CN1653298A - 与化学转化器和能量装置一起使用的小型汽化器 - Google Patents

与化学转化器和能量装置一起使用的小型汽化器 Download PDF

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Abstract

一种小型的汽化器(10)，其在小型能量系统的应用场合中例如采用化学重整器和燃料电池的系统中可有效地使得过程流体汽化。本发明的汽化器(10)可使用加热介质例如由动力系统产生的热废气作为加热源，以便产生水蒸气或使得过程流体(例如液体化学品或燃料)蒸发。本发明的汽化器可选择性地构造，以便使过程流体汽化，由此用作小型的水蒸气发生器；或以便使过程流体蒸发，由此用作小型蒸发器或热交换器；或以便使过程流体蒸发并将该过程流体与另一介质混合。该蒸发器/混合器结构可用于重整器设备，其中液体化学品或燃料(例如汽油、柴油、甲醇等)需要首先蒸发并与水蒸气混合，该混合是在所形成的混合物引入到转化器(例如重整器或燃料电池)之前进行的。

Description

与化学转化器和能量装置 一起使用的小型汽化器
相关申请
本申请要求享受2002年3月11日提交的名称为“MiniatureVaporizers for use with Chemical Converters and EnergyDevices”的美国专利申请No.10/095843，其内容通常引证在此引入。
背景技术
水蒸气通常由主热源或废热产生，该水蒸气可随后用于各种工业和商用工程，例如燃料重整、水蒸气产生过程、和需要过程用水蒸气的多种其它的操作或过程。在商业上可获得的用于水蒸气发生的装置的外形尺寸和容量较大，这使其对于许多现今的能量技术而言是不适用的，这些能量技术需要以紧凑和低成本的方式输送过程用水蒸气。
利用来自废气气流的热量产生水蒸气和/或热水的常规装置包括热回收锅炉，其可以采用或不采用辅助热，其中的一个例子是美国Donlee Technologies公司是系列No.HR-125到750-G的锅炉。最小的这种装置具有较大的尺寸，总长度大约5英尺、宽度大约4英尺、高度接近5英尺。该较小的锅炉装置的干重通常超过一吨。在该系列中的其它机组的重量、高度、宽度、长度是其的两倍或三倍，并超过三吨。这种常规锅炉的大尺寸和大重量对于现今的较小的燃料重整器和燃料电池系统而言是不适用的，这种燃料重整器和燃料电池系统的系统尺寸不比当前工艺水平的水蒸气发生器大多少，该水蒸气发生器明显小于上述锅炉。
常规的热交换器可提供被加热的气体或液体，但是其没有设计成在各种商用过程中产生水蒸气。例如，常规装置是由Spirec N.A.，U.S.A.制造的螺旋板式热交换器，例如在美国专利3705618，3854530，和3823458中进行了描述，这些内容通过引证在此引入。上述专利中所描述的热交换器的缺点在于它们不能有效地产生水蒸气。
因此在现有技术中存在着这样一种需要，即，使用适于现今的工艺过程、动力系统、和部件的装置来有效地产生水蒸气。因此，可有效地产生水蒸气并实现多个其它功能的改进的模块化装置代表了对现有技术的重大改进。
发明内容
本发明涉及相对较小或小型的汽化器，其在小型能量系统的应用场合中例如采用化学重整器和燃料电池的系统中可有效地使得过程流体汽化。本发明的汽化器可使用加热介质例如由动力系统产生的热废气作为加热源，以便产生水蒸气或使得过程流体(例如液体化学品或燃料)蒸发。本发明的汽化器可选择性地构造，以便使过程流体汽化，由此用作小型的水蒸气发生器；或以便使过程流体蒸发，由此用作小型蒸发器或热交换器；或以便使过程流体蒸发并将该过程流体与另一介质混合。该蒸发器/混合器结构可用于重整器设备，其中液体化学品或燃料(例如汽油、柴油、甲醇等)需要首先蒸发并与水蒸气混合，该混合是在所形成的混合物引入到转化器(例如重整器或燃料电池)之前进行的。本发明还描述了一种在单个一体装置中可实现汽化和混合的组合功能的装置。
依据本发明的一个方面，适于与化学转化器一起使用的汽化器或蒸发器/混合器包括一个形成一腔的壳体以及设置在该腔内的束元件。该束元件包括与一个或多个热交换表面流体连通的导管，该热交换表面限定一不采用或没有挡板的受限流动容积。
依据本发明的另一方面，该壳体构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置。在该位置，过程流体经设置在该壳体的底部处的入口被引入到该导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的出口离开该导管。
依据本发明的再一方面，该束元件包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层围绕该导管卷绕并设置成与该导管流体连通。该多薄片层沿选定的外边缘密封。
依据本发明的再一方面，该多薄片层的一个或多个薄片包括表面部件，例如大致平行成排的凹陷或波纹。
依据本发明的再一方面，该热交换表面包括多个薄片，所述薄片中的至少一个具有表面部件，其形成用于使薄片彼此间隔开以便形成流动通道的间隔件。
依据本发明的再一方面，该束元件包括多个设置在该导管内的管，并且所述多个管中的至少一个管的壁和该导管形成该热交换表面。
附图说明
参照附图并结合本发明的特定实施例，可更好地理解本发明的这些和其它的目的、优点、和特征，在附图中：
图1A示出了本发明的汽化器的截面透视图；
图1B示出了图1A所示的束元件的局部截取透视图，其示出了多薄片层和导管部件；
图1C示出了图1B所示的束元件围绕导管卷绕时的透视图；
图2A-2C示出了常规热交换器的透视图，其采用了挡板和形成在薄片上的不平行的表面部件；
图3A示出了本发明的汽化器的替代实施例的透视图，其构造成同轴蒸发器/混合器；
图3B示出了本发明的束元件的替代实施例的截面图；
图3C示出了图1A-1C所示的束元件的截面图，其中多薄片层围绕导管卷绕；
图4示出了本发明的汽化器的另一实施例的局部截取图，其构造成同轴蒸发器/混合器；
图5示出了采用本发明的多个汽化器的电化学和联供系统的示意图；
图6示出了本发明的汽化器的另一实施例的局部截取图；
图7示出了采用多个汽化器的系统的示意图，其中汽化器依据本发明的教示彼此并联流体连接；
图8示出了系统的另一实施例的示意图，其采用了依据本发明教示的多个汽化器；和
图9示出了采用了依据本发明教示的多个汽化器的系统的另一实施例。
具体实施方式
本发明描述一种相对较小或小型的汽化器，其尺寸确定成并构造成使得输入的过程流体(process fluid)例如液体介质汽化，以便由化学转化器或能量装置使用。该过程流体包括水、液体化学品、液体燃料、汽油、柴油、或甲醇。也可使用其它类型的流体。在本文中使用的术语“化学转化器”旨在包括任何适当的结构，其适于接受、处理、或消耗过程流体，其示例包括重整器、燃料电池、热控制堆栈、和使用多个转化器以便提供多种功能的混合式系统。在此使用的术语“汽化器”旨在包括任何适当的热交换结构，其适于或构造成便于在两个或多个流体或介质之间进行热交换和/或混合它们，同时将液体转化成蒸汽。本发明的汽化器可选择性地设计成并如此操作，即，使得在采用一个或多个化学转化器的现今的能量系统中的液体介质汽化。本发明的汽化器的应用或结构的示例包括使用由动力系统产生的废热作为热源以便产生水蒸气或使得液体化学品或燃料蒸发(蒸发器)，或者使用水蒸气作为热源以使得液体化学品或燃料蒸发。适当的汽化器的示例包括水蒸气发生器、热回收式水蒸气发生器(HRSG)、废热锅炉、蒸发器、蒸发器/混合器、和液体化学品或燃料蒸发器。汽化器的蒸发器/混合器结构可用于重整器设备，其中液体化学品或燃料需要首先蒸发并与水蒸气的加热介质混合，该混合是在被引入到化学转化器例如重整重整反应器之前进行的。依据可选择的实施形式，该汽化器可构造成便于在单个模块化装置中实现汽化和混合的组合功能。
图1A示出了本发明的汽化器的一个实施例。所示的汽化器10包括限定一腔28的壳体12，该腔具有入口22和出口24。该壳体可具有任何选定的形状和尺寸，并且优选为是柱形的，其直径大约12英寸或更小。束元件14安装在腔28内。在此使用的术语“束元件”旨在包括任何适当的结构以便使得过程流体在该腔内与一个或多个热学介质在热方面相互影响。本发明的束元件可包括任何选定数量或布置的部件或零件，并优选为包括一个或多个热交换表面，其可具有任何选定的形状和尺寸。例如，束元件可包括导管和围绕该导管卷绕的多薄片层，这将在以下详细描述。多薄片层可包括形成热交换表面的至少两个薄片，它们限定一受限的流动容积。该束元件还可构造成一系列的管，如图3B所示。在该实施例中，管的壁形成热交换表面。
本发明所示的束元件可选择性地没有流体流动挡板，该挡板阻挡或阻止流体流经导管或整个束元件的至少一部分。依据另一可选择的实施形式，该束元件可包括可以以任何适当的构形、结构、或形状布置的多个表面部件，并且优选为成排地布置。本领域的技术人员还应当理解，除了图1A所示的位置之外，入口和出口可以沿壳体设置在任何适当的位置。
所示的束元件14包括导管16，其穿过壳体12并在入口18和出口20之间延伸。该入口和出口不与腔28直接连通。此外，束元件14包括形成热交换表面的结构，例如具有薄片26A和26B的多薄片层26，其薄片26A和26B设置成与中心导管16流体连通，如图1A、1B、1C所示。一个或多个构成多薄片层26的薄片包括多个大致平行的成排的表面部件32，其提供了相对地面对的薄片的间隙，以便形成流动通道。依据一个实施形式，该表面部件32可以是波纹或凹陷，但是可使用其它的结构和类型的表面部件。依据一个可选的实施形式，排34大致彼此平行。而且，在所有的导管或多薄片层的至少一部分或一部分内，薄片可选地没有任何类型的用于阻挡或阻止流体流动的挡板。依据一个可选的实施形式，一个单独的流动间隔元件可包含在多薄片层内。该流动间隔件可以是另一薄片，或用于将两个或多个薄片分隔开的任何其它适当的结构。本领域的技术人员还应当理解该表面部件本身可用作间隔元件。
多薄片层26的薄片26A和26B可通过例如焊接从而沿一个或多个选定的外边缘例如边缘36密封到彼此上，以便在薄片之间形成不泄漏流体的受限容积或空间。该容积或空间可以设置成借助一个或多个沿导管16长度形成的孔与导管16的内腔流体连通。多薄片层26随后围绕导管16卷绕，如图1C和3C所示。所形成束元件14可随后依据已知的技术安装或安置在壳体12内。所形成的汽化器可选地在使用中定向成处于垂直位置，并且过程流体从汽化器10的底部引入到导管16中。本领域的技术人员应当容易理解，当构造该束元件14时可使用任何选定数量的薄片。而且，本领域的技术人员应当容易理解，该导管可以依据已知的固定技术例如焊接从而连接、装接、或永久地固定到多薄片层26上。导管还可以是卷绕的多薄片层整体的一部分。壳体12、导管16、和多薄片层26可以由任何适当的材料制成，例如包含适于高温应用场合的化合物或合金的钢或镍。后者展示出更好的抗腐蚀的特性。
在多薄片层26内由表面部件32形成的流动通道和导管16形成了流体流动回路B。当围绕导管卷绕时，形成在多薄片层26的面对的卷绕部分之间间隙或空间与壳体12的腔28、入口22、和出口24一起形成了流体流动回路A。
在工作中，汽化器优选为垂直定位并且任何适当的加热介质例如废热介质或水蒸气可引入到设置在壳体12的顶部处的入口22。如图1A所示，将被加热的介质引入到壳体12的顶部形成了逆流的热交换布置，这对于使得蒸汽过热是所希望的。该加热介质对于汽化器用作热源。该加热介质流经流体流动回路A，即流经该腔28和形成在多薄片层26的面对的卷绕部分之间间隙或空间，流向出口24。任何适当的过程流体例如水可引入到导管16的入口，其定位在汽化器的底部。水沿导管的内部流动，并随后流经所述孔进入多薄片层26。多薄片层26具有形成在其中的流体流动通道，以便导管使得束元件14的总表面面积最大化、最优化、或增大，束元件14的总表面面积用作热交换表面。在多薄片层中被汽化的水随后经孔返回到导管的内部，并在导管出口20离开。水在流经流体流动回路B使被沿束元件沿流体流动回路A流动的加热介质加热。束元件14的薄片层26用作整个汽化器10的传热表面。依据流经回路A的腔28的加热介质的温度，流经束元件14的水可转化为水蒸气。所示的汽化器10使得水蒸气经壳体出口24排出。
当所示的汽化器10在使用中垂直定位时其允许液体引入到束元件14，以便沿其底部依靠重力来分布。液体在多薄片层26内形成一储液池(pool)。当储存的液体被流经回路A的加热介质加热时，该液体转化为蒸汽，并且不会将未转化的液体排放回导管16，由此实现了液池沸腾效应。而且，本发明的束元件的结构如此布置，即，具有大的液体表面面积，由此避免相应的不希望出现的蒸汽闪发现象。
而且，本发明的汽化器10是具有较小尺寸的相对小型的汽化器，这使得该汽化器可有效且容易地与现今的动力系统和部件结合。
本领域的技术人员应当理解，相对于加热介质和过程流体来描述的回路A和回路B的分配仅仅是说明性的。两个回路的流动分配可以相反以便实现其它所希望的用途。
图2A-2C示出了常规的由Spirec N.A.，U.S.A.制造的热交换器。所示的热交换器40包括限定一腔4 的容器42，该腔具有入口46和出口48。螺旋束50安装在腔44内。所示的螺旋束50包括导管52和薄片元件54。薄片元件54可包括多个表面部件。薄片元件54包括沿其形成的挡板58。该挡板用作对于沿薄片元件的流体流动的流动阻挡装置，以便获得所需的流动方向。当该流体横穿薄片元件54时的流动路径在图中由流动路径箭头56所示。薄片元件54可包括一对沿边缘焊接的薄片。薄片元件54随后围绕导管52以图2C的方式卷绕，以形成大致U形的流体流动回路B。螺旋束50安装在容器42内。
在工作中，流体例如水引入到导管52的入口60。水流入薄片元件54，并沿相对U形的路径行进到导管出口62。形成在薄片元件54上的表面部件即挡板58妨碍其中的水蒸气的收集，并因此促使或易于导致不可接受的蒸汽闪发(vapor flash)现象，蒸汽闪发现象使得被加热的水与蒸汽在导管出口62排出。这导致热交换器40不适当地工作。因此，挡板导致了不希望的蒸汽闪发现象。
另一方面，本发明的汽化器不使用挡板，并且可构造成如图1A、1B、1C所示的小型缸，其长度大约2英寸、直径大约1英寸。由于增大了热交换能力，多个汽化器可对于输入液体供应进行并联并相对平齐地定位，以便确保在整个汽化器组中均匀地保持液池沸腾效应。通过并联连接，汽化器可连接到共同的源上，例如将液体供应到每一汽化器的流体总管。本领域的技术人员应当理解，可使用其它形式的连接。例如，汽化器可以串联，以便一个汽化器的输出用作另一汽化器的输入，该另一汽化器用作过热器。在这种布置中，汽化器输出可引导到下一个汽化器的导管或腔。例如，由来自化学转化器的热排气可以在汽化器中用作加热介质，以便使得液体例如水汽化，从而形成水蒸气。随后，水蒸气可引入到用作蒸发器/混合器的另一汽化器中。在这种布置中，液体燃料在其中蒸发并随后与水蒸气混合以便形成输出混合物。该输出混合物随后供应给同一或另一化学转化器，例如重整器。这种布置提供在动力、热力、或化学设备中进行废热回收的有效装置。或者，每一汽化器连接到专用的输入液体或介质源上。本发明还构思出上述方法和布置的组合。
而且，本发明的流体流动回路A通过将加热介质例如热排气或水蒸气引入到壳体12中从而基本上用作热源。流体流动回路B将过程流体或液体引入到汽化器中。当设置成垂直位置时，过程流体或液体从位于壳体底部的入口供应。在工作中，该过程流体或液体借助重力充注流体流动回路B的下部。该过程流体或液体被流经流体流动回路A的加热介质加热(例如沸腾)。蒸汽在束元件14中在液体之上被收集，并且最终在导管出口20排出。该汽化器采取了垂直工作位置，这使得重力将液体分布到束元件的下部，由此实现输入液体与传热表面的完全接触。其中没有由表面部件32在多薄片层26中形成的阻挡的流动通道(即没有挡板)，这确保了蒸汽相的简单收据和输送，由此消除了不可接受的蒸汽闪发现象。
加热介质和过程流体分别对于回路A和回路B而言的以上分配是优选的。相反的分配将导致过程流体的有效汽化程度降低。
图3A示出了依据本发明教示的汽化器的替代实施例。所示的汽化器70适于并构造成用作简单蒸发器，其用于将液体化学品或燃料转化成气态化学品或燃料。该汽化器包括一对同心或同轴的管72和74。例如，第一液体介质例如液体化学品或燃料引入到外管74中，而水蒸气或另一类型的加热介质引入到内管72中。加热介质将流经外管的液体化学品加热到足以使得该化学品转化成气相的程度。具体说，内管的壁形成用于热交换的热交换表面。通常，在重整应用中，水蒸气用作加热介质，以便使得液体化学品蒸发成气相。该水蒸气作为重整剂随后在进入重整器进行进一步重整反应之前与该化学品或燃料混合。
图3B示出了本发明的束元件14’的替代实施例。可采用所示的束元件14’以便代替在任何在此所述和所示的汽化器中例如图1的汽化器10中的束元件14。所示的束元件14’包括形成热交换表面的结构，以便在加热介质和过程流体之间进行热交换。束元件14’包括包围多个流体输送元件例如管17’的导管16’。管17’适于输送加热介质，而导管16’的内部适于输送过程流体，这与多薄片层26相似。因此管17’设置成在该管的底部和顶部处与汽化器壳体的腔流体连通，以便以上述的方式加热流经该导管16’的输入过程流体。因此，该管的壁形成热交换表面。导管16’可装接、连接、或联接到汽化器的底部和顶部，该汽化器的底部和顶部可构造成集管板。因此，集管板、导管16’、和管17’的外表面限定了用于过程流体的流动容积或空间。尽管以管的形式进行描述，但是该流体输送元件可以具有任何选定的形状。本领域的技术人员应当理解，过程流体可以流经管17’而不流经导管16’。当采用该束元件14’时，在以上和以下将描述本发明的汽化器的整体工作。
如图4所示，本发明的汽化器可构造成用作蒸发器和混合器(蒸发器/混合器结构)。所示的汽化器80在构形和结构上与图1A-1C所示的汽化器10相似，但有小的改变。该汽化器80包括限定一腔84的收集壳体82，该腔的尺寸便于容纳束元件86。壳体82包括用于接收加热介质例如水蒸气的进入端口或入口92以及用于排出混合流的离开端口或出口94。
与图1A的汽化器10相似，所示的束元件86包括连接到导管88上并围绕该导管卷绕的多薄片层，以便提高热交换表面90。当卷绕时该多薄片层形成在面对的卷绕部分之间的空间，流动通道形成在该卷绕部分之间。依据该所示的实施例，当设置成垂直位置时，束元件86的多薄片层沿一个或多个选定的边缘例如底边缘密封，并且当设置成垂直位置时沿另一边缘例如顶边缘保持不密封。经入口92引入到腔84中的该加热介质流经在面对的卷绕部分之间的空间，以形成流体流动回路A。多薄片层包括多个在其中形成流动通道的表面部件。导管88和在多薄片层中的流动通道形成流体流动回路B。如果需要，多薄片层可没有任何的挡板。该表面部件可选地呈线形，并且可选地大致彼此平行。本领域的技术人员应当理解，可使用任何适当的表面部件、构形、结构、和形状。
束元件86基本上与汽化器10的束元件14相似，但是除去了该束元件(卷绕的多薄片层和导管)的一部分。具体说，所示的束元件86构造成包括束元件14的截去形式。多薄片层的未密封的边缘允许输入的过程流体例如液体燃料进入导管88并流经束元件86并且在未密封边缘处流出束元件，以便与经入口92引入到腔84中的加热介质混合。因此，汽化器80使用在腔84中的加热介质以使得流经束元件86的过程流体加热并蒸发，以便产生排入到腔84中的蒸汽。同时，该汽化器用作混合器，以便束元件86的气态输出与腔84中的加热介质(例如水蒸气)混合以便形成输出混合物。该输出混合物随后引入到任何选定的系统部件中，例如化学转化器。
壳体82、导管88、和束元件86的多薄片层可由适当的材料制成，例如包含适于高温应用场合的合金的钢或镍。后者展示出更好的抗腐蚀的特性，以便抵抗化学侵蚀。汽化器80可这样工作，其中未密封边缘沿束元件的顶部(例如设置成垂直朝上)或者壳体设置成垂直朝上，并且过程流体和加热介质入口位于沿汽化器的底部。这使得引入到束元件86的液体借助重力进行分布，以便在流体流动回路B内形成储液池。当储存的液体被流经流体流动回路A的加热介质加热时，该液体实现了液池沸腾效应。
而且，由于小的流动间隙和介质在束元件86中交替分布，由此在流体流动回路A和流体流动回路B中流动的介质在腔84内在束元件86的截去开口处可容易地混合。以上的结构使得在单个、一体的、且紧凑的汽化器内可实现有效的蒸发和混合。本发明的汽化器80可构造成较小的柱形装置，其具有大约2英寸的长度和大约1英寸的直径。本领域的技术人员应当理解，该汽化器或壳体可具有任何选定的形状。由于容量增大，多个汽化器单元可连接到单独的流体源或相同的流体源上，相同的流体源向所有的(并联结构的)单元提供流体。而且，该汽化器可垂直定向或定位，以确保引入到束元件86中的液体借助重力流向该束元件的底部，在底部其被加热、且沸腾并且借助加热介质转化为(蒸发成)气体，以便实现液池沸腾效应。
图5示出了采用多个汽化器的电化学联供系统100。本领域的技术人员应当理解，可使用任何适当数量的汽化器。所示的系统100旨在简单地说明上述系统的特定部件的工作和相互关系。尽管示出了多个不同的阶段和部件，但是该系统可具有任何选定数量的部件和其布置。所示的布置仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
重整剂101例如水引入到处理级102。处理级102处理该水，例如除去离子，并且形成引入到汽化器104中的处理后的输出。由任何适当的源(通常是系统100的热排气121)提供的加热介质被引入到汽化器104中并在其中工作以便加热该处理后的水。具体说，该汽化器104使用与加热介质相关的热能加热水，并且将处理后的水转化成水蒸气。该水蒸气随后输送到第二汽化器110，该汽化器可选地构造成蒸发器/混合器。由汽化器104产生的水蒸气用作对于该第二汽化器110的热源。
燃料106引入到燃料处理级108中，以便除去所选定的杂质，例如硫。处理后的燃料随后引入到用作蒸发器/混合器的第二汽化器110。该汽化器110使得(液体)燃料蒸发成燃料蒸汽，并随后使得该燃料蒸汽与由第一汽化器供应的水蒸气混合。该燃料/水蒸气混合物随后引入到化学转化器例如重整器112。本领域的技术人员应当理解，可采用汽化器的多种不同的组合、数量、布置、类型，以便获得适于用于化学转化器的反应物。而且，如果蒸发功能不需要的话，例如当使用气态燃料时，可使用不同类型的混合器以便代替汽化器110。因此，混合器可以是用于将两种或多种介质混合到一起的任何装置。适用于本发明的化学转化器和混合器的实施例在本发明人的国际专利申请PCT/US01/48813名称为“MULTI-FUNCTION ENERGY OPERABLE AS AFUEL CELL，REFROMER，OR THERMAL PLANT”中示出并描述，其内容通过引证在此引入。处理级102和108还可构造成实现一个或多个以下的功能，其包括使用树脂填充床或反渗透技术来除去离子；使用吸收器来进行燃料去硫。连接到本发明的蒸发器/混合器或汽化器上的其它处理级可实现以下功能：使用水转换催化剂床由一氧化碳制造氢；以及在压力或温度摆动式吸收处理器中使用CO、CO2、H2O的分子筛吸收剂来净化氢。本发明的处理级可具有任何选定的形状或尺寸，并且可构造成具有12英寸或更小的直径的柱形。
所示的重整器112优选为在具有水蒸气、重整剂、和催化剂的情况下重整燃料，以便形成具有H2O、H2、CO、CO2、和S中的一种或多种的输出介质。输出介质的氢和/或其它成分引入到第二化学转化器中，例如燃料电池114。该燃料电池114在具有氧化剂例如空气的情况下将重整的燃料以电化学方式转化成电力，同时形成主要包括H2O和CO2的排气或输出介质118。该燃料电池的输出介质118是高温介质，其可传送到任何选定的装置或基础设备，例如燃气轮机或HVAC(采暖、通风和空调)单元。空气120可直接供应到燃料电池或经燃气轮机组件116或经单独的压缩机供应到燃料电池。来自基础设备组件116的输出122、电力、或被调节的介质还可以以任何适当的对于本领域技术人员已知的方式来使用。由燃料电池产生的电力119可取出并用于任何所需的用途。例如，电力119可以供应给电力系统的栅极或连接部分124和/或用于对电池126充电，该电池例如是电动机动车所使用的类型。
本领域的技术人员应当理解，汽化器和/或蒸发器/混合器壳体可具有任何选定的形状、结构、或尺寸。在加压应用中，汽化器壳体、蒸发器/混合器壳体、和连接到其上的任何处理级可具有柱形构形，其中直径大约12英寸或更小以便形成现今的紧凑的能量装置。
图6示出了本发明的汽化器的另一实施例。所示的汽化器130包括限定一腔148的壳体132，该腔具有入口134和出口136。束元件138安装在腔148内。所示的束元件138包括至少部分地穿过该壳体132的导管系统141。所示的导管系统141包括位于腔148内的第一导管部分140以及设置在壳体132外侧上的第二导管部分142。第一导管部分140和第二导管部分142均在入口144和出口146之间延伸。入口144和出口146不与腔148直接连通。
束元件138可选地构造成与本发明上述的束元件相似或相同，或者与已知的束元件相似或相同。例如，束元件138可包括设置成与导管流体连通的多薄片层139。该多薄片层可包括在其中形成流体通道的表面部件。该多薄片层可围绕导管卷绕，以便形成束元件138。可选择地使用挡板，但是不使用挡板是优选的。
在工作中，汽化器130优选为处于垂直位置，并且任何适当的加热介质例如热的排出介质或水蒸气可以引入位于壳体132的底部处的入口134。加热介质用作用于汽化器130的热源。加热介质在腔中围绕在多薄片层139的面对的卷绕部分之间形成的空间流动并流经该空间。因此，引线束元件的多薄片层139用作延伸的热交换表面，以便在过程流体与加热介质之间进行热交换。任何适当的过程流体例如液体反应物可引入导管的入口144，该入口位于汽化器的底部处。该液体流入第一导管部分140和第二导管部分142，并流入束元件138的多薄片层139。该液体在第一导管部分140和多薄片层139内转化、蒸发、或汽化，以便形成输出蒸汽，其经出口146排出。液体的过程流体和汽化的过程流体在第一导管部分140和多薄片层139内(例如在束元件内)形成液体-蒸汽界面150。由于重力，在束元件和/或第一导管部分中的液体的液面与第二导管部分142中的液面平齐。因此，第二导管部分142用作液体测量器或显示器，以便使用者可确定在束元件138中的液面，因此确定在汽化器中的液面。第二导管部分可由例如用于液面观察的玻璃或其它的液面检测装置的材料制成。而且，第二导管部分142不需要成为束元件的一部分。
另外，在使用中当所示的汽化器130垂直定位时，其允许引入束元件138的过程流体借助重力沿其底部进行分布。该液体在多薄片层139内形成储液池。当储存的液体被流经腔148的加热介质加热时，该液体转化为蒸汽，并且没有将不希望的液体排放回导管，由此实现了液池沸腾效应。本发明的束元件避免了相应的不希望出现的蒸汽闪发现象，其中液体突然地从出口146排出。
另外，所示的汽化器130通过采用束元件138的截去形式从而构造成蒸发器/混合器。多薄片层139的所形成的未密封边缘允许输入的过程流体例如液体燃料进入第一导管部分140并流经束元件138并且在未密封边缘处流出束元件，以便与经入口134引入到腔148中的加热介质混合。因此，汽化器130使用在腔148中的加热介质以使得流经束元件138的过程流体加热并蒸发，以便产生排入到腔148中的蒸汽。同时，该汽化器用作混合器，以便使束元件138的气态输出与腔148中的加热介质(例如水蒸气)混合以便形成输出混合物。该输出混合物随后引入到任何选定的系统部件中，例如化学转化器。
图7示出了采用多个汽化器的系统的示意图，其中汽化器依据本发明的教示彼此并联流体连接。所示的系统160采用了例如一对汽化器162和162’。该汽化器162和162’分别采用了束元件168和168’。尽管示出了该系统的流体布置，但是束元件可以是在此所述的任何的束元件。本领域的技术人员应当理解，可使用任何选定数量的汽化器。
如图所示，汽化器162和162’在流体上彼此并联连接。具体说，输出的过程流体例如液体反应物引入导管系统170。导管系统170包括一对导管172和172’，它们经由任何充分分配该过程流体的适当结构(例如流体总管)连接到共同的入口176和共同的出口178。过程流体流入入口176，并随后以并联方式伴随流经分开的导管172和172’中的每一个。导管172和172’形成本发明的束元件的一部分。对于一旦引入束元件的液体有影响的热学方面的变化和流动型式在以上已经描述并且不需要在此重复。
在操作中，汽化器162和162’垂直定位，并且加热介质引入汽化器162的入口180和汽化器162’的入口180’。加热介质用作汽化器的热源。过程流体引入导管系统170的共同入口176。该过程流体流入束元件168和168’，并且具体地说是流入导管172和172’。该液体在束元件中转化、蒸发、或汽化，以便形成蒸汽反应物，其从导管172和172’经共同出口178排出。该加热介质在出口182和182’离开该汽化器。依据一个实施形式，加热介质在入口处具有的温度高于在出口处的温度。
离开该汽化器出口186和186’的加热介质可以由任何适当装置获取以便继续使用，或者可排出或排放到周围环境中。离开共同出口178的该蒸汽反应物可以传送或输送到一个或多个附加的汽化器或化学转化器，或者输送到一个或多个能量或动力系统部件，或储存在适当的存储容器中。
图8示出了系统190的另一实施例的示意图，其采用了依据本发明教示的多个汽化器。该系统190采用了例如一对汽化器192和192’，它们也是在流体上彼此并联连接。在该实施例中，汽化器192构造成使得第一过程流体蒸发，汽化器192’构造成使得第二过程流体蒸发，并且导管系统218构造成使得汽化器192和192’的输出流体流混合。所示的汽化器192和192’分别采用了束元件194和194’。尽管示出了该导管系统218的流体布置，但是束元件可以是在此所述的任何的束元件。本领域的技术人员应当理解，可使用任何选定数量的汽化器。另外，该汽化器可以构造成以与所述方式不同的方式在热学方面影响输入的过程流体。
如图所示，汽化器192和192’在流体上彼此并联连接。具体说，导管系统218包括导管196和196’，它们均连接到一中间连接导管214上。导管196和196’形成本发明的束元件的一部分。第一过程流体例如液体燃料引入到导管196的入口197。相似的，重整剂例如水引入到导管196’的入口197”。对于一旦引入束元件194和194’的液体有影响的热学方面的变化和流动型式在以上结合其它实施例已经进行了描述并且不需要在此重复。
经入口197引入到束元件194中的液体燃料借助与引入汽化器192的入口198的加热介质相关的热能而汽化。相似的，经入口197’引入到束元件194’中的重整剂借助与引入汽化器192’的入口198’的加热介质相关的热能而汽化。该加热介质用作汽化器的热源。在束元件194和194’中该液体转化、蒸发、或汽化，以便形成蒸汽，其从导管196和196’排放到共同的导管部分214。例如，汽化器192使得液体燃料汽化以形成燃料蒸汽，而汽化器192’使得重整剂汽化以形成作为水蒸气的水蒸汽。离开汽化器192和192’的蒸汽在共同导管部分中混合并随后经共同出口216排出。该加热介质在出口200和200’离开该汽化器。依据一个实施形式，加热介质在入口处具有的温度高于在出口处的温度。
加热介质可以由任何适当装置获取以便继续使用，或者可排出或排放到周围环境中。离开共同出口216的该混合蒸汽可以传送或输送到一个或多个附加的汽化器或化学转化器，或者输送到一个或多个能量或动力系统部件，或储存在适当的存储容器中。
图9示出了采用了依据本发明教示的多个汽化器的系统190的另一实施例。所示的系统190采用了例如一对汽化器222和222”，它们也是在流体上彼此并联连接。在该实施例中，汽化器222构造成使得第一过程流体蒸发，汽化器222”构造成使得第二过程流体蒸发。而且汽化器222”适于使得汽化器222的输出流体流与在该汽化器222”其产生的输出流体流相混合。所示的汽化器222和222”分别采用了束元件224和224”。尽管示出了该导管系统236的流体布置，但是束元件可以是在此所述的任何的束元件。本领域的技术人员应当理解，可使用任何选定数量的汽化器。另外，该汽化器可以构造成以与所述方式不同的方式在热学方面影响输入的过程流体。
如图所示，汽化器222和222”在流体上彼此并联连接。具体说，导管系统236包括连接到导管连接部分234上的导管226。该导管连接部分可选地连接到汽化器222”的入口腔230”上。导管系统236可选地包括束元件224”的导管226”。
输入的过程流体例如水引入到导管226的入口228并随后进入束元件224。加热介质引入汽化器222的腔230，并且与其相关的热能使得该过程流体在束元件224内汽化并形成水蒸气。该加热介质在出口232离开该汽化器222。水蒸气输送到导管连接部分234，并随后流向汽化器222”的腔230”。该水蒸气用作汽化器222”的热源。
另一输入的过程流体例如液体燃料引入到导管226”的入口228”。导管226”形成束元件224”的一部分。经入口228”引入到束元件224”中的液体燃料借助与来自汽化器222的加热介质或水蒸气相关的热能而蒸发。在束元件224”中产生的燃料蒸汽随后从其中排放到汽化器222”的腔出口232”中，在其中燃料蒸汽与由第一汽化器222产生的加热介质(水蒸气)混合。组合的燃料/水蒸气混合物随后从该汽化器经出口232”排出。本领域的技术人员应当理解，加热介质在每一汽化器的入口处的温度高于在汽化器的出口处的温度。
对于在束元件224和224”中的液体燃料和水有影响的热学方面的变化和流动型式在以上结合其它实施例已经进行了描述并且不需要在此重复。离开汽化器222的加热介质可以由任何适当装置获取以便继续使用，或储存在适当的存储容器中，或者可排出或排放到周围环境中。离开汽化器222”的出口腔232”的该混合物可以传送或输送到一个或多个附加的汽化器或化学转化器，或者输送到一个或多个能量或动力系统部件。
本领域的技术人员应当理解，结合本发明的上述实施例描述的上述汽化器适于与一个或多个化学转化器或一个或多个常规动力或能量装置的部件一起使用。
因此，应当看到本发明可有效地实现上述的目的，这些目的在说明书中已经清楚地进行了描述。因为在上述结构中的特定改变不超出本发明的范围，所以所有包含在以上的说明书和附图中的内容仅仅是说明性的，而不是限定性的。
还应当理解，以下的权利要求覆盖在此描述的本发明的一般和特殊的特征，对于本发明的范围的描述落在该范围内。

Claims (85)

1.一种适于与化学转化器一起使用的汽化器，其包括：
形成一腔的壳体；和
设置在该腔内的束元件，
其中，该束元件包括与一个或多个热交换表面流体连通的导管，所述热交换表面限定一没有挡板的受限流动容积。
2.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，该壳体沿轴线延伸并构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置，并且过程流体经设置在该壳体的底部处的入口被引入到该导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的出口离开该导管。
3.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，该束元件包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层围绕该导管卷绕并设置成与该导管流体连通。
4.如权利要求3所述的汽化器，其特征在于，该多薄片层沿选定的外边缘密封。
5.如权利要求3所述的汽化器，其特征在于，该壳体包括与该腔流体连通的介质入口和介质出口，该介质入口适于接纳加热介质，并且该加热介质流经形成在该多薄片层围绕导管卷绕时的面对的卷绕部分之间的空间。
6.如权利要求5所述的汽化器，其特征在于，该加热介质包括从该化学转化器的排气和水蒸气中的至少一种。
7.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，该导管包括适于接纳过程流体的流体入口和流体出口。
8.如权利要求7所述的汽化器，其特征在于，该导管的流体入口和流体出口在流体上与该腔分隔开。
9.如权利要求7所述的汽化器，其特征在于，该过程流体包括水、液体化学品、液体燃料、汽油、甲醇和柴油中的至少一种。
10.如权利要求5所述的汽化器，其特征在于，当该加热介质设置在该束元件中时，该加热介质使得该过程流体汽化。
11.如权利要求3所述的汽化器，其特征在于，该多薄片层的一个或多个薄片包括表面部件。
12.如权利要求11所述的汽化器，其特征在于，该表面部件包括大致平行成排的凹陷或波纹。
13.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，还包括具有第二导管的导管系统，该第二导管与该束元件流体连通并且设置在该腔的外侧，并且该第二导管构造成液体测量装置，以便使用者在视觉上可确定在该束元件内的液体的量。
14.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，束元件或壳体中的至少一个由包括镍合金的高温材料制成。
15.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，该热交换表面包括多个薄片，所述薄片中的至少一个具有表面部件，其形成用于使薄片彼此间隔开以便形成流动通道的间隔件。
16.如权利要求15所述的汽化器，其特征在于，该流动通道设置成与该导管流体连通。
17.如权利要求1所述的汽化器，其特征在于，该束元件包括多个设置在该导管内的管，并且所述多个管中的至少一个管的壁和该导管形成该热交换表面。
18.如权利要求17所述的汽化器，其特征在于，所述多个管设置成与该腔流体连通。
19.一种使流体汽化的方法，其包括以下步骤：
提供汽化器；和
在使用中垂直定位该汽化器。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该汽化器包括：形成一腔的壳体；和设置在该腔内的束元件，其中该束元件包括一个或多个热交换表面，所述热交换表面限定一没有挡板的受限流动容积。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该束元件包括形成所述热交换表面的多薄片层和设置成在其间流体连通的导管。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，即，将过程流体经设置在该壳体的底部处的入口引入到该导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的出口离开该导管。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该束元件包括外导管和多个设置在该导管内的管，并且所述管中的一个管的壁和该导管形成该热交换表面。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其还包括将所述多个管设置成与该腔流体连通的步骤。
25.如权利要求19所述的方法，其特征在于，其还包括在视觉上确定在该束元件内的液体的量的步骤。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，提供具有第二导管的导管系统，该第二导管与该束元件流体连通并且设置在该腔的外侧，并且该第二导管构造成液体测量装置，以便使用者在视觉上可确定在该束元件内的液体的量。
27.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括减小在该汽化器中出现蒸汽闪发现象的步骤。
28.一种适于与化学转化器一起使用的蒸发器/混合器，其包括：
形成一腔的壳体；和
设置在该腔内的束元件，
其中，该束元件包括与一个或多个热交换表面流体连通的导管，所述热交换表面限定一没有挡板的受限流动容积。
29.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该壳体沿轴线延伸并构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置，并且过程流体经设置在该壳体的底部处的入口被引入到该导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的出口离开该导管。
30.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该束元件包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层围绕该导管卷绕并设置成与该导管流体连通。
31.如权利要求30所述的蒸发器/混合器，其特征在于，当该蒸发器/混合器设置成处于垂直位置时，该多薄片层沿外边缘密封，并且沿顶边缘未密封。
32.如权利要求3所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该壳体包括与该腔流体连通的介质入口和介质出口，该介质入口适于接纳加热介质。
33.如权利要求32所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该加热介质包括从该化学转化器的排气和水蒸气中的至少一种。
34.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该导管包括适于接纳过程流体的流体入口和流体出口，并且该导管的该流体出口设置成与该腔流体连通，该腔适于接纳加热介质。
35.如权利要求34所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该过程流体包括水、液体化学品、液体燃料、汽油、甲醇和柴油中的至少一种。
36.如权利要求34所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该加热介质在该腔中使得该过程流体在该束元件中蒸发。
37.如权利要求31所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该腔构造成便于加热介质从其中流过，并且该束元件设置成沿该未密封的顶边缘与该腔流体连通，以便使离开束元件的过程流体与在该腔中的该加热介质混合。
38.如权利要求30所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该多薄片层的一个或多个薄片包括表面部件。
39.如权利要求38所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该表面部件包括大致平行成排的凹陷或波纹。
40.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该束元件或该壳体中的至少一个由包括镍合金的高温材料制成。
41.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该热交换表面包括多个薄片，所述薄片中的至少一个具有表面部件，其形成用于使薄片彼此间隔开以便形成流动通道的间隔件。
42.如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其特征在于，该束元件包括多个设置在该导管内的管，并且所述多个管中的至少一个管的壁和该导管形成该热交换表面。
43.如权利要求42所述的蒸发器/混合器，其特征在于，所述多个管设置成与该腔流体连通。
44.一种使流体蒸发并使该蒸发的流体与另一流体混合的方法，其包括以下步骤：
提供蒸发器/混合器；和
在使用中垂直定位该蒸发器/混合器。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，该蒸发器/混合器包括：形成一腔的壳体；和设置在该腔内的束元件，其中该束元件包括一个或多个热交换表面，所述热交换表面限定一没有挡板的受限流动容积。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，该束元件包括形成所述热交换表面的多薄片层和设置成在其间流体连通的导管。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，即，沿外边缘密封该多薄片层并保持顶边缘未密封。
48.如权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，即，将过程流体经设置在该壳体的底部处的入口引入到该导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的出口离开该导管。
49.如权利要求45所述的方法，其特征在于，该束元件包括外导管和多个设置在该导管内的管，并且所述管中的一个管的壁和该导管形成该热交换表面。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，其还包括将所述多个管设置成与该腔流体连通的步骤。
51.如权利要求45所述的方法，其特征在于，其还包括在视觉上确定在该束元件内的液体的量的步骤。
52.如权利要求51所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，提供具有第二导管的导管系统，该第二导管与该束元件流体连通并且设置在该腔的外侧，并且该第二导管构造成液体测量装置，以便使用者在视觉上可确定在该束元件内的液体的量。
53.如权利要求44所述的方法，其特征在于，还包括减小在该蒸发器/混合器中出现蒸汽闪发现象的步骤。
54.一种包括多个如权利要求1所述的汽化器的系统，其中所述汽化器的壳体在流体上连接成彼此共同地流体连通，并且该束元件在流体上连接成彼此单独共同地流体连通。
55.一种包括多个如权利要求28所述的蒸发器/混合器的系统，其中所述蒸发器/混合器的壳体在流体上连接成彼此共同地流体连通，并且该束元件在流体上连接成彼此单独共同地流体连通。
56.一种包括如权利要求1所述的汽化器的系统，其中该束元件与如权利要求28所述的蒸发器/混合器的壳体在流体上相连。
57.一种用于产生电力和化学输出中的至少一个的能量系统，其包括：
一个或多个化学转化器；
用于将一个或多个流体输送到该化学转化器的输送装置；和
一个或多个如权利要求1所述的汽化器或者一个或多个如权利要求28所述的蒸发器/混合器，以便在将所述流体引入该化学转化器之前加热该流体。
58.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，该化学转化器包括燃料电池和重整器中的至少一个。
59.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，该汽化器包括水蒸气发生器、热回收式水蒸气发生器(HRSG)、废热锅炉、汽化器、蒸发器、蒸发器/混合器中的至少一个。
60.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，连接到该过程流体的处理级上的该汽化器或该蒸发器/混合器产生在流体上连接到该化学转化器的输出蒸汽或混合物。
61.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，在使用中该汽化器可设置成处于大致垂直位置，并且该汽化器适于用加热介质来使水汽化以便形成水蒸气。
62.如权利要求61所述的能量系统，其特征在于，该汽化器包括形成一腔的壳体和设置在该腔内的束元件，其中水流经该束元件并且该加热介质流经该腔。
63.如权利要求61所述的能量系统，其特征在于，蒸发器/混合器在流体上连接到该汽化器，并且由该汽化器汽化的水作为加热介质引入该蒸发器/混合器，以便使得液体燃料蒸发，并使得该蒸发的燃料与该加热介质或该水蒸气混合。
64.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，该蒸发器/混合器使得使过程液体蒸发并使该过程液体与重整剂混合。
65.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，该蒸发器/混合器使得使过程液体蒸发并使该过程液体与加热介质混合。
66.如权利要求57所述的能量系统，其特征在于，该汽化器或该蒸发器/混合器包括同轴管，其中一个同轴管适于输送过程流体，另一同轴管适于输送加热介质，以便加热介质将热量经内管的壁传递给过程流体。
67.一种用于使流体汽化的系统，其包括：
第一汽化器，其具有形成一腔的壳体，和设置在该腔内的第一束元件，该第一束元件具有第一导管；以及
第二汽化器，其具有形成一腔的壳体，和设置在该腔内的第二束元件，该第二束元件具有第二导管，
其中，该第一导管和第二导管连接到共同的入口和共同的出口上。
68.如权利要求67所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括一个或多个与相应的导管流体连通的热交换表面，以便限定一没有挡板的受限流动容积。
69.如权利要求67所述的系统，其特征在于，该第一和第二汽化器的壳体构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置，并且过程流体经设置在该壳体的底部处的共同入口被引入到该第一和第二导管，并且该过程流体从位于该壳体的顶部处的共同出口离开该第一和第二导管。
70.如权利要求67所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个还包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层设置成与相应导管流体连通。
71.如权利要求67所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括设置在所述相应导管内的多个管，并且所述多个管中的至少一个管的壁或该导管形成所述热交换表面。
72.一种用于使流体汽化的系统，其包括：
第一汽化器，其具有形成一腔的壳体，和设置在该腔内的第一束元件，该第一束元件具有第一导管；以及
第二汽化器，其具有形成一腔的壳体，和设置在该腔内的第二束元件，该第二束元件具有第二导管，
其中，该第一导管和第二导管连接到共同出口上。
73.如权利要求72所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括一个或多个与相应的导管流体连通的热交换表面，以便限定一没有挡板的受限流动容积。
74.如权利要求72所述的系统，其特征在于，该第一和第二汽化器的壳体构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置，并且第一过程流体经入口引入该第一导管，并且第二过程经入口引入该第二导管，这两个过程流体混合并随后经该共同出口离开该第一和第二导管。
75.如权利要求74所述的系统，其特征在于，液体燃料引入到该第一导管，而重整剂引入到该第二导管。
76.如权利要求72所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个还包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层设置成与相应导管流体连通。
77.如权利要求72所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括设置在所述相应导管内的多个管，并且所述多个管中的至少一个管的壁或该导管形成所述热交换表面。
78.一种用于使流体汽化的系统，其包括：
第一汽化器，其具有形成一腔的第一壳体，和设置在该腔内的第一束元件，该第一束元件具有第一导管；以及
第二汽化器，其具有形成一腔的第二壳体，和设置在该腔内的第二束元件，该第二束元件具有第二导管，
其中，该第一导管和第二导管连接到该第二壳体的入口上。
79.如权利要求78所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括一个或多个与相应的导管流体连通的热交换表面，以便限定一没有挡板的受限流动容积。
80.如权利要求78所述的系统，其特征在于，该第一和第二汽化器的壳体构造成便于在使用中大致定向成处于垂直位置，并且过程流体引入到第一导管的入口，并作为过程排放在其出口离开第一导管，并且该过程排放引入到第二壳体的入口。
81.如权利要求78所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个还包括形成所述热交换表面的多薄片层，并且该多薄片层设置成与相应导管流体连通。
82.如权利要求78所述的系统，其特征在于，第一和第二束元件中的至少一个包括设置在所述相应导管内的多个管，并且所述多个管中的至少一个管的壁或该导管形成所述热交换表面。
83.如权利要求1所述的汽化器或如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其中该壳体具有大约12英寸或更小的直径。
84.如权利要求1所述的汽化器或如权利要求28所述的蒸发器/混合器，其中该壳体与处理级流体连通，该处理级具有大约12英寸或更小的直径的柱形结构。
85.如权利要求84所述的汽化器蒸发器/混合器，其中处理级包括水去离子器、燃料去硫器、CO到H2转移反应器、和H2净化吸收器中的至少一个。
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