫穿透浓度。
如图1所示，监控组件106包括传感器组件106b和脱硫燃料由其中经过的指示器组件106a，其传感和检测由经过指示器组件106a的脱硫燃料中的硫穿透和/或硫穿透浓度引起的指示器材料中的物理变化。指示器组件106a包括指示器材料，其还可以作为保护床，以通过去除燃料中的任何硫化合物来使燃料进一步脱硫。指示器组件106a的结构以及与脱硫器组件104一起使用的监控组件106的示例性配置将在下面更具体地描述。
如图1所示，燃料电池系统100还包括控制器501，用于至少控制监控组件106的传感器组件106b和脱硫器组件104。如下面更详细描述的，控制器501基于由传感器组件106b检测到的硫穿透和/或硫穿透浓度，确定在已脱硫的燃料中是否存在预定的硫穿透或硫穿透浓度，并且控制燃料电池系统执行至少一种预定动作。如在此下面将更详细描述的，预定动作包括激活信号，例如报警130，表示需要更换或再生脱硫器组件104的至少一个脱硫器，控制脱硫器组件104禁止燃料流动通过正在运行的脱硫器并使该燃料改为流动通过另一脱硫器，以及控制脱硫燃料至燃料电池的流动以最小化或完全禁止燃料至燃料电池的流动。
在此处描述的示例性例子和下面的讨论中，假设燃料中的含硫化合物的浓度被组件106监控到，即检测到硫穿透浓度。然而，下面的描述和讨论同样能很好地应用于含硫量被监控的情况，即硫穿透被监控但是还没有发生。同样，在所讨论的示例中，预定穿透硫浓度是30ppbv或更高，以及更具体的在30ppbv和200ppbv之间。进一步注意到在某些实施例中，控制器501包括用于控制监控组件106的监控组件控制器。在该情况下，监控组件控制器确定在脱硫燃料中是否存在预定硫穿透浓度的含硫化合物。
在某些实施例中，脱硫器组件104包括多个脱硫器，每个脱硫器都包括至少一个脱硫器床，其中脱硫器彼此耦合从而允许当其它脱硫器中的一个或多个脱硫器处于备用模式时，至少一个脱硫器可操作。包括“超前滞后(lead lag)”系统的这样的脱硫器组件的一个示例在共同受让的美国专利No.7,063,732中被披露，其通过引用包含于此。如在‘732专利中所述，在这样的实施例中的脱硫器组件包括一个或多个燃料流动控制部件(为了简化而未示出)以引导燃料流动通过至少一个脱硫器。
具体地说，当控制器501基于由传感器组件106b检测到的硫穿透浓度确定在燃料中存在预定的硫穿透浓度时，控制器501控制脱硫器组件104的燃料流动控制部件以禁止或限制通过运行的脱硫器的燃料流动并引导燃料流动通过备用的其它脱硫器中的至少一个。控制器501还可以激活信号，例如报警，表示需要更换或再生先前运行的脱硫器。在某些实施例中，当通过先前运行的脱硫器的燃料流动被禁止或者如果表示先前运行的脱硫器需要被再生的信号被激活时，控制器501还控制脱硫器组件104以通过再生脱硫器中的吸附剂材料来自动再生先前运行的脱硫器。
如图1所示，燃料电池系统100还包括第二流动控制部件107a，用于控制脱硫燃料至燃料电池112的流动。在一些例示的实施例中，控制器501控制第二流动控制部件107a以控制燃料至燃料电池112的流量。在这样的实施例中，当控制器501基于由传感器组件106b检测到的硫穿透浓度确定在燃料中存在预定的硫穿透浓度时，控制器501控制第二燃料流动控制部件107a以禁止或限制脱硫燃料的流动。在某些实施例中，当确定在燃料中存在预定的硫穿透浓度时，控制器501首先激活报警130，然后如果在预定时间段内报警没有被解除，则控制第二燃料流动控制部件107a以禁止或限制通过其的燃料的流动。
如图1所示，系统100还包括第二燃料流动控制部件107a下游的热交换器108，用于预热和湿润脱硫燃料；燃料处理组件110，用于进一步处理燃料；燃料电池112，包括阳极114和阴极116；以及氧化剂组件118。如图所示，脱硫燃料在通过指示器组件106a和第二燃料流动控制部件107a之后，通过连接管线107传递至热交换器108。在热交换器中，燃料与来自供水装置122的水结合并被加热到预定温度以产生加热湿润燃料。该加热湿润燃料经由连接管线109从热交换器108传送至燃料处理组件110以进行进一步处理。处理组件110可以包括预重整组件，用于重整至少部分的加热湿润燃料以产生适于在燃料电池112中使用的燃料。
在燃料处理组件110中处理过的燃料然后经由连接管线111传递至燃料电池112的阳极114，在此其与流过阴极116的氧化剂气体进行电化学反应以产生电能。还如图所示，离开阳极114的废燃料(即包括未反应的燃料的阳极废气)被传递至氧化器118，在此其与来自空气供应装置120的空气结合并燃烧以产生适于在阴极116中使用的氧化剂气体。离开阴极116的废氧化剂气体进一步可以被传递至热交换器108，用于加热脱硫燃料以及水，和/或可以循环回到阴极116。
图2示出了图1的指示器组件106a的示例性实施例的具体示意图。如图所示，指示器组件106a包括具有入口202a和出口202b的外壳202，其适于允许指示器组件在线布置在燃料电池系统100中。通常，入口202a和出口202b可以是母耦合器，适于与燃料电池系统的连接管线的公耦合器配合。指示器组件106a还包括由外壳202容纳的指示器材料204。在所示的实施例中，指示器组件106a还包括非反应材料205，其安置在外壳202中并用于将指示器材料204保持在位置上。指示器组件106a还适于允许检测指示器材料204的属性的变化。在所示的情况下，该配置采用外壳202优选地由透明或半透明材料(例如，石英、聚氯乙烯(PVC)塑料、聚甲基丙烯酸甲酯塑料或其它丙烯酸脂、或聚碳酸酯)制成的形式，以使得在从外壳的外部观察时，容纳在其中的指示器材料204可见，从而使得能够检测材料的属性变化。
更具体地，指示器材料204包括当暴露于含硫混合物时其至少一种物理属性(例如颜色)发生变化的材料。在此处示出的示例性实施例中，指示器材料是粉末或颗粒状并且包括在暴露于含硫混合物时改变颜色的吸收剂或吸附剂材料。适合的指示器材料包括比色(colorimetric)吸附剂，例如由Tokyo Gas提供的FSK-A吸附剂，通常在暴露于含硫混合物时其颜色从白色逐渐转变为黑色；由Molecular C-Chem提供的Ag400吸附剂，其颜色从浅褐色逐渐变化为深棕色；由Engelhard(近来被BASF收购)制造的Sulf-XCNG-2吸附剂，其颜色从浅绿色逐渐变化为深绿色；由TDA Research制造的SulfaTrapTM-R6，其颜色从浅兰-绿色逐渐变化为棕色；或者由BASF制造的F8-01(Desulf-2)吸附剂，其颜色从具有灰色斑的白色逐渐变化为深灰色。在使用F8-01(Desulf-2)吸附剂作为指示器材料204的某些实施例中，F8-01(Desulf-2)吸附剂可以被用来与Desulf-1吸附剂(例如由BASF制造的F3-01)结合，作为脱硫器中的脱硫器吸附剂材料。例如，在暴露于含硫混合物时，FSK-A吸附剂材料的颜色随着脱硫燃料中的硫化合物的浓度的增加，逐渐地从白色变化至浅褐色至棕色并且最后变成黑色。因此，指示器材料的颜色的变化和/或颜色的变化率表示燃料中的不同硫穿透浓度并与其相关，其中预定颜色对应于预定的硫穿透浓度。以该方式，监控组件的传感器组件106b检测颜色、指示器材料的颜色的变化和指示器材料颜色变化率中的至少一种，以及控制器501将由传感器组件检测到的颜色、颜色的变化和/或颜色的变化率与不同硫穿透浓度相关并确定是否存在预定的硫穿透浓度。
非反应材料205包括在暴露于燃料和含硫化合物时稳定、非吸收剂和非吸附剂的材料。非反应材料205应具有足够的透过性，从而允许燃料从中通过。例如，多个玻璃颗粒适于用作非反应材料205。如图2所示，非反应材料205布置在外壳202中邻近外壳的入口202a部分和邻近外壳202的出口202b部分，而指示器材料204布置在外壳202的入口和出口处的非反应材料205之间，从而指示器材料204夹置在中间并且被非反应材料205保持在适当位置上。代替或附加于非反应材料205，包括一个或多个支撑网(screen)和/或多孔板的非反应支撑网组件可以被用来将指示器材料204保持在外壳202中的适当位置。在这样的实施例中，非反应支撑网组件由聚丙烯、不锈钢或其它适合的非反应材料形成。
外壳202的大小和外壳202中的指示器材料204的体积根据燃料电池系统的燃料电池112的配置和提供给燃料电池系统的燃料类型而变化。具体地，外壳202的期望大小，特别是外壳的长度和直径的比例，以及布置在外壳中的指示器材料204的体积被优化，从而消除燃料通过指示器组件106a的沟流(channeling)。还优化外壳的大小和指示器材料的体积，从而允许燃料在预定表观速度和停留时间范围内流动。应该理解燃料流过指示器组件106a的预定表观速度和停留时间取决于燃料电池系统中所使用的燃料的类型。此外，已经试验过具有不同大小的指示器组件，已经确定在较小尺寸指示器组件中的指示器材料的颜色变化比在较大尺寸组件中的颜色变化发生的更快，这是因为在较小尺寸指示器组件中的硫饱和比在较大尺寸指示器组件中增加的速度更快。因此，较小尺寸的指示器组件在高灵敏度地检测低硫穿透浓度中特别有用。
下面将描述指示器组件106a的示例性例子。
示例1
在第一示例性例子中，指示器组件106a包括由清澈的或透明的PVC材料形成的具有10英寸直径的外壳202。具有10英寸直径的标准的Schedule 40清澈的PVC管适于用作外壳202。外壳的横截面面积具有大约0.55平方英尺(ft2)，而外壳的长度是大约12英寸。外壳202中已经布置了包括FSK-A吸附剂的指示器材料204，使得布置在外壳202中的指示器材料204具有大约12英寸的高度以及大约0.55立方英尺(ft3)的体积。多孔板和网组件用作靠近外壳的入口202a和靠近外壳的出口202b布置的非反应网组件，并将指示器材料保持在适当位置。指示器组件106a的这些尺寸适于与以HD-5丙烷燃料或天然气燃料运行的300kW燃料电池系统一起使用。
当燃料电池系统使用HD-5丙烷燃料运行时，流过该示例的指示器组件106a的HD-5丙烷燃料的期望最大流量是每分钟15标准立方英尺(scfm)或更少，其中立方英尺与l个大气压的标准压力和59°F的标准温度有关，期望的表观速度(superficial velocity)是0.46ft/sec或更小，以及期望的空速(space velocity)是0.46l/sec或1644l/hr或更小。
当燃料电池系统使用天然气运行时，通过该示例的指示器组件106a的天然气燃料的期望最大流量是大约38-40scfm，期望的表观速度是大约1.22ft/sec或更少，以及空速是大约1.22l/sec或4400l/hr、或更小。当燃料电池系统使用天然气运行时，为了实现更高的流量，可以使用尺寸大于以HD-5丙烷燃料运行的系统中的外壳的外壳。例如，由具有12或16英寸标称直径的清澈或透明材料形成的外壳202适于用在以天然气运行的系统中。
如上所述，在燃料电池系统以其它类型的燃料运行时，外壳202的尺寸和指示器组件106a的指示器材料204以及燃料在指示器组件106a中的流量、速度和停留时间可以被改变以优化指示器组件的性能。
示例2
在第二示例性例子中，指示器组件106a包括由透明石英材料形成的外壳202，并且指示器材料204包括TOSPIX94、
Figure GPA00001009146400121
Sulf-XCNG-2、Ag400、F8-01(Desulf-2)以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。在该示例中的石英外壳202包括石英管，其具有在0.25英寸和1.5英寸之间的直径，以及在1英寸和10英寸之间的长度。布置在外壳中的指示器材料204具有在5mL和300mL之间或在0.3立方英寸和18.3立方英寸之间的体积。
当暴露于预定量的含硫化合物时，指示器材料204的颜色从一种颜色变化至另一种颜色，例如如果使用TOSPIX 94作为指示器材料，则从白色转变为黄色。如上所述的，指示器材料204的颜色变化和/或颜色变化率与脱硫燃料中的硫化合物的浓度相关。例如，在包括TOSPIX 94的指示器材料204的颜色从白色变化为黄色之后测试含硫化合物的浓度，并且确定在所测试的燃料中的含硫化合物的浓度大于100ppbv。
在第二示例中描述的指示器组件106a适于用在这样的燃料电池系统中，其中来自脱硫器组件的一部分脱硫燃料而不是所有的脱硫燃料通过指示器组件106a，而剩余部分的燃料被直接传递至热交换器108。在该种情况下，燃料在通过指示器组件106a之后与直接传送至热交换器108的剩余部分的燃料结合。下面将参考图3B更详细地描述燃料电池系统的该示例性实施例。
图3A示出了图1的监控组件的第一实施例的示意图，其中，在被传送至热交换器108之前，离开脱硫器组件104的所有脱硫燃料流过监控组件106的指示器组件106a。如上所述，指示器组件106a包括在暴露于燃料中的含硫化合物时改变其颜色的指示器材料204，并且指示器材料的颜色变化和/或颜色变化率与指示器材料中的硫饱和水平和燃料中的硫穿透浓度直接相关。指示器组件106a的大小以及指示器材料的量随着燃料电池的类型和配置以及燃料电池中使用的燃料类型而变化。例如，当燃料电池是以HD-5丙烷燃料或天然气燃料运行的300kW熔融碳酸盐燃料电池时，在上述示例1中所述的指示器组件适用于图3A的监控组件。
如图3A中所示，监控组件106还包括传感器组件106b，用于检测指示器材料204的颜色和指示器材料204的颜色变化中的至少一种。在该示例性实施例中，传感器组件106b包括为全色(full color)检测设计的光电传感器，其能够检测指示器材料的颜色。例如，由Balluff制造的全色光电传感器适于在该实施例中使用。
如图所示，传感器组件106b邻近或靠近透明外壳202的外侧壁布置，通过该外侧壁能看到指示器材料204，使得传感器106b能够检测到指示器材料的颜色和/或颜色变化。在其它实施例中，外壳202是不透明的，并且通过光缆传输的光的方式检测指示器材料204的颜色变化。
还如图所示，在某些实施例中，传感器组件106b包括多个邻近或靠近透明外壳202的外侧壁(通过该外侧壁能看到指示器材料204)布置的传感器106b，并且以预定间隔沿外壳202的长度布置，用于检测沿指示器组件106a的长度的指示器材料204的颜色变化的进展和/或进展速率。在这样的实施例中，传感器组件106b使用多个传感器检测沿外壳202的长度的每个位置处的颜色和/或颜色变化；以及控制器501，基于传感器的检测以及由第一传感器检测到预定颜色和由另一传感器检测到预定颜色之间流逝的时间确定颜色变化进展及其速度。以该方式，控制器501可以确定何时含硫化合物的预定浓度将出现于燃料中以及在预定时间段内含硫化合物的预定浓度是否将出现于燃料中。
如下所述，在某些实施例中，监控组件106包括代替传感器组件的图像捕捉装置，例如相机或网络相机，用于捕捉指示器材料的颜色的图像。在这样的实施例中，由图像捕捉装置捕捉的图像由操作员在监控组件位置处检查或者远程检查，并且操作员基于所检查的图像确定在燃料中是否存在预定硫穿透浓度。
还如图3A所示，在脱硫燃料经过指示器组件之后，其由连接管线107运送通过第二流动控制部件107a至热交换器108，第二流动控制部件107a控制脱硫燃料的流量。如上参考图1所述，燃料在热交换器中被预热，然后传递至处理组件和燃料电池。
如上参考图1所述，监控组件106的运行、第二燃料流动控制部件107a以及脱硫器组件104都由控制器501控制。控制器501基于由传感器组件106b检测到的颜色和/或颜色变化以及颜色与硫穿透浓度的相关性来确定在脱硫燃料中是否存在预定硫穿透浓度。如果控制器501确定在燃料中存在预定硫穿透浓度，则控制器501执行一个或多个预定动作。当确定在脱硫燃料中存在含硫化合物的预定浓度时，由控制器501执行的预定动作包括：激活表示脱硫组件104的脱硫器需要被更换或再生的信号；和/或控制第二燃料流动控制阀107a来禁止或限制至燃料电池112的脱硫燃料的流量，从而减少供应给系统的燃料以及降低系统的功率输出，从而将系统的运行置于较低功率或热备用。如果脱硫组件104包括多个脱硫器，如上所讨论的，使得燃料通过至少一个脱硫器而其它脱硫器中的至少一个为备用，则一旦确定已经达到预定穿透浓度，控制器501就控制脱硫组件104禁止燃料流过运行的脱硫器并且引导燃料流动通过备用模式下的至少一个其它脱硫器。在该情况下，控制器也可以激活表示先前运行的脱硫器需要被更换或再生的信号。
在另一实施例中，燃料电池系统的配置被修改，从而监控组件的指示器组件接收来自脱硫器组件的脱硫燃料的一部分。图3B示出了监控组件206的第二实施例的示意图。如图所示，离开脱硫器组件104的脱硫燃料被分成经由连接管线107b直接传递至热交换器108的第一燃料流，以及经由连接管线107c传递至监控组件206的指示器组件206a的第二燃料流。指示器组件206a可以具有与上面示例2中所述的在监控组件106中使用的指示器组件106a相同的配置。
诸如计量阀或流动控制阀的流动控制部件107d被用来控制至指示器组件206a的燃料流动，使得仅有预定量的燃料经由连接管线107c以预定流量传递至指示器组件206a。如图3B中所示以及上面所述，指示器组件206a包括在暴露于燃料中的含硫化合物时变化颜色的指示器材料204。指示器材料204的颜色变化与指示器材料中的硫饱和水平和脱硫燃料中的硫化合物的浓度相关。
指示器组件206a的尺寸和指示器材料的量和类型随着燃料电池的配置和燃料电池系统中所使用的燃料类型而变化。由于在该实施例中仅有一部分脱硫燃料传递通过指示器组件，所以指示器组件206a的尺寸可以远小于在第一实施例中的组件106a的尺寸。由于指示器组件206a的尺寸与通过组件的燃料的部分流量结合起来影响指示器材料变为对含硫化合物足够饱和从而改变其颜色所需时间，所以在预定硫穿透浓度非常低(即50ppb)，进而监控组件需要对脱硫燃料中存在的含硫化合物更敏感时，使用较小尺寸的指示器组件206a是特别有效的。
还如图3B所示，监控组件206包括传感器组件206b，其检测指示器组件206a中的指示器材料204的颜色和/或颜色变化。与第一实施例中相同，传感器组件206b包括至少一个光电传感器，其能够检测指示器材料的颜色和颜色变化，并且由Balluff制造的全色检测光电传感器适于在该实施例的传感器组件中使用。传感器组件206b邻近或靠近指示器组件206a的透明外壳202的外侧壁布置，通过该外侧壁可以看到指示器材料204，从而传感器组件206b能够检测到指示器材料204的颜色和/或颜色变化。在其它实施例中，传感器组件206b包括至少一个光纤传感器，其能够比色地检测非透明外壳202的界限内的指示器材料的颜色和/或颜色变化。
在一些实施例中，传感器被图像捕捉装置替代(例如相机或网络相机)，其捕捉指示器材料的图像以示出指示器材料的颜色。如下面将更具体描述的，由图像捕捉装置捕捉的图像然后由操作员在监控组件的位置处检查或者远程检查，并且操作员基于这些图像确定在燃料中是否存在预定硫穿透浓度。
还如图所示，在某些实施例中，传感器组件206b包括多个传感器206b，邻近或靠近透明外壳202的外侧壁(通过其能看到指示器材料204)布置，并且以预定间隔沿外壳202的长度定位，用于检测指示器材料204沿指示器组件206a的长度的颜色变化进展和/或进展速率。如上参考图3A所述，传感器组件206a使用该多个传感器来检测在外壳202长度上的每个位置处的颜色和/或颜色变化，并且控制器501基于传感器的检测和由一个传感器检测到预定颜色和由另一传感器检测到相同或其它类似颜色变化之间经过的时间来确定颜色变化进展及其速度。
再如图3B所示，在脱硫燃料的第二流经过指示器组件206a之后，燃料的第二流在连接管线107b中与第一燃料流结合。结合的燃料流然后经过第二燃料流动控制部件107a传递至热交换器108。尽管为了清晰和简单没有示出，但是连接管线107c在指示器组件206a的上游或下游也可以包括流量传送仪或旋转流量计，用于控制由燃料流动控制部件107d携带至连接管线107c的燃料量。
如上面参考图3A所述的监控组件106的第一实施例，第二实施例中的监控组件206、第二燃料流动控制阀107a和脱硫器组件104的操作由控制器501基于传感器组件206b的检测来控制。控制器501还控制流动控制部件107d的操作以控制传送至指示器组件206a的燃料量。
如在第一实施例中那样，控制器501基于由传感器组件206b检测到的颜色和/或颜色变化以及颜色与不同硫穿透浓度的相关来确定在脱硫燃料中是否已经到达预定硫穿透浓度，并且如果已经达到，则控制器执行至少一种预定动作。如上所述，由控制器501执行的预定动作包括激活例如报警的信号，表示脱硫器组件104中的脱硫器需要被替换或再生；控制第二燃料流动控制阀107a来禁止或限制至燃料电池112的燃料流动，从而将系统置于减少功率输出模式或热备用模式，并且如果脱硫组件104包括多个脱硫器，使燃料通过至少一个脱硫器，而至少一个其它脱硫器备用，则控制脱硫组件104禁止流过运行的脱硫器的燃料流动并引导该燃料流动通过备用模式中的至少一个其它脱硫器。
尽管监控组件106的上述实施例被描述和例示为用于燃料电池系统，但是应该理解如图2，图3A和图3B中所示的监控组件可以用在需要检测含硫化合物及其浓度的其它系统和应用中。例如，在上面描述的监控组件也可以用在炼油厂中，用于确定在石油中是否存在含硫化合物和/或含硫化合物的浓度。此外，监控组件的应用不局限于检测燃料或石油中的含硫化合物和/或其浓度，并且监控组件可以被用来检测其它载体混合物中的含硫化合物及其浓度。因此，例如，上述的监控组件适于用在分析实验室和环境分析、以及其它多种硫相关的应用中。
图1-3B中示出的系统100可以进一步被修改以将指示器组件与脱硫组件结合。图4示出了这样修改的系统300，其包括组合的脱硫器/指示器组件304，传感器组件306b以及控制器601。燃料供应302向系统300提供燃料，其燃料供应302通过连接管线303连接至脱硫器/指示器组件304。流动控制部件303a，例如流动控制阀，可以被用来控制从燃料供应302至脱硫器/指示器组件304的流动。
脱硫器/指示器组件304包括一个或多个脱硫器，每个脱硫器都包括一个或多个含有吸附剂和/或吸收剂材料的吸附剂和/或吸收剂脱硫器床，以及一个或多个含有指示器材料的比色床。脱硫器的结构将在下面详细描述。使用吸附剂和/或吸收剂脱硫器床通过化学或物理吸附或吸收从燃料中去除通过脱硫器/指示器组件304的燃料中存在的含硫化合物。在某些实施例中，指示器材料被用来去除燃料中存在的含硫化合物。传感器组件306a监控通过脱硫器/指示器组件304的燃料中含硫化合物的存在，即硫穿透，并检测燃料中的含硫化合物的浓度，即硫穿透浓度。
如图4中所示，燃料电池系统300还包括控制器501，用于至少控制传感器组件306b和脱硫器/指示器组件304。如上参考图1中的第一实施例所述，控制器501基于由传感器组件306b检测到的硫穿透和/或硫穿透浓度来确定在燃料中是否存在预定硫穿透或硫穿透浓度，并且如果确定已经达到预定硫穿透或硫穿透浓度，则执行至少一种预定动作。还如上所述，预定动作之一包括激活信号，例如报警330，表示需要更换或再生脱硫器/指示器组件304的至少一个脱硫器。如果脱硫器/指示器组件304包括多个脱硫器使得至少一个脱硫器备用而另一个脱硫器在运行，则由控制器501执行的预定动作之一包括禁止流过另一个运行的脱硫器的燃料流动并引导该燃料流动改为流过处于备用模式的脱硫器之一。最后，另一预定动作包括限制或禁止至燃料电池的燃料流动，从而限制产生功率或将系统300置于零功率输出状态或热备用模式。
在此处所述的示例性实施例和下面的描述中，假设在载体混合物中的含硫化合物的浓度由传感器组件306b监控以检测硫穿透浓度。然而，下面的描述和讨论同样可应用于硫含量或硫穿透由传感器组件106b监控的情况。如在图1的系统中，预定硫穿透浓度通常在30ppbv至200ppbv的范围内。
如上面所提及的，在某些实施例中，脱硫器/指示器组件304包括多个具有至少一个脱硫器床和至少一个指示器床的脱硫器，其中脱硫器彼此耦合，从而允许当一个或多个其它脱硫器处于备用模式时，至少一个脱硫器运行。在共同受让的美国专利No.7,063,732中公开了一种包括布置在“超前滞后”系统中的多个脱硫器的脱硫器组件的示例，并且其可以被修改为在每个脱硫器中包括至少一个指示器床。在这样的实施例中，脱硫器组件304包括一个或多个燃料流动控制部件(为了简洁未示出)以引导燃料流过至少一个脱硫器。
在这些实施例中，如上所讨论的，当控制器基于由传感器组件306b检测到的硫穿透浓度确定在燃料中存在预定硫穿透浓度时，控制器501执行控制脱硫器/指示器组件304的燃料流动控制部件的预定动作来禁止或限制通过正在运行的脱硫器的燃料流动并且引导燃料流动流过备用的至少一个其它脱硫器。控制器501还可以执行激活信号(例如报警)的预定动作，表示需要更换或再生先前运行的脱硫器。在某些实施例中，当通过先前运行的脱硫器的燃料流动被禁止或如果表示先前运行的脱硫器需要被再生的信号被激活时，控制器501进一步执行预定动作，通过再生脱硫器中的吸附剂材料来自动再生先前运行的脱硫器。
如图4所示，燃料电池系统300还包括在脱硫器/指示器组件304下游的第二燃料流动控制部件307a，用于控制至燃料电池312的燃料流动。在某些实施例中，控制器501基于由传感器组件306b检测到的硫穿透浓度来控制第二燃料流动控制部件307a。具体地说，当控制器501基于传感器组件306b的检测确定在燃料中存在硫穿透浓度时，控制器501控制第二燃料流动控制部件307a限制或禁止通过控制部件307a的燃料流动，从而限制提供至燃料电池312的燃料量以及由系统300产生的功率量。在这样的实施例中，当确定在燃料中已经达到预定硫穿透浓度时，控制器501可以控制第二燃料流动控制部件307a以将系统的运行置于零功率或热备用模式。
如图所示，燃料电池系统300还包括：第二燃料流动控制部件307a下游的热交换器308，用于预热脱硫燃料；燃料处理组件310，用于进一步处理燃料；燃料电池312，包括阳极314和阴极316；以及氧化器组件318。脱硫燃料在经过脱硫器/指示器组件304之后使用连接管线307载送通过第二燃料流动控制部件307a。通过第二燃料流动控制部件307a的脱硫燃料被传送至热交换器308，在其中燃料与来自供水装置322的水结合并被加热至预定温度以产生加热的潮湿燃料。该加热的潮湿燃料然后被从热交换器308通过连接管线309传送至燃料处理组件310以进行进一步处理。具体地说，处理组件310还可以包括脱氧组件，用于从燃料中去除痕量氧成分；以及预重整组件，用于重整至少一部分加热的潮湿燃料以产生适于在燃料电池312中使用的燃料。
经处理组件310处理后的燃料经由连接管线311传送至燃料电池312的阳极314，在此其与流过阴极316的氧化剂气体进行电化学反应以产生电能。废燃料作为包括反应产物和未反应燃料的阳极废气离开阳极314，并被传送至氧化器318，在其中其与来自空气源320的空气结合并燃烧以产生适于在阴极316中使用的氧化剂气体。废氧化剂气体作为阴极废气离开阴极316，并且进一步被传递至热交换器308以预热脱硫燃料和水。在一些实施例中，一部分阴极废气被循环回到阴极316。
图5A-5C示出了图4的脱硫器/指示器组件304的三个示例性实施例的具体示意图。在图5A中，示出了组合的脱硫器/指示器组件304的第一示例性实施例，组件304包括具有入口402a和出口402b的外壳402，其适于使指示器组件在线放置在燃料电池系统100中。通常，入口402a和出口402b可以是适于与燃料电池系统的连接管线的公耦合器配合的母耦合器。脱硫器/指示器组件304还包括脱硫器材料404和包括比色吸附剂的指示器材料405。脱硫器材料404和指示器材料405都容纳在外壳402中。
外壳402还适于允许检测指示器材料405的属性的变化。具体地说，外壳402包括对指示器材料405的访问途径，使得传感器组件306b能够检测到指示器材料的一个或多个物理属性的变化。在一些示例性实施例中，该访问途径包括外壳402中的透明或半透明窗口，例如观察玻璃，以使得能够从外壳402的外面看见指示器材料405。在其它实施例中，外壳402包括外部壳层和另外的内部壳层，其是透明或半透明的，用于容纳指示器材料405，从而在外部外壳内形成内窗口或观察玻璃。在一些实施例中，外壳402由透明或半透明材料形成，例如，石英、聚氯乙烯(PVC)塑料、聚甲基丙烯酸甲酯塑料或其它丙烯酸脂、或聚碳酸酯，这就使得在从外壳402的外部观察时，能看到容纳在其中的指示器材料405。
如图所示，脱硫器材料404可以具有脱硫器床的形式并且包括脱硫器吸附剂。然而，应该理解脱硫器材料404可以包括吸收燃料中的含硫化合物的脱硫器吸收剂材料。用在指示器组件中的指示器材料405可以指示器床的形式提供并且包括在暴露于含硫化合物时改变其至少一种物理属性(例如其颜色)的材料。在所示的示例性实施例中，指示器材料405包括比色吸附剂，其在暴露于含硫化合物时改变颜色。如上参考图1和2所述的，适当的比色吸附剂包括由Tokyo Gas提供的FSK-A吸附剂，由Molecular C-Chem提供的Ag400吸附剂，由Tokyo Gas提供的TOSPIX 94吸附剂，由BASF制造的F8-01(Desulf-2)吸附剂，由Engelhard(最近被BASF收购)制造的
Figure GPA00001009146400211
Sulf-X CNG-2吸附剂，或由TDA Research制造的SulfaTrapTM-R6。
比色指示器材料的颜色变化表示燃料中的不同硫穿透浓度并且与之相关，其中预定颜色对应于预定硫穿透浓度。因此，图4的传感器组件306b检测指示器材料405的颜色和颜色变化中的至少一种，以及控制器501将所检测的颜色或颜色变化与不同硫穿透浓度相关，并且确定在燃料中是否存在预定硫穿透浓度。在某些实施例中，传感器306b包括沿被外壳402容纳的指示器材料405的长度以预定间隔布置的多个传感器，并且控制器501用来确定颜色变化的进展或进展速率，以及因此确定相应的硫穿透浓度进展速率。
在图5A中所示的第一实施例中，脱硫器材料404和比色指示器材料405被外壳402容纳，使得燃料首先被载送通过脱硫器材料404以通过化学或物理吸附或吸收来去除燃料中的含硫化合物，然后，其被载送通过比色指示器材料405，用于确定在燃料中是否存在预定浓度的硫穿透浓度。在一些示例性实施例中，比色指示器材料405包括比色吸附剂，其在燃料载送通过脱硫器材料404之后去除脱硫燃料中的任何硫穿透。以该方式，指示器材料405作为保护床(guard bed)来防止硫穿透通过到达燃料电池。
外壳402的尺寸以及脱硫器材料404的体积和指示器材料405的体积随着系统300的燃料电池312的配置和提供给系统300的燃料的类型而改变。具体地说，外壳402的期望尺寸，特别是外壳的长度和直径的比例，以及布置在外壳402中的脱硫器材料404和指示器材料405的体积被优化以消除通过组件304的燃料的沟流并使得燃料在预定表观速度和停留时间范围内流动。如上所提及的，燃料流过脱硫器/指示器组件304的预定表观速度和空速取决于系统300中所使用的燃料的类型。例如，期望空速在35l/hr至600l/hr的范围内以及表观速度在0.06ft/sec至0.9ft/sec的范围内，其中外壳的典型长度与直径比(L/D)在3至10的范围内。这些期望空速和长度与直径比的值与在外壳中结合的两个吸附剂层(如图5A和5B所示)以及多个吸附剂层(如图5C所示)有关。例如，当天然气燃料以43scfm的流量通过脱硫器/指示器组件304(具有大约12.4英寸的内径和大约62英寸的长度，0.84ft2的横截面积，4.3ft3的总吸附剂体积、以及5.0的L/D比)时，可以实现高空速和高表观速度，例如600l/hr的空速和0.9ft/sec的表观速度。例如，当丙烷气燃料以10scfm的流量通过脱硫器/指示器组件304(具有大约23.1英寸的内径和大约70英寸的长度，2.9ft2的横截面积，17ft3的总吸附剂体积、以及3.0的L/D比)时，可以实现低空速和低表观速度，例如35l/hr的空速和0.06ft/sec的表观速度。
图5示出了图4的系统300的脱硫器/指示器组件304的第二实施例。如图5A的第一实施例那样，图5B的脱硫器/指示器组件304包括包括具有入口402a和出口402b的外壳402，其适于使指示器组件在线放置在燃料电池系统300中。脱硫器/指示器组件304还包括指示器材料405，其可以以指示器床的形式提供；以及脱硫器材料404，其可以以脱硫器床的形式提供。如上面参考第一实施例所述，指示器组件还适于允许检测指示器材料405的属性。具体地说，外壳402包括透明或半透明材料来使得通过其可以看见指示器材料405，或者包括允许传感器组件306b检测到指示器材料405的至少一种物理属性变化的访问路径。访问路径可以包括外壳中的至少一个观察玻璃或窗口以使得从外壳402的外部能够看见指示器材料405，或包括由透明或半透明内部壳层形成的内部观察玻璃或窗口。
在图5B所示的第二实施例中，指示器材料405布置在外壳402中，从而通过入口402a进入组件304的燃料首先被载送通过指示器材料405。具体地说，指示器材料405包括通过物理或化学吸附或吸收去除燃料中的含硫化合物的主吸附剂或主吸收剂材料。同时，在暴露于含硫化合物时，指示器材料405的至少一种物理属性改变。在示例性实施例中，指示器材料405包括比色吸附剂，其在暴露于含硫化合物时，吸附含硫化合物并逐渐改变其颜色。如在第一实施例中，适当的比色吸附剂包括FSK-A吸附剂，Ag400吸附剂，TOSPIX 94吸附剂，
Figure GPA00001009146400231
Sulf-X CNG-2吸附剂，F8-01(Desulf-2)吸附剂或SulfaTrapTM-R6。
指示剂材料的颜色和/或颜色变化表示燃料中的硫浓度并且与其相关，其中预定颜色对应于预定硫浓度。由于指示器材料405是主硫吸附剂或吸收剂，所以指示器材料405的颜色变化在靠近外壳的入口402a的指示器材料的第一端405a处最大，其被暴露于最高浓度的含硫化合物。指示器材料405的颜色变化在与第一端405a相对并且相对于入口402a最远的第二端405b处最小，这是因为大部分的含硫化合物已经被更靠近第一端405a布置的指示器材料405去除。
如上所述，图4的传感器组件306b检测指示器材料405的颜色和颜色变化中的至少一种，并且控制器501将所检测到的颜色和/或所检测到的颜色变化与燃料中的含硫化合物的浓度进行相关并确定在燃料中是否存在预定硫穿透浓度。在该示例性实施例中，期望传感器306b检测在指示器材料的第二端405b处或靠近其的指示器材料的颜色和/或颜色变化，这是因为燃料中的大部分含硫化合物已经被更靠近第一端405a的指示器材料405去除了，并且指示器材料405在第二端405b处或靠近其的部分暴露给脱硫或基本脱硫的燃料。如在第一实施例中那样，在一些示例性实施例中，传感器组件306b可以包括沿指示器材料405的长度(即从第一端405a至第二端405b)以预定间隔布置的多个传感器，从而使得控制器501确定指示器材料的颜色变化的进展或进展速率，以及燃料中硫穿透浓度的相应进展或进展速率。
如图5B中所示，在该实施例中的脱硫器材料404被外壳402容纳，从而燃料在通过指示器材料405之后，被载送通过脱硫器材料404。以该方式，脱硫器材料404作为保护床，用于去除离开指示器材料405的燃料中的任何硫穿透以防止含硫化合物传送至燃料电池。如在第一实施例中那样，脱硫器材料404包括脱硫器吸附剂或吸收剂材料，其物理或化学地吸附或吸收燃料中的含硫化合物。
如上面所述，外壳402的尺寸和脱硫器材料以及指示器材料405的体积随着燃料电池312的配置和提供给系统300的燃料的类型而改变。
图5C中示出了图4的系统300的脱硫器/指示器组件304的第三实施例。如图所示，脱硫器/指示器组件304包括具有入口402a和出口402b的外壳402，其适于使指示器组件在线安装在燃料电池系统300中。组件304还包括布置在多个脱硫器床404中的脱硫器材料和布置在多个指示器床405中的指示器材料405。如在第一和第二实施例中那样，脱硫器/指示器组件还适于允许检测指示器材料405的属性。具体地说，外壳402包括透明或半透明材料以通过其能够看见指示器材料405，或包括允许传感器组件306b检测指示器床的至少一种物理属性的访问路径。具体地说，在一些示例性实施例中，外壳402包括在外壳402中的一个或多个透明或半透明窗口，例如一个或多个观察玻璃，以使得能够从外壳402的外部看见指示器床405。在其它示例性实施例中，外壳包括透明或半透明的外部壳层和容纳指示床405的内部壳层，从而在外部外壳内形成一个或多个内部窗口或观察玻璃，其可以通过外壳402的表面或通过外壳内的用于传输指示器材料405的颜色或颜色变化的光缆来监控。
如图5C所示，脱硫器床404和指示器床405被布置为使得相邻的脱硫器床404被至少一个指示器床405分开。尽管图5C示出了通过入口402a进入外壳402的燃料在通过指示器床405之前首先通过第一脱硫器床404，以及在从出口402b输出之前，燃料通过最后一个脱硫器床404，但是应该理解脱硫器床404和指示器床405的布置可以被改变。因此，例如，进入外壳402的燃料在通过第一脱硫器床404之前可以首先通过第一指示器床405，和/或在从出口402b输出之前，燃料可以通过最后一个指示器床405。此外，脱硫器床404和指示器床405的数量和尺寸仅是示例性的，可以根据提供给系统300的燃料和系统300的配置而改变。还应该理解，每个脱硫器/指示器组件可以包括具有不同尺寸的脱硫器床404和/或指示器床405，使得例如更靠近入口402a的脱硫器床404可以大于靠近出口402b的脱硫器床404。
每个脱硫器床404都包括吸附剂或吸收剂材料，用于化学或物理吸附或吸收燃料中的含硫化合物。每个指示器床405包括指示器材料，该指示器材料在暴露于含硫化合物时改变其至少一种物理属性，例如颜色。在本示例性实施例中，指示器材料是比色吸附剂，其在暴露于含硫化合物时逐渐改变颜色。如前两个实施例那样，适合的比色吸附剂包括由Tokyo Gas提供的FSK-A吸附剂，由Molecular C-Chem提供的Ag400吸附剂，由Tokyo Gas提供的TOSPIX 94吸附剂，由Engelhard(近来被BASF收购)制造的
Figure GPA00001009146400251
Sulf-X CNG-2吸附剂，由BASF制造的F8-01(Desulf-2)吸附剂，或由TDA Research制造的SulfaTrapTM-R6。如上所述，在某些采用F8-01(Desulf-2)吸附剂作为指示器材料的实施例中，F8-01(Desulf-2)吸附剂可以与Desulf-1吸附剂(例如由BASF提供的F3-01吸附剂)一起使用，形成脱硫器床404。
如上所述，指示器材料的颜色变化表示燃料中的不同硫穿透浓度并与其相关，其中预定颜色对应于预定硫穿透浓度。在采用图5C中所示的脱硫器/指示器组件的图4的实施例中，传感器组件306b包括多个传感器，每个传感器对应于指示器床405之一，用于检测每个指示器床405中的指示器材料的颜色和颜色变化中的至少一种。控制器501将所检测到的颜色或所检测到的颜色变化与硫化合物的不同浓度相关并基于检测确定在燃料中的任何给定位置处是否存在预定硫穿透浓度。控制器501还可以用来确定颜色变化的进展和进展速率，以及硫穿透浓度的相应进展速率。
应该理解图5A-5C中示出的组合的脱硫器/指示器组件304的实施例仅是示例性的，以及脱硫器材料和指示器材料在外壳中的布置可以被改变以实现期望的操作和硫穿透检测。此外，如上所述，脱硫器/指示器组件304可以包括在使用燃料流动控制部件的“超前-滞后”布置中并联连接的多个脱硫器单元，例如图5A-5C中所示出的，其中至少一个单元在运行而至少一个其它单元为备用模式。以该方式，当控制器501确定在燃料中存在预定浓度的硫穿透时，控制器501控制燃料流动控制部件以禁止通过该至少一个处于运行中的单元的燃料流动并引导该燃料流动流过备用的至少一个其它单元。
应该理解，尽管对指示器组件106a、206a和304中的指示器材料的属性的变化的检测被例示为由传感器执行的，但是本发明的预期中，也可以通过系统的操作员观察指示器组件来检测这种变化。操作员然后可以执行预定动作，例如当观察到的变化表示硫穿透或穿透浓度时发出报警。在本发明的预期中，在图3B的系统中，通过指示器组件206a的燃料流动可以被控制为在系统100的运行期间以不同的时间间隔(spaced intervals of time)发生。
如在此上面所述的那样，图3A和3B中示出的传感器组件可以使用图像获取装置代替，例如相机或网络相机，其捕捉指示器材料的图像并将这些图像传递至在操作站610的操作员610A，用于观察并确定在脱硫燃料中是否存在预定硫穿透浓度。图6示出了采用图像获取装置的监控组件的实施例的示意图。
如图6中所示，监控组件606包括指示器组件606a，适于接收离开脱硫器组件604的所有或部分脱硫燃料；以及至少一个图像捕捉装置606b。指示器组件606a的结构基本上与上面所述并在图2中示出的指示器组件的结构一样。具体地说，指示器组件606a包括在暴露于燃料中的含硫化合物时改变其颜色的指示器材料606a1；以及用于容纳指示器材料606a1的外壳606a2。外壳606a2是透明的或包括至少一个透明观察窗以允许通过图像捕捉装置606b观察容纳在其中的指示器材料606a1。在上述示例1或示例2中的指示器组件适于在图6的监控组件中使用。
图像捕捉装置606b包括相机或网络相机，其能够捕捉指示器材料的彩色图像并将所捕捉的图像传递至远程位置处的操作员。期望图像捕捉装置是UL或CSA认证的，包括24V直流输入并具有用于远程观察或访问捕捉图像的因特网连接。例如，具有可选的集成LED环的Cognex型号为5100C的1/3”CCD相机是适于在该实施例中使用的图像捕捉装置。
如图所示，图像捕捉装置606b邻近或靠近透明外壳606a2的外侧壁布置，或邻近或靠近外壳中的观察窗布置，通过观察窗能看到指示器材料606a1，从而图像捕捉装置606b可以捕捉指示器材料的图像。在某些实施例中，监控组件606包括多个图像捕捉装置606b，邻近或靠近透明外壳606a2的外侧壁布置并且沿外壳606a2的长度以预定间隔安置，通过透明外壳606a2的外侧壁可看到指示器材料606a1。多个图像捕捉装置606b沿透明外壳606a2的长度捕捉指示器材料604的图像，从而示出沿外壳长度的指示器材料颜色变化的进展或进展速率。
还如图6中所示，在脱硫燃料通过指示器组件之后，其由连接管线607载送通过第二流动控制部件607a，其中第二流动控制部件607a控制脱硫燃料至热交换器608的流量。在替换实施例中，脱硫燃料的第一部分通过指示器组件，而剩余的脱硫燃料部分流过连接管线609。在通过指示器组件之后，脱硫燃料的第一部分由连接管线607载送通过第二流动控制部件607a，然后与管线609中的剩余脱硫燃料部分重新结合。结合的脱硫燃料然后被载送至热交换器608。如上所述，脱硫燃料在热交换器608中被预热，然后传递至处理组件和燃料电池。监控组件606、燃料流动控制部件603a和脱硫器组件604的操作由控制器501和操作员610A通过操作站610控制。控制器501使用任何适当的常规通信方式611(例如直接连接、无线网络、安全因特网或内部网连接、或任何其它适当网络)与图像捕捉装置606b通信。通过操作站610的操作员610A也通过常规通信方式612与控制器501和/或图像捕捉装置606b通信。例如，如果操作站610是在远程位置，则操作员610A可以通过安全因特网或内部网与控制器501和图像捕捉装置606b通信，从而操作员610能够通过在操作站拨打装置的IP地址与图像捕捉装置606b连接。同样，如图6中所示，操作员610A通过操作站610和通信方式613可以与图像捕捉装置606b直接通信。此外，操作员610A通过操作站610和通信方式614和615可以与脱硫器组件604和流动控制部件603a直接通信，从而使操作员610能够直接控制这些部件。
具体地说，图像捕捉装置606b被直接控制或者由控制器501控制以在预定时刻捕捉指示器材料的图像。在本示例性实施例中，图像捕捉装置606b被控制以在预定时刻捕捉指示器材料的至少一个图像，该预定时刻是基于通过指示器组件606a的脱硫燃料的量确定的，从而图像捕捉装置606b捕捉预定量脱硫燃料时的指示器材料的至少一个图像。使用作为第二燃料流动控制部件607a的一部分的流量计可以测量通过指示器组件606a的燃料量。在其它实施例中，控制器501控制至少一个图像捕捉装置606b来以预定时间间隔捕捉指示器材料的至少一个图像。
在图像捕捉装置606b捕捉指示器材料604的至少一个图像之后，该指示器材料的至少一个图像被直接或通过控制器501传送至操作站610，供操作员610A检查。在一些实施例中，控制器501还在该至少一个图像由控制器被传递至操作站610时激活报警以通知操作员该至少一个图像已经被传递并要求操作员610检查该至少一个图像。在某些实施例中，当图像捕捉装置606b捕捉指示器材料606a1的至少一个图像时，图像存储在存储介质(为了简洁未示出)上，该存储介质可位于图像捕捉装置606b内部或外部，并且控制器501激活报警以警告操作员610A图像已经准备好供操作员检查，以及能够由操作员610A在存储介质上存取。应该理解操作员可以位于监控组件的附近或远程位置，以及由图像捕捉装置捕捉的图像可以被传送至操作站610处的操作员610A，或可以由操作员从操作站610存取并检查。
在接收或存取所捕捉的图像之后，操作员610A检查图像并基于在图像中示出的指示器材料的颜色和/或颜色变化以及颜色与硫穿透浓度的相关性来确定在脱硫燃料中是否存在预定硫穿透浓度。如果操作员610A确定在燃料中存在预定硫穿透浓度，则操作员610A通过操作站命令控制器501执行一个或多个预定功能。在一些实施例中，一旦确定在脱硫燃料中存在预定硫穿透浓度，操作员610A就可以直接激活执行一个或多个预定功能，而不是经由通信方式614和615通过控制器501来进行。
当操作员610A确定在脱硫燃料中存在含硫化合物的预定浓度时，则由控制器501执行或由操作员610A直接激活的预定动作包括：激活信号，表示脱硫器组件604需要被更换或再生；和/或控制燃料流动控制阀603a以禁止或限制至燃料电池112的燃料的流量，从而减少至系统的燃料的供应并降低系统的功率输出，从而将系统的运行置于较低功率或热备用。
如果脱硫器组件604包括多个脱硫器，如上所述的，使燃料通过至少一个脱硫器而至少一个其它脱硫器处于备用，则当从操作员610A接收到指令时，控制器501控制或者操作员610A直接控制脱硫器组件604来禁止通过运行的脱硫器的燃料的流动并引导燃料流动流过处于备用模式的至少一个其它脱硫器。在该种情况下，控制器501或操作员610A还可以激活表示先前运行的脱硫器需要被更换或再生的信号。
应该注意在图1、3A、3B、4和6的实施例中使用的控制器501可以是由GE Fanuc制造的常规PLC(可编程逻辑控制器-本质上高可靠鲁棒计算机)。用于实施例的控制程序又可以是被称作“Versapro”的软件产品，也是用于工业自动化的在GE Fanuc PLC中可以实现的GE Fanuc产品。
在所有情况下，应该理解上述布置仅是代表本发明的应用的多个可能的具体实施例的示例。根据本发明的原理，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以容易地设计出多个改型的其它布置。例如，监控组件可以包括与相应传感器组件并联和/或串联连接的多个指示器组件以实现更准确地确定硫穿透浓度并增加监控组件的可靠性。在这些布置中，可以通过在监控组件的不同指示器组件中使用不同指示器材料来进一步提高确定硫穿透浓度的准确性。可以对本发明的监控组件结构进行各种其它修改以优化监控组件中的指示器组件的数量和布置。此外，其它指示器材料可以被用在本发明的指示器组件中来代替上面所述的指示器材料。

Claims (103)

1.一种用于燃料电池系统的检测燃料中的含硫化合物的监控组件，所述监控组件包括：
指示器组件，用于使所述燃料从中通过，所述指示器组件包括指示器材料和用于容纳所述指示器材料的外壳，其中所述外壳被配置为在线地布置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分所述燃料的旁路路径之一中，并且所述指示器材料被配置为，在所述外壳在线地置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且所述指示器组件还被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化。
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色并且所述外壳的至少一部分是透明的，并且其中所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
3.根据权利要求2所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300011
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
4.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括用于执行至少一种下述操作的传感器组件：检测所述指示器材料的至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化。
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳的至少一部分是透明的；以及
所述传感器组件包括颜色检测光电传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器材料的颜色；和所述指示器材料的颜色变化。
6.根据权利要求4所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳是不透明的；以及
所述传感器组件包括光纤传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器材料的颜色；和所述指示器材料的颜色变化。
7.根据权利要求5所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300021
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
8.根据权利要求7所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述外壳包括透明PVC材料并且具有10英寸直径；
所述指示器材料包括FSK-A吸附剂，并具有布置在所述外壳中的0.55ft3的体积；
所述监控组件还包括布置在所述外壳中的邻近所述外壳的入口和邻近所述外壳的出口的非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种，所述指示器材料被所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种保持在所述外壳内。
9.根据权利要求8所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述燃料包括HD-5丙烷燃料和天然气燃料中的至少一种；
所述燃料以预定流量、预定表观速度和预定空速通过所述指示器组件；
如果所述燃料包括HD-5丙烷燃料，则所述预定流量是15scfm或更少，所述预定表观速度是0.46ft/s或更少，以及所述预定空速是0.46/s或更少；以及
如果所述燃料包括天然气燃料，则所述预定流量是40scfm或更少，所述预定表观速度是1.22ft/s或更少，以及所述预定空速是1.22/s或更少。
10.根据权利要求7所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述外壳包括透明石英材料并且具有在0.25英寸和1.5英寸之间的直径；
所述指示器材料包括Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300031
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一，并且具有布置在所述外壳中的在0.3in3和18.3in3之间的体积；
所述监控组件还包括布置在所述外壳中的邻近所述外壳的入口和邻近所述外壳的出口的非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种，所述指示器材料被所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种保持在所述外壳中。
11.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述指示器材料被配置为从所述燃料中去除所述含硫化合物。
12.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述指示器组件包括布置在所述外壳中的邻近所述外壳的入口和邻近所述外壳的出口的非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种，所述指示器材料被所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种保持在所述外壳中。
13.根据权利要求12所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种包括聚丙烯和不锈钢。
14.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括：
控制器，用于在基于所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化确定在所述燃料中存在含硫化合物的预定浓度时执行预定动作。
15.根据权利要求14所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括用于执行至少一种下述操作的传感器组件：检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化；
其中所述控制器基于所述传感器组件的所述检测来确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度，并在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度时执行预定动作。
16.根据权利要求14所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述控制器还用作控制所述燃料电池系统的控制器。
17.根据权利要求16所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述监控组件在使所述燃料通过所述燃料电池系统的脱硫器组件之后检测在所述燃料中的含硫化合物，所述脱硫器组件包括用于控制通过所述脱硫器组件的所述燃料的流动的多个燃料流动控制部件，其中当在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度时，由所述控制器执行的所述预定动作是下述至少一种：激活报警；和控制所述多个所述燃料流动控制部件。
18.根据权利要求17所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器和第二脱硫器，所述第一脱硫器与所述第二脱硫器并联耦合，
所述多个燃料流动控制部件控制通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的燃料的流动，使得燃料流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一，而所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的另一个处于备用模式；以及
如果确定在离开所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则由所述控制器执行的所述预定动作包括：控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一的所述燃料流动；以及使所述燃料流过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个。
19.根据权利要求17所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述燃料中的含硫化合物的所述预定浓度是30ppbv或更多。
20.根据权利要求14所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括具有沿所述指示器组件的所述外壳的长度布置的多个传感器的传感器组件，并且其中所述控制器基于由所述传感器组件的所述多个传感器的所述检测来确定沿所述外壳的所述长度的含硫化合物的浓度的进展速率，以及基于所述进展速率来确定在预定时间段内在所述燃料中是否将存在含硫化合物的所述预定浓度。
21.根据权利要求14所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中由所述控制器执行的所述预定动作是激活报警。
22.根据权利要求14所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述燃料电池系统包括所述监控组件下游的用于控制至所述燃料电池的所述燃料的流动的燃料供应控制部件和燃料电池，其中由所述控制器执行的所述预定动作包括下述至少一种：激活报警；和控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动。
23.根据权利要求22所述的用于燃料电池系统的监控组件，
其中所述监控组件在使所述燃料通过所述燃料电池系统的脱硫器组件之后检测在所述燃料中的含硫化合物，
所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器和第二脱硫器，所述第一脱硫器与所述第二脱硫器并联耦合，并且多个燃料流动控制部件控制通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的燃料的流动，使得燃料通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一，而所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的另一个处于备用模式；以及
其中，如果确定在离开所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：
激活报警；
控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的所述之一的燃料的流动并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个；以及
控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的所述燃料的流动。
24.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述外壳包括一个或多个以下部件：透明或半透明材料，以允许通过该透明或半透明材料看到所述指示器材料；访问路径，允许传感器组件和操作人员之一检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以允许从所述外壳的外部看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
25.一种用于燃料电池系统的检测燃料中的含硫化合物的监控组件，包括：
多个指示器组件，用于使所述燃料通过至少一个所述指示器组件，所述多个指示器组件中的每一个都包括指示器材料以及用于容纳所述指示器材料的外壳，其中每个指示器组件的外壳被配置为在线地放置在所述燃料电池系统中的接收几乎所有燃料的主路径和仅接收一部分燃料的旁路路径之一，以及每个指示器组件的外壳中的指示器材料被配置为，在外壳被在线地置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且每个指示器组件还被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化。
26.根据权利要求25所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，以及每个指示器组件的外壳的至少一部分是透明的，并且其中所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
27.根据权利要求26所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中每个指示器组件的指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300061
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
28.根据权利要求26所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述多个指示器组件中的一个指示器组件具有以下耦合方式的至少一种：与所述多个指示器组件的另一个指示器组件串联耦合，使得所述燃料首先通过所述多个指示器组件中的所述一个指示器组件，然后通过所述多个指示器组件的所述另一个指示器组件；以及，与所述多个指示器组件的另一个指示器组件并联耦合，使得所述燃料通过所述多个指示器组件的所述一个指示器组件的同时还通过所述多个指示器组件的所述另一个指示器组件。
29.根据权利要求28所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述多个指示器组件的所述一个指示器组件的指示器材料包括第一指示器材料，并且所述多个指示器材料的所述另一个指示器材料的指示器材料包括与所述第一指示器材料不同的第二指示器材料。
30.根据权利要求26所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括对应于所述多个指示器组件的多个传感器组件，用于执行至少一种以下检测：检测各个指示器组件的指示器材料的颜色；以及检测各个指示器组件的指示器材料的颜色的变化。
31.根据权利要求30所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中每个所述传感器组件包括颜色检测光电传感器，被配置为进行至少一种以下检测：检测各个所述指示器组件的指示器材料的颜色；和检测所述各个指示器组件的指示器材料的所述颜色的变化。
32.根据权利要求25所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述指示器组件的所述外壳是不透明的并且每个所述传感器组件包括光纤传感器，所述光纤传感器被配置为检测下列至少一种：各个指示器组件的指示器材料的颜色；和所述各个指示器组件的所述指示器材料的所述颜色的变化，并且其中所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
33.根据权利要求30所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中每个传感器组件包括沿各个指示器组件的外壳的长度布置的多个传感器，每个所述传感器是光电传感器，所述光电传感器被配置为检测下列至少一种：所述各个指示器组件的指示器材料的颜色；和所述各个指示器组件的指示器材料的所述颜色的变化。
34.根据权利要求25所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括：
控制器，用于在基于所述至少一个指示器组件的指示器材料的至少一种物理属性的变化确定在所述燃料中存在含硫化合物的预定浓度时执行预定动作。
35.根据权利要求34所述的用于燃料电池系统的监控组件，还包括对应于所述多个指示器组件的多个传感器组件，用于进行至少一种以下检测：检测所述各个指示器组件的指示器材料的颜色；和检测所述各个指示器组件的指示器材料的颜色的变化；
并且其中所述控制器基于所述多个传感器组件中的至少一个进行的所述检测确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度，以及在含硫化合物的所述预定浓度存在于所述燃料中时执行所述预定动作。
36.根据权利要求35所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中每个传感器组件包括沿所述各个指示器组件的外壳的长度布置的多个传感器，每个所述传感器是光电传感器，所述光电传感器被配置为检测以下至少一种：所述各个指示器组件的指示器材料的颜色；和所述各个指示器组件的指示器材料的所述颜色的变化，并且
其中所述控制器基于由每个所述传感器组件的所述多个传感器进行的所述检测来确定沿所述各个指示器组件的外壳的所述长度的含硫化合物的浓度的进展速率，以及基于所述进展速率来确定在预定时间段内在所述燃料中是否将存在含硫化合物的所述预定浓度。
37.根据权利要求34所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
所述控制器还作为控制所述燃料电池系统的控制器。
38.根据权利要求37所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述预定动作包括激活报警。
39.根据权利要求37所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述燃料电池系统包括所述监控组件下游的燃料供应控制部件，用于控制至所述燃料电池的所述燃料的流动，并且其中由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动。
40.根据权利要求39所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述监控组件在使所述燃料通过所述燃料电池系统的脱硫器组件之后检测在所述燃料中的含硫化合物，所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器和第二脱硫器，所述第一脱硫器与所述第二脱硫器并联耦合，以及多个燃料流动控制部件，用于控制通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的燃料的流动，使得燃料流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一，而所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个处于备用模式，并且其中如果确定在离开所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一的燃料的流动并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个。
41.根据权利要求40所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述燃料电池系统还包括所述监控组件下游的燃料供应控制部件，用于控制至所述燃料电池的所述燃料的流动，并且其中由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：
激活报警；
控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动；以及
控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器所述之一的燃料的流动并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的所述另一个。
42.根据权利要求40所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中所述燃料中的含硫化合物的所述预定浓度是30ppbv或更多。
43.根据权利要求25所述的用于燃料电池系统的监控组件，其中：
每个监控组件的外壳包括下列一个或多个：透明或半透明材料，以允许通过所述透明或半透明材料能看见所述指示器材料；访问路径，其允许传感器组件和操作人员之一检测所述监控组件的指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以使从所述外壳的外部能看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
44.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，包括阳极和阴极，所述阳极被配置为接收燃料以及所述阴极被配置为接收氧化剂气体；
控制器，用于控制所述燃料电池系统的一个或多个元件；以及
监控组件，用于检测所述燃料中的含硫化合物；
其中所述监控组件包括用于使所述燃料从中通过的指示器组件，所述指示器组件包括指示器材料，以及用于容纳所述指示器材料的外壳，其中所述外壳在线地布置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收所述燃料的一部分的旁路路径之一，并且所述指示器材料被配置为在所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，以及所述指示器组件还被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化。
45.根据权利要求44所述的燃料电池系统，还包括：
脱硫器组件，被配置为接收来自燃料供应的燃料以及用于从所述燃料中去除含硫化合物以为所述燃料电池的阳极产生燃料；以及
其中所述监控组件接收通过所述脱硫器组件之后的燃料。
46.根据权利要求45所述的燃料电池系统，其中所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，以及所述外壳的至少一部分是透明的，并且其中所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
47.根据权利要求46所述的燃料电池系统，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300111
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
48.根据权利要求46所述的燃料电池系统，其中所述监控组件还包括用于进行以下至少一种检测的传感器组件：检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化。
49.根据权利要求48所述的燃料电池系统，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的所述预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳的至少一部分是透明的；以及
所述传感器组件包括颜色检测光电传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器组件的所述颜色；和所述指示器材料的所述颜色的变化。
50.根据权利要求48所述的燃料电池系统，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的所述预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳是不透明的；以及
所述传感器组件包括光纤传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器材料的所述颜色；和所述指示器材料的所述颜色的变化。
51.根据权利要求49所述的燃料电池系统，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、F8-01吸附剂、
Figure FPA00001009146300112
Sulf-X CNG-2吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
52.根据权利要求51所述的燃料电池系统，其中：
所述指示器组件被配置为接收来自所述脱硫器组件的所有所述脱硫燃料；
所述指示器组件的所述外壳包括透明PVC材料并且具有10英寸直径；
所述指示器材料包括布置在所述外壳中的具有0.55ft3体积的FSK-A吸附剂；
所述监控组件还包括布置在所述外壳中的邻近所述外壳的入口和邻近所述外壳的出口的非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种，所述指示器材料被所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的所述至少一种保持在所述外壳中。
53.根据权利要求51所述的燃料电池系统，其中：
所述指示器组件适于从所述脱硫器组件接收一部分所述脱硫燃料；
所述指示器组件的所述外壳包括透明石英材料并且具有在0.25英寸和1.5英寸之间的直径；
所述指示器材料包括Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、
Figure FPA00001009146300121
Sulf-X CNG-2吸附剂、F8-01吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一，并且具有布置在所述外壳中的在5mL和300mL之间的体积；
所述监控组件还包括布置在所述外壳中的邻近所述外壳的入口和邻近所述外壳的出口的非反应支撑网和非反应支撑材料中的至少一种，所述指示器材料被所述非反应支撑网和非反应支撑材料中的所述至少一种保持在所述外壳中。
54.根据权利要求51所述的燃料电池系统，其中：
所述燃料中的含硫化合物的所述预定浓度是30ppbv或更多。
55.根据权利要求45所述的燃料电池系统，其中：
所述控制器控制所述监控组件和所述脱硫器组件。
56.根据权利要求45所述的燃料电池系统，其中：
所述监控组件还包括传感器组件，用于进行以下至少一种检测：检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，并且其中所述控制器基于所述传感器组件的所述检测来确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度，并在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度时执行预定动作。
57.根据权利要求56所述的燃料电池系统，其中由所述控制器执行的所述预定动作包括激活报警。
58.根据权利要求55所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池系统还包括所述监控组件下游的燃料供应控制部件，用于控制至所述燃料电池的所述燃料的流动，并且其中由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动。
59.根据权利要求58所述的燃料电池系统，其中所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器和第二脱硫器，所述第一脱硫器与所述第二脱硫器并联耦合，以及多个燃料流动控制部件，用于控制通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的燃料的流动，使得燃料流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一，而所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个处于备用模式，并且其中如果确定在离开所述第一脱硫器和所述第二脱硫器所述之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止流过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器所述之一的燃料的流动，并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个。
60.根据权利要求59所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池系统还包括所述监控组件下游的燃料供应控制部件，用于控制至所述燃料电池的所述燃料的流动，并且其中由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：
激活报警；
控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动；以及
控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器所述之一的所述燃料的流动，并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个。
61.根据权利要求55所述的燃料电池系统，其中所述燃料中的含硫化合物的所述预定浓度是30ppbv或更多。
62.根据权利要求45所述的燃料电池系统，其中所述监控组件还包括：
多个指示器组件，用于使所述燃料通过至少一个所述指示器组件，所述多个指示器组件中的每一个都包括指示器材料以及用于容纳所述指示器材料的外壳，其中每个指示器组件的外壳在线地放置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分燃料的旁路路径之一，并且每个指示器组件的外壳中的指示器材料被配置为：当在线地置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且每个指示器组件还被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化；
对应于所述多个指示器组件的多个传感器组件，用于进行以下至少一种检测：检测各个指示器组件的所述指示器材料的所述至少一种物理属性；和检测各个指示器组件的所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化；以及
其中所述控制器基于所述传感器组件的一个或多个进行的所述检测确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度，以及在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度时执行预定动作。
63.根据权利要求62所述的燃料电池系统，其中所述多个指示器组件中的一个指示器组件具有下述耦合方式的至少一种：与所述多个指示器组件的另一个指示器组件串联耦合，使得所述燃料首先通过所述多个指示器组件中的所述一个指示器组件，然后再通过所述多个指示器组件的所述另一个指示器组件；以及与所述多个指示器组件的另一个并联耦合，使得所述燃料通过所述多个指示器组件的所述一个指示器组件的同时通过所述多个指示器组件的所述另一个指示器组件。
64.根据权利要求62所述的燃料电池系统，其中：
每个监控组件的外壳包括一个或多个：
透明或半透明材料，使得通过该透明或半透明材料看到所述监控组件的指示器材料；访问路径，允许传感器组件和操作人员之一检测所述监控组件的指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以允许从所述外壳的外部看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
65.根据权利要求45所述的燃料电池系统，其中：
所述外壳包括一个或多个：透明或半透明材料，以允许通过该透明或半透明材料看到所述指示器材料；访问路径，允许传感器组件和操作人员之一检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以允许从所述外壳的外部看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
66.一种用于燃料电池系统的脱硫器指示器组件，用于从燃料中去除含硫化合物以产生脱硫燃料以及用于监控所述燃料中的含硫化合物，所述脱硫器指示器组件包括：
至少一个脱硫器单元，包括脱硫器材料和指示器材料，所述脱硫器材料包括用于从所述燃料中去除含硫化合物的吸附剂和吸收剂之一，所述脱硫器材料和所述指示器材料由外壳容纳，其中所述外壳被配置为在线地布置在以下路径之一：所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径；和仅接收燃料的一部分的旁路路径，并且所述指示器材料被配置为，在所述外壳在线置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且所述指示器组件还被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化。
67.根据权利要求66所述的脱硫器指示器组件，其中所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，并且所述外壳的至少一部分是透明的，以及其中所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
68.根据权利要求67所述的脱硫器指示器组件，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、
Figure FPA00001009146300161
Sulf-X CNG-2吸附剂、F8-01吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
69.根据权利要求67所述的脱硫器指示器组件，其中所述指示器材料和所述脱硫器材料布置在所述外壳中，使得所述燃料首先通过所述脱硫器材料，然后再通过所述指示器材料。
70.根据权利要求67所述的脱硫器指示器组件，其中所述指示器材料被配置为从所述燃料中去除含硫化合物，以及其中所述指示器材料和所述脱硫器材料布置在所述外壳中，使得所述燃料首先通过所述指示器材料以及然后再通过所述脱硫器材料。
71.根据权利要求67所述的脱硫器指示器组件，其中：
所述指示器材料布置在所述外壳中从而形成多个指示器床；以及
所述脱硫器材料布置在所述外壳中从而形成多个脱硫器床，其中相邻的脱硫器床被至少一个指示器床分开。
72.根据权利要求66所述的脱硫器指示器组件，还包括传感器组件，用于进行以下至少一种检测：检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化。
73.根据权利要求72所述的脱硫器指示器组件，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳的至少一部分是透明的；以及
所述传感器组件包括颜色检测光电传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器材料的所述颜色；和所述指示器材料的所述颜色的变化。
74.根据权利要求72所述的脱硫器指示器组件，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，所述含硫化合物的预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色；
所述外壳是透明的；以及
所述传感器组件包括光纤传感器，所述传感器组件被配置为检测以下至少一种：所述指示器材料的所述颜色；和所述指示器材料的所述颜色的变化。
75.根据权利要求72所述的脱硫器指示器组件，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、
Figure FPA00001009146300171
Sulf-X CNG-2吸附剂、F8-01吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
76.根据权利要求66所述的脱硫器指示器组件，还包括：
控制器，用于控制所述脱硫器指示器组件，以及用于在基于所述指示器组件的所述至少一种物理属性的变化确定在所述燃料中存在含硫化合物的预定浓度时执行预定动作。
77.根据权利要求76所述的脱硫器指示器组件，还包括：
传感器组件，用于进行以下至少一种检测：检测所述指示器材料的所述至少一种物理属性；以及检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，并且其中所述控制器基于所述传感器组件的所述检测来确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度，并在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度时执行所述预定动作。
78.根据权利要求77所述的脱硫器指示器组件，其中所述传感器组件包括沿所述指示器材料的长度布置的多个传感器，以及其中所述控制器基于由所述传感器组件的所述多个传感器进行的所述检测来确定沿所述指示器材料的所述长度的含硫化合物的浓度的进展速率，以及还基于所述进展速率来确定在预定时间段内在所述燃料中是否将存在含硫化合物的所述预定浓度。
79.根据权利要求76所述的脱硫器指示器组件，其中：
所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器单元和第二脱硫器单元，所述第一脱硫器单元与所述第二脱硫器单元并联耦合；
多个燃料流动控制部件，用于控制通过所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元的燃料的流动，使得所述燃料通过所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元之一，而所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元的另一个处于备用模式；以及
如果确定在离开所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元的所述之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；以及控制所述燃料流动控制部件以禁止通过所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元所述之一的所述燃料的流动，并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器单元和所述第二脱硫器单元中的另一个。
80.根据权利要求76所述的脱硫器指示器组件，其中所述燃料电池系统包括所述脱硫器指示器组件下游的燃料供应控制部件，用于控制至所述燃料电池系统的燃料电池的所述燃料的流动，并且其中由所述控制器执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动。
81.根据权利要求66所述的脱硫器指示器组件，其中：所述外壳包括一个或多个：透明或半透明材料以允许通过该透明或半透明材料看到所述指示器材料；访问路径，允许传感器组件和操作人员之一检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以使从所述外壳的外部看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
82.一种监控用于燃料电池系统的燃料中的含硫化合物的方法，包括以下步骤：
使所述燃料通过指示器材料，所述指示器材料由外壳容纳，所述外壳在线地布置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分燃料的旁路路径之一中，其中当所述指示器材料暴露于含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且所述外壳被配置为允许检测所述指示器材料的物理属性的变化；
基于检测到的所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化，确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的预定浓度。
83.根据权利要求82所述的方法，其中：
由以下一个或多个执行所述检测和确定：操作员；以及传感器组件和响应于所述传感器组件的控制器。
84.根据权利要求83所述的方法，还包括：
如果确定在所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则执行预定动作。
85.根据权利要求84所述的方法，其中：所述预定动作包括激活报警。
86.根据权利要求84所述的方法，其中所述燃料电池系统包括所述指示器材料下游的燃料供应控制部件，用于控制至燃料电池的所述燃料的流动，以及其中所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；和控制所述燃料供应控制部件来禁止或限制至所述燃料电池的燃料的流动。
87.根据权利要求84所述的方法，还包括使所述燃料通过脱硫器组件，所述脱硫器组件被配置为在使所述燃料通过所述指示器材料之前从所述燃料中去除含硫化合物，其中：
所述脱硫器组件至少包括第一脱硫器和第二脱硫器，所述第一脱硫器与所述第二脱硫器并联耦合，以及多个燃料流动控制部件控制通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的所述燃料的流动，使得所述燃料通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器之一，而所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的另一个处于备用模式；以及
其中，如果在所述确定步骤中确定在离开所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的所述之一的所述燃料中存在含硫化合物的所述预定浓度，则执行的所述预定动作包括以下至少一种：激活报警；以及控制所述多个所述燃料流动控制部件以禁止通过所述第一脱硫器和所述第二脱硫器的所述之一的燃料的流动，并使所述燃料通过所述脱硫器组件的所述第一脱硫器和所述第二脱硫器中的另一个。
88.根据权利要求82所述的方法，其中所述指示器材料的至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色，并且所述外壳的至少一部分是透明的，并且其中所述含硫化合物的所述预定浓度对应于所述指示器材料的预定颜色。
89.根据权利要求88所述的方法，其中所述指示器材料包括FSK-A吸附剂、Ag400吸附剂、TOSPIX 94吸附剂、Sulf-XCNG-2吸附剂、F8-01吸附剂以及SulfaTrapTM-R6吸附剂之一。
90.根据权利要求82所述的方法，还包括使用至少一个传感器组件检测所述指示器材料的至少一种物理属性和所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化的步骤，其中所述确定在所述燃料中是否存在含硫化合物的所述预定浓度是基于所述检测来执行的。
91.根据权利要求90所述的方法，其中所述传感器组件包括沿所述指示器材料的长度布置的多个传感器，所述方法还包括确定沿所述指示器材料的所述长度的含硫化合物的浓度的进展速率，以及基于所述进展速率来确定在预定时间段内在所述燃料中是否将存在含硫化合物的所述预定浓度。
92.根据权利要求82所述的方法，还包括使所述燃料通过脱硫器材料，所述脱硫器材料被配置为从所述燃料中去除含硫化合物，其中所述燃料首先通过所述脱硫器材料和所述指示器材料之一，然后通过所述脱硫器材料和所述指示器材料中的另一个。
93.根据权利要求82所述的方法，还包括使用所述指示器材料从所述燃料中去除所述含硫化合物。
94.根据权利要求82所述的方法，其中含硫化合物的所述预定浓度是30ppbv或更多。
95.根据权利要求82所述的方法，其中：
所述外壳包括一个或多个：透明或半透明材料，以允许通过该透明或半透明材料看到所述指示器材料；访问路径，允许传感器组件和操作人员之一检测所述指示器材料的至少一种物理属性的变化，所述访问路径包括以下至少一种：在所述外壳中的观察玻璃或窗口，以允许从所述外壳的外部看到所述指示器材料；和由透明或半透明内部壳层形成的内观察玻璃或窗口。
96.一种用在燃料电池系统中的用于检测燃料中的含硫化合物的监控组件，所述监控组件包括：
指示器组件，用于使所述燃料从中通过，所述指示剂组件包括指示器材料和用于容纳所述指示器材料的外壳，其中所述外壳被配置为在线布置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分所述燃料的旁路路径之一中，并且所述指示器材料被配置为，在所述外壳在线置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且所述指示器组件还被配置为允许观察所述指示器材料；
以及图像捕捉装置，能够观察并捕捉所述指示器材料的图像。
97.根据权利要求96所述的监控组件，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色；
所述图像捕捉装置是相机和网络相机之一，被配置为捕捉所述指示器材料的彩色图像并使其可供操作员观察。
98.根据权利要求97所述的监控组件，还包括：
控制器；
通信系统，用于执行以下一个或多个：所述图像捕捉装置和所述控制器之间的通信；所述控制器和所述操作员之间的通信；以及所述图像捕捉装置和所述操作员之间的通信；以及其中
所述捕捉的彩色图像通过以下一个或多个方式发送至所述操作员：从所述图像捕捉装置至所述控制器以及从所述控制器至所述操作员的通信；和从所述图像捕捉装置至所述操作员的通信；
所述操作员基于所捕捉的所述指示器材料的所述彩色图像确定所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化至少指出在所述燃料中存在含硫化合物的预定浓度，并通过所述通信系统提供指令；
以及所述监控组件，响应于所述指令引起以下一个或多个：报警；限制或禁止至所述燃料电池系统的燃料电池的脱硫燃料的流动；以及在所述燃料电池系统中的第一脱硫器组件的使用和第二脱硫器组件的使用之间进行切换。
99.根据权利要求98所述的监控组件，还包括：
操作站，所述操作员位于此。
100.一种运行用于燃料电池系统的用于检测燃料中含硫化合物的监控组件的方法，所述方法包括：
提供指示器组件，所述指示器组件用于使所述燃料从中通过，所述指示器组件包括指示器材料和用于容纳所述指示器材料的外壳，其中所述外壳被配置为在线地布置在所述燃料电池系统中的接收基本上所有燃料的主路径和仅接收一部分所述燃料的旁路路径之一中，并且所述指示器材料被配置为，在所述外壳在线地置于所述燃料电池系统中时，当所述指示器材料暴露于所述燃料电池系统的燃料中的含硫化合物时，所述指示器材料的至少一种物理属性发生变化，并且所述指示器组件还被配置为允许观察所述指示器材料；
以及图像捕捉装置，能够通过图像捕捉装置观察并捕捉所述指示器材料的图像。
101.根据权利要求100所述的方法，其中：
所述至少一种物理属性包括所述指示器材料的颜色；
所述图像捕捉装置是相机和网络相机之一，被配置为捕捉所述指示器材料的彩色图像并使其可供操作员观察。
102.根据权利要求101所述的方法，还包括：
提供控制器；
提供通信系统，用于执行以下一个或多个：所述图像捕捉装置和所述控制器之间的通信；所述控制器和所述操作员之间的通信；以及所述图像捕捉装置和所述操作员之间的通信；以及其中
所捕捉的所述彩色图像通过以下一个或多个通信发送至所述操作员：从所述图像捕捉装置至所述控制器以及从所述控制器至所述操作员的通信；和从所述图像捕捉装置至所述操作员的通信；
所述操作员基于所捕捉的所述指示器材料的所述彩色图像来确定所述指示器材料的所述至少一种物理属性的变化至少指出在所述燃料中存在含硫化合物的预定浓度，并通过所述通信系统提供指令；
以及所述监控组件，响应于所述指令引起以下一个或多个：报警；限制或禁止至所述燃料电池系统的燃料电池的脱硫燃料的流动；以及在所述燃料电池系统中的第一脱硫器组件的使用和第二脱硫器组件的使用之间进行切换。
103.根据权利要求102所述的方法，还包括：
提供操作站，所述操作员位于此。
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