CN1791460A - 用于燃料处理器的冷却剂系统 - Google Patents

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Abstract

公开一种用在燃料处理器中的冷却剂子系统和一种用于燃料处理器的操作的方法。按照第一方面，冷却剂子系统与到处理器反应器的进料分离，并且能够通过处理器反应器循环冷却剂。按照第二方面，燃料处理器的构成元件装在舱室中，并且冷却剂子系统能够冷却处理器反应器和舱室的内部。在各种选择例中，燃料处理器能用来重整用于燃料电池动力装置的燃料，并且/或者可以用来为不相关的机械系统提供温度控制。

Description

用于燃料处理器的冷却剂系统
技术领域
本发明涉及燃料电池动力装置，并且更具体地说，涉及一种用于集成燃料电池动力装置的冷却剂系统。
背景技术
燃料电池技术是用于采用矿物燃料燃烧的较常规能源的可选择能源。燃料电池一般由燃料和氧产生电力、水及热量。更具体地说，燃料电池由化学氧化-还原反应提供电力，并且在清洁度和效率方面拥有优于其它形式的动力产生的显著优点。典型地，燃料电池采用氢作为燃料，并且把氧作为氧化剂。动力产生与反应物的消耗率成比例。
阻止燃料电池的更广泛使用的显著缺点是普遍的氢基础结构的缺乏。氢具有较低的体积能量密度，并且比当前在大多数动力产生系统中使用的烃类燃料更难以存储和运输。克服这种困难的一种方法是“燃料处理器”或“重整炉”的使用，以把烃类转化成能用作用于燃料电池的进料的富氢气流。烃基燃料，如天然气、LPG、汽油、及柴油，对于作为用于大多数燃料电池的燃料需要转化。当前技术使用把初始转化过程与几个清除过程相结合的多步骤过程。初始过程最经常地是蒸汽重整(“SR”)、自热重整(“ATR”)、催化部分氧化(“CPOX”)、或非催化部分氧化(“POX”)。清除过程通常包括脱硫、高温水-气轮换(water-gas shift)、低温水-气轮换、选择性CO氧化、或选择性CO甲烷化的结合。可选择过程包括氢选择性薄膜反应器和过滤器。
因而，能使用多种类型的燃料，它们的一些与矿物燃料混合，但理想燃料是氢。如果燃料是例如氢，那么燃烧非常清洁，并且实际上，在热量的耗散和/或消耗及电力的消耗之后仅留下水。大多数容易得到的燃料(例如，天然气、丙烷和汽油)和甚至较不平常的燃料(例如，甲醇或乙醇)在其分子结构中包括氢。一些燃料电池器具因此采用“燃料处理器”，该“燃料处理器”处理特定燃料以产生用来给燃料电池供燃料的较纯氢气流。
用于也称作质子交换薄膜燃料电池(“PEMFC”)的典型聚合物电解质燃料电池(“PEFC”)的处理器，一般包括用于烃类重整、水-气轮换及氧化反应的反应器部分。反应在升高温度下进行，并且是热量产生、热量消耗或恒温变化的结合。因此，热量控制对于处理器的适当操作是关键的。冷反应进料能用来预热反应物，同时冷却生成物，因而控制在处理器内的热量。关于常规冷却子系统的一种困难是在反应器冷却与反应器进料和生成物的温度之间的依赖性。另一个问题是燃料电池动力装置，即燃料电池和它的燃料处理器，常常装在舱室中，这引起另外的热量控制问题。对于这些问题的常规手段是应用分离的舱室冷却器。然而，分离的舱室冷却器不利地影响作为整体的动力装置的动力和成本效率。
本发明旨在解决、或至少减轻上述问题的一种或全部。
发明内容
公开一种用在燃料处理器中的冷却剂子系统和一种用于燃料处理器的操作的方法。按照本发明的一个方面，冷却剂子系统与到处理器反应器的进料分离，并且能够通过处理器反应器循环冷却剂。按照本发明的第二方面，燃料处理器的构成元件装在舱室中，并且冷却剂子系统能够冷却处理器反应器和舱室的内部。
附图说明
通过参照联系附图进行的如下描述可以理解本发明，在附图中类似附图标记标识类似元件，并且在附图中：
图1在概念上表明按照本发明建造和操作的一种燃料处理器；
图2表明在图1中的燃料处理器的一个具体实施例；
图3描绘图2的冷却剂子系统的一种具体实施；
图4图示地表明首先在图2中显示的燃料处理器的自热重整炉的重整过程；
图5在概念上表明由氢气流供给燃料的集成燃料电池动力装置，该氢气流由图1的燃料处理器产生；
图6A和图6B在概念上表明在本发明的一个具体实施例的实施中可以使用的一种计算设备；及
图7在概念上表明在燃料处理器与图5的动力装置的燃料电池之间的操作接口。
尽管本发明可经受各种修改和可选择形式，但附图表明这里通过例子详细描述的特定实施例。然而，应该理解，特定实施例在这里的描述不打算把本发明限于公开的具体形式，而是相反，打算覆盖落在由附属权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物、及选择例。
具体实施方式
下面描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，在本说明书中没有描述实际实施的所有特征。当然将认识到，在任何这样的实际实施例中的开发中，必须进行多种实施专用决定以实现开发者的特定目的，如遵守系统相关的和业务相关的约束条件，该约束条件随实施而变。况且，将认识到，这样一种开发努力，即使是复杂的和耗时的，对于得到本公开的益处的本领域技术人员也是例行任务。
图1在概念上表明按照本发明建造的一种燃料处理器100。燃料处理器100包括冷却剂子系统102、进料104、及产生氢(或富氢)气流108的处理器反应器106。按照本发明的一个方面，冷却剂子系统102与进料104分离，并且能够通过处理器反应器106循环冷却剂110。冷却剂110可以是对于本技术已知的任何适当冷却剂，例如水、乙二醇、油、乙醇等。按照本发明的第二方面，燃料处理器100的构成元件装在舱室112中，并且冷却剂子系统102能够冷却处理器反应器106和舱室112的内部。
图2在概念上表明在图1中的燃料处理器100的一个具体实施例200。在相关部分中，并且一般地，燃料处理器200把在冷却剂存储装置或容器202中存储的冷却剂110抽吸过冷却剂子系统102，该冷却剂子系统102包括热交换环路。在表明的实施例中，冷却剂110是水。更具体地说，泵204通过处理器反应器106和冷却器206从容器202抽吸冷却剂110，并且返回到容器202中。温度控制冷却剂110在这个具体实施例中也供给到在表明的实施例中在处理器反应器106与冷却器118之间的一个或多个外部用户208，并且从其返回。“外部用户”208可以包括另外不与燃料处理器200相联的机械系统或可以相联的任何动力装置。例如，燃料处理器200可以向用于建筑物的动力装置供给动力，并且外部用户208在这种情况下可以是用于建筑物的空调/加热机械系统。
在表明的实施例中的处理器反应器106包括数级，包括重整炉级210a、脱硫级210b、轮换级210c、惰性级210d、及优选的氧化级210e。重整炉级210a是自热重整炉(“ATR”)，并且可以使用对于本技术已知的任何适当重整炉。注意，可选择实施例依据由打算的最终用途施加的设计约束条件，除表明的那些之外或代替它们采用其它级。
在表明的实施例中，冷却剂子系统102通过多个支路226a-226d的相应一个分别把冷却剂循环到级210b-210e。支路226a-226d的每一个包括温度控制单元228a-228e。每个温度控制单元228a-228e包括检测在相应级210b-210e中的温度的温度传感器Si、和执行器230a-230d。每个执行器230a-230d响应在相应级210b-210e中的检测温度而操作，以调节通过相应支路226a-226d的冷却剂110的流量。
图3细化在表明的实施例的冷却剂子系统102中的冷却器206的一种具体实施。现在参照图2和图3，冷却剂110从外部水源302(在图3中表示)抽取到容器202中，并且由泵204循环。泵204通过在管线212-215上的进料DES、SHIFT、INERT、及PROX(在图3中表示)把冷却剂110循环到处理器反应器106的各个部分和与其相联的子系统。以前循环到处理器反应器106的冷却剂110通过在管线218上的进料RETURN(在图3中表示)返回到冷却剂子系统102。注意，冷却剂子系统102与进料104分离，并且能够通过处理器反应器106循环冷却剂110。
由处理器反应器106的元件对于冷却剂110交换的热量通过冷却器206排到周围。在表明的实施例中的冷却器206包括两个热交换器304和多个风扇306。风扇306促进通过热交换器304的热交换。注意，热交换器304和风扇306的数量对于本发明的实施不是实质性的，并且可选择实施例可以采用例如一个或三个热交换器304和风扇306。风扇306也把空气从舱室112的内部(在图1中表示)循环到舱室112的外部，即它们通过把加热的空气循环到周围而冷却舱室112。因而，冷却剂子系统102能够同时冷却处理器反应器106、和舱室112的内部。
表明实施例的冷却剂子系统102也能提供对于燃料处理器200的其它部分，或者甚至对于在燃料处理器200外的系统，的加热和/或冷却。如以前提到的那样，燃料处理器200能提供对于外部用户208的热控制，如在图2中表示的那样。这种功能性通过连接220提供，该连接220包括出口222和进口224，通过出口222和进口224冷却剂110可以循环到外部用户208和从其循环。如在图3中表示的那样，冷却剂子系统102能通过管线308、310及进料L1、L2提供对于燃料处理器200的其它部分的冷却。注意，管线308、310循环来自容器211的冷却剂110，即冷却的冷却剂110。也注意，冷却剂110通过管线308、310的流量不仅能通过泵204的操作粗略地控制，而且也能由阀312、314精确地控制。
在操作中，处理器反应器106把进料104重整成氢、或富氢气体流108和出流副产品，如水。在表明实施例中的进料104输送来自氧化装置(未表示)的燃料、空气及水混合物。注意，来自处理器反应器106的出流水副产品(未表示)可以作为冷却剂110循环回冷却剂子系统102中，或者可以从燃料处理器200排出。图4描绘一般过程流程图，表明在本发明的说明性实施例中包括的过程步骤。与图4有关的如下描述改编于美国专利申请10/006,963，该申请的标题为“Compact Fuel Processor for Producing a Hydrogen Rich Gas(用于产生富氢气体的小型燃料处理器)”，以发明人Curtis L. Krause等的名义提交于2001年12月5日，及发表于2002年7月18日(公报No.US2002/0094310A1)。
本领域的技术人员应该认识到，在反应物通过处理器反应器106的流程中需要一定量的渐进量级。燃料处理器200的进料104包括烃燃料、氧、及水混合物。氧能处于空气、富空气、或大体纯氧的形式。水能作为液体或蒸汽被引入。进料成分的组成百分比由希望的操作条件确定，如下面讨论的那样。来自本发明的燃料处理器出流射流包括氢和二氧化碳，并且也能包括某些水、未转化的烃类、一氧化碳、杂质(例如，硫化氢和氨)及惰性成分(例如，氮和氩，特别是如果空气是进料流的成分)。
过程步骤A是自热重整过程，其中在一个具体实施例中，进行两种反应，部分氧化(下面的反应式I)和选择蒸汽重整(下面的反应式II)，以把进料流104转化成包含氢和一氧化碳的合成气体。反应式I和II是典型的反应式，其中甲烷作为烃：
    (I)
      (II)
进料104由处理器反应器106从氧化装置(未表示)接收。在进料流中的氧的较高浓度偏爱部分氧化，而水蒸汽的较高浓度偏爱蒸汽重整。氧对于烃和水对于烃的比率因此是影响操作温度和氢生产率的特征化参数。
自热重整步骤A的操作温度依据进料条件和催化剂能在从约550℃至约900℃的范围中。比率、温度及进料条件都是由本发明的控制系统控制的参数的例子。表明的实施例在具有或不具有蒸汽重整催化剂的重整炉级210a中使用部分氧化催化剂的催化剂床。
过程步骤B是在用来把来自过程步骤A的合成气流冷却到从约200℃至约600℃，最好从约375℃至约425℃，的温度的冷却级(未表示)中进行的冷却步骤，以制备用于过程步骤C(下面讨论)的合成气体出流的温度。这种冷却依据设计技术参数和使用任何适当类型的冷却剂恢复/再循环气体流的热量的需要，可以借助于散热器、热管或热交换器实现。例如，用于过程步骤B的冷却剂可以是冷却剂子系统102的冷却剂110。
过程步骤C是在脱硫级210b中进行的净化步骤，并且采用氧化锌(ZnO)作为硫化氢吸附剂。烃流的主要杂质之一是硫，硫由自热重整步骤A转化成硫化氢。在过程步骤C中使用的处理芯最好包括氧化锌和/或能够吸附和转化硫化氢的其它材料，并且可以包括支撑物(例如，整块石料、压出物、丸等等)。通过按照如下反应式III把硫化氢转化成水完成脱硫：
       (III)
该反应较好在从约300℃至约500℃，并且更好地从约375℃至约425℃，的温度下进行。
仍然参照图4，出流射流然后可以送到在模块(未表示)中进行的混合步骤D，其中从水子系统(未表示)接收的水选择性地添加到气流上。水的添加降低反应物流的温度，因为它汽化并且供给用于过程步骤E(下面讨论)的水气轮换反应的更多水。水蒸汽和其它出流射流成分通过穿过有效混合和/或有助于水的汽化的诸如陶瓷珠或其它类似材料之类的惰性材料处理芯而混合。可选择地，任何另外的水能借助于进料引入，并且混合步骤能重新定位成提供在CO氧化步骤G(下面讨论)中的氧化剂气体的更好混合。这个温度也由本发明的控制系统控制。
在轮换级210c中进行的过程步骤E是水气轮换反应，该反应按照反应式IV把一氧化碳转化成二氧化碳：
               (IV)
一氧化碳的浓度优选地应该降低到由燃料电池能容许的值，典型地低于50ppm。一般，水气轮换反应依据使用的催化剂发生在从150℃至600℃的温度下。在这样的条件下，在这个步骤中转化在气流中的一氧化碳的大部分。这个温度和浓度是由本发明的控制系统控制的更多参数。
再次返回图4，在惰性级210d中进行的过程步骤F是冷却步骤。过程步骤F减小气流的温度，以产生具有最好在从约90℃至约150℃的范围内的温度的出流。来自空气子系统(未表示)的氧也添加到在步骤F中的过程上。氧由下面描述的过程步骤G的反应消耗。
在优选氧化级210e中进行的过程步骤G是其中在出流射流中的几乎所有剩余一氧化碳转化成二氧化碳的氧化步骤。该处理在用于一氧化碳的氧化的催化剂存在时进行。在过程步骤G中发生如下两种反应：希望的一氧化碳的氧化(反应式V)和不希望的氢的氧化(反应式VI)：
        (V)
     (VI)
优选的一氧化碳的氧化偏爱低温。由于两种反应都产生热量，所以便利的是选择性地包括布置在过程内的诸如冷却蛇管之类的冷却元件。过程的操作温度最好保持在从约90℃至约150℃的范围内。过程步骤G把一氧化碳水平减小到最好小于50ppm，这对于在燃料电池中的使用是适当水平。
离开燃料处理器的出流108是富氢气体，该富氢气体包含二氧化碳和可能存在的其它组分，如水、惰性成分(例如氮、氩)、残余烃等等。产生气体可以用作用于燃料电池或用于其中需要富氢进料流的其它用途的进料。选择性地，产生气体可以转送到进一步的处理，例如，以除去二氧化碳、水或其它成分。
注意，以上描述的过程步骤A-G的每一个发生在规定的温度范围内，在范围中的精确温度对于本发明的实施不是实质性的。的确，步骤的性质和顺序是依据输入的进料104和用于给定用途的产生气流108特定的实施。因而，在温度范围内的精确温度由实施特定设计约束条件而产生。
现在返回图2和图3，冷却剂子系统102用来帮助达到用于过程步骤A-F的温度，不管它们在给定实施例中是什么步骤。级210b-210d的每一个由冷却剂子系统102的相应支路226a-226d冷却。每个温度控制单元228a-228d的温度传感器Si检测在其相应级210b-210e中的温度。如果在相应级210b-210e中的温度接近或超过用于相应过程步骤A-G的希望温度范围的上限，则相应温度控制单元228a-228d打开相应执行器230a-230d，以增大通过其的冷却剂110的流量。如果在相应级210b-210e中的温度接近或超过用于相应过程步骤A-G的希望温度范围的下限，则相应温度控制单元228a-228d关闭相应执行器230a-230d，以减小通过其的冷却剂110的流量。
当温度控制单元228a-228d控制在其相应级210b-210e内的温度时，冷却剂110通过冷却器206循环。从级210b-210e交换的热量被排到大气。如以上描述的那样，这由横过热交换器304吹风的风扇306完成。横过热交换器304吹风也把加热空气从舱室112除去到舱室112的外部。因而，当冷却剂子系统102控制在级210a-210e中的过程步骤A-F的温度时，舱室112的内部被冷却。
如由得到本公开的益处的本领域的技术人员认识到的那样，在图1中的燃料处理器100具有未表示的辅助元件。如也应该认识到的那样，燃料处理器100能用在各种不同的上下文中。图5在概念上表明一种其中处理器反应器(“PR”)106产生氢气流108以向燃料电池502供给动力的燃料电池动力装置500。动力装置500是“集成”动力装置，即燃料处理器102和燃料电池504的操作是独立的。燃料处理器102和燃料电池504都装在舱室112中。燃料电池504优选地是也称作质子交换薄膜燃料电池(“PEMFC”)的典型聚合物电解质燃料电池(“PEFC”)。然而，可以使用其它类型的燃料电池。注意，不是本发明的所有方面都限于在这样一种集成动力装置中的应用。因而，某些实施例可以用在没有集成的动力装置中。
在图5中表明的实施例中，燃料处理器200更具体地包括几个模块物理子系统，即：
·处理器反应器106，它是自热重整炉(“ATR”)，它进行氧化还原反应，该氧化还原反应把输入到燃料处理器100的燃料重整成用于燃料电池502的气体108；
·氧化装置506，它在表明的实施例中是阳极尾气氧化装置(“ATO”)，它预热水、燃料、及空气以产生作为进料104输送到处理器反应器106的燃料混合物；
·燃料子系统508，它把输入燃料(在表明的实施例中是天然气)输送到氧化装置506，以便混合到输送到处理器反应器106的进料104中；
·水子系统510，它把水输送到ATO 206，以便混合到输送到处理器反应器106的进料104中；
·空气子系统512，它把空气输送到ATO 206，以便混合到输送到处理器反应器106的进料104中；及
·冷却剂子系统102，它以上述方式控制在处理器反应器106的操作中的温度。
动力装置500也包括控制系统514，该控制系统514控制作为整体的动力装置500的操作。由控制系统514执行的一个任务是通过温度控制单元228a-228d对于处理器反应器106的过程的温度控制，如以上描述的那样。
首先在在图2中表示的控制系统514的一种具体实施600表明在图6A和图6B中。注意，在某些实施例中，控制系统可以在包括诸如控制系统514的多个计算机的计算系统上实施，计算机的每一个可以控制燃料处理器100的操作的某一指定方面。然而，在表明的实施例中，计算设备600控制燃料处理器100不在人工控制下的操作的所有方面。计算设备600是支架安装的，但不是在所有实施例中都需要是支架安装的。事实上，任何给定实施的这个方面对于本发明的实施不是实质性的。计算设备600可以作为台式个人计算机、工作站、笔记本或膝上计算机、嵌入处理器等实施。
在图6A和图6B中表明的计算设备600包括在总线系统615上与存储器610通信的处理器605。存储器610可以包括硬盘和/或随机存取内存(“RAM”)和/或可除去存储器，如软磁盘617和光盘620。存储器610编码有：存储以上讨论所获得的数据组的数据结构625；操作系统630；用户接口软件635；及应用程序665。用户接口软件635与显示器640一起实施用户接口645。用户接口645可以包括外围I/O设备，如小键盘或键盘650、鼠标655或操纵杆660。处理器605在操作系统630的控制下运行，操作系统630实际上可以是对于该技术已知的任何操作系统。应用程序665依据操作系统630的实施在通电、复位、或两者时由操作系统630调用。
这里详细描述的某些部分结果按照软件实施过程呈现，该软件实施过程涉及对于在计算系统或计算装置中在内存内的数据位的运算的符号表示。这些描述和表示是由本领域的技术人员用来最有效地把其工作实质传输给本领域其它技术人员的手段。过程和运算需要物理量的物理操纵。通常，尽管不必，这些量具有能够存储、传输、结合、比较、及其操纵的电、磁、或光学信号的形式。有时已经证明便利的是，主要因为普通使用的原因，把这些信号称作位、值、元素、符号、字符、项、数等。
然而，应该记住，所有这些和类似术语要与适当的物理量相联系，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非专门叙述或者否则如可能是明显的那样，贯穿本公开，这些描述是指电子装置的动作和过程，该电子装置把在某种电子装置的存储器内代表物理(电子的、磁性的、或光学的)量的数据操纵和变换成在存储器内、或在传输或显示装置中类似地代表物理量的其它数据。指示这样一种描述的术语的示范没有限制地是术语“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“显示”等。
也注意，本发明的软件实施方面典型地在某种形式的程序存储介质上编码，或在某种类型的传输介质上实施。程序存储介质可以是磁性的(例如软盘或硬驱动器)或光学的(例如光盘只读存储器，或“CDROM”)，并且可以是只读或随机存取。类似地，传输介质可以是合股线对、同轴电缆、光纤、或对于本技术已知的某种其它适当传输介质。本发明不由任何给定实施的这些方面限制。
图7图示表明在燃料处理器100与首先表示在图5中的燃料电池504之间的操作接口。注意，该接口包括热交换器700，通过该热交换器700，冷却剂110可以从冷却剂子系统102循环。热交换通过温度控制单元702控制，该温度控制单元702响应射流108的检测温度调节通过热交换器700的冷却剂110的流量。温度控制单元702也由控制系统514按与温度控制单元228a-228d相同的方式控制。因而，热交换器700和温度控制单元702在这个具体实施例中包括冷却剂子系统102的一部分。
这里结束详细描述。以上公开的具体实施例仅是说明性的，因为本发明可以以不同的但等效的方式修改和实施，这些方式对于获得这里讲授的益处的本领域的技术人员是显然的。此外，不打算限制这里表示的、而除在下面的权利要求中描述的之外的构造或设计的细节。因此证实，以上公开的具体实施例可以改变或修改，并且所有这样的变化认为在本发明的范围和精神内。因而，这里寻求的保护在下面的权利要求书中叙述。

Claims (110)

1.一种燃料处理器，包括：
处理器反应器；
到处理器反应器的进料；及
冷却剂子系统，它与进料分离并且能够通过处理器反应器循环冷却剂。
2.根据权利要求1所述的燃料处理器，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料和对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
3.根据权利要求1所述的燃料处理器，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气、及水的混合物。
4.根据权利要求1所述的燃料处理器，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，它能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量；
冷却剂存储装置，它能够存储从冷却器接收的冷却剂；及泵，它能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
5.根据权利要求4所述的燃料处理器，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，它能够冷却热交换器。
6.根据权利要求5所述的燃料处理器，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，它能够冷却第二热交换器。
7.根据权利要求4所述的燃料处理器，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油、及乙醇的至少一种。
8.根据权利要求4所述的燃料处理器，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
9.根据权利要求1所述的燃料处理器，还包括：
氧化装置，能够加热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
10.根据权利要求1所述的燃料处理器，还包括对于至少一个外部用户的连接。
11.根据权利要求10所述的燃料处理器，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环到外部用户。
12.根据权利要求10所述的燃料处理器，还包括氧化装置，该氧化装置能够预热燃料、水、及空气，以产生通过进料引到处理器反应器的过程进料流。
13.根据权利要求12所述的燃料处理器，其中，氧化装置包括阳极尾气氧化装置。
14.根据权利要求1所述的燃料处理器，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在处理器反应器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该处理器反应器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
15.一种动力装置，包括：
燃料处理器，包括：
处理器反应器，产生重整产品；
到处理器反应器的进料；及
冷却剂子系统，与进料分离并且能够通过处理器反应器循环冷却剂；和
燃料电池，由燃料处理器的处理器反应器产生的重整产品供给动力。
16.根据权利要求15所述的动力装置，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料和对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
17.根据权利要求15所述的动力装置，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气及水的混合物。
18.根据权利要求15所述的动力装置，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量；
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；及泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
19.根据权利要求15所述的动力装置，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器。
20.根据权利要求19所述的动力装置，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，能够通过对流冷却第二热交换器。
21.根据权利要求18所述的动力装置，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
22.根据权利要求18所述的动力装置，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
23.根据权利要求15所述的动力装置，还包括：
氧化装置，能够预热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
24.根据权利要求15所述的动力装置，还包括对于至少一个外部用户的连接。
25.根据权利要求24所述的动力装置，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环。
26.根据权利要求15所述的动力装置，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在燃料处理器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该处理器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
27.根据权利要求15所述的动力装置，其中，燃料电池包括聚合物电解质燃料电池。
28.一种在燃料处理器中处理使用的燃料时使用的方法，包括：
把燃料、水及空气的混合物进给到处理器反应器；
在处理器反应器中重整混合物；及
用与进给混合物分离的冷却剂冷却处理器反应器，以控制重整的温度。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，重整混合物包括：
进行自热反应；
从进料清除硫；
由清除的进料进行至少一种轮换反应；及
对于轮换的进料进行优选的氧化。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，用冷却剂冷却过程反应器包括用水、乙二醇、油及乙醇的至少一种冷却过程反应器。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，用与进给混合物分离的冷却剂冷却处理器反应器包括通过处理器反应器循环冷却剂。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括：
与从处理器反应器循环的冷却剂交换热量；
存储接收的冷却的冷却剂；及
把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
33.根据权利要求31所述的方法，其中，与冷却剂交换热量包括通过对流使冷却剂冷却。
34.根据权利要求28所述的方法，其中，用冷却剂冷却处理器反应器包括：
检测处理器反应器的一部分的温度，冷却剂通过该处理器反应器循环；和
响应检测温度，调节通过处理器的该部分的冷却剂的供给。
35.根据权利要求28所述的方法，还包括把冷却剂循环到至少一个外部用户。
36.一种设备，包括：
舱室；和
包含在舱室中的燃料处理器，该燃料处理器包括：
处理器反应器；
到处理器反应器的进料；及
冷却剂子系统，能够冷却处理器反应器和舱室的内部。
37.根据权利要求36所述的燃料处理器，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料和对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
38.根据权利要求36所述的燃料处理器，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气及水的混合物。
39.根据权利要求36所述的设备，其中，冷却剂子系统能够接收从处理器反应器循环的冷却剂和与其交换热量以冷却处理器反应器，并且能够从舱室内部到舱室外部循环热量以冷却舱室的内部。
40.根据权利要求39所述的设备，其中，冷却剂子系统包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
41.根据权利要求40所述的设备，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
42.根据权利要求39所述的设备，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油、及乙醇的至少一种。
43.根据权利要求36所述的设备，其中，冷却剂子系统包括冷却器，该冷却器能够接收从处理器反应器循环的冷却剂和与其交换热量，并且能够从舱室内部到舱室外部循环热量。
44.根据权利要求43所述的设备，其中，冷却剂子系统还包括：
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；和泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
45.根据权利要求43所述的设备，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
46.根据权利要求43所述的设备，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和第二鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
47.根据权利要求44所述的设备，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
48.根据权利要求36所述的设备，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，能够接收从处理器反应器循环的冷却剂和与其交换热量；
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；及泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
49.根据权利要求36所述的设备，还包括：
氧化装置，能够加热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
50.根据权利要求36所述的设备，还包括对于至少一个外部用户的连接。
51.根据权利要求50所述的设备，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环。
52.根据权利要求36所述的设备，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在处理器反应器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该处理器反应器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
53.一种动力装置，包括：
舱室；
包含在舱室中的燃料处理器，该燃料处理器包括：
处理器反应器；
到处理器反应器的进料；及
冷却剂子系统，能够冷却处理器反应器和舱室的内部。
燃料电池，包含在舱室中，并且由燃料处理器的处理器反应器产生的重整产品供给动力。
54.根据权利要求53所述的燃料处理器，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料和对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
55.根据权利要求53所述的燃料处理器，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气及水的混合物。
56.根据权利要求53所述的动力装置，其中，冷却剂子系统能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量以冷却处理器反应器，并且能够从舱室内部到舱室外部循环热量以冷却舱室的内部。
57.根据权利要求56所述的动力装置，其中，冷却剂子系统包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
58.根据权利要求57所述的动力装置，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
59.根据权利要求56所述的动力装置，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
60.根据权利要求53所述的动力装置，其中，冷却剂子系统包括冷却器，该冷却器能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量，并且能够从舱室内部到舱室外部循环热量。
61.根据权利要求60所述的动力装置，其中，冷却剂子系统还包括：
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；和
泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
62.根据权利要求60所述的动力装置，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
63.根据权利要求60所述的动力装置，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，能够通过对流冷却热交换器和舱室内部。
64.根据权利要求61所述的动力装置，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
65.根据权利要求53所述的动力装置，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量；
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；及
泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
66.根据权利要求53所述的动力装置，还包括：
氧化装置，能够预热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
67.根据权利要求53所述的动力装置，还包括对于至少一个外部用户的连接。
68.根据权利要求67所述的动力装置，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环。
69.根据权利要求53所述的燃料处理器，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在燃料处理器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该燃料处理器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
70.根据权利要求53所述的动力装置，其中，燃料电池包括聚合物电解质燃料电池。
71.一种用来冷却燃料处理器的方法，包括：
通过燃料处理器的处理器反应器循环冷却剂；和
通过对流冷却循环的流体，该对流也从用于燃料处理器的舱室的内部到外部循环加热的空气。
72.根据权利要求71所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括通过处理器反应器的几个不同部分循环冷却剂。
73.根据权利要求71所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括循环水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
74.根据权利要求71所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括与到处理器反应器的进料相分离地将冷却剂循环通过处理器反应器。
75.根据权利要求71所述的方法，其中，通过对流冷却循环流体包括：
通过热交换器循环冷却剂；和
横过热交换器吹风。
76.根据权利要求75所述的方法，其中，通过对流冷却循环流体包括：
通过第二热交换器循环冷却剂；和
横过第二热交换器吹风。
77.根据权利要求75所述的方法，其中，横过热交换器吹风把加热空气从舱室内部循环到外部。
78.一种用来冷却动力装置的方法，包括：
通过燃料处理器的处理器反应器循环冷却剂；和
通过对流冷却循环流体，该对流也从用于动力装置的舱室的内部到外部循环加热的空气。
79.根据权利要求78所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括通过处理器反应器的几个不同部分循环冷却剂。
80.根据权利要求78所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括循环水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
81.根据权利要求78所述的方法，其中，通过处理器反应器循环冷却剂包括与到处理器反应器的进料相分离地将冷却剂循环通过处理器反应器。
82.根据权利要求78所述的方法，其中，通过对流冷却循环流体包括：
通过热交换器循环冷却剂；和
横过热交换器吹风。
83.根据权利要求82所述的方法，其中，通过对流冷却循环流体包括：
通过第二热交换器循环冷却剂；和
横过第二热交换器吹风。
84.一种燃料处理器，包括：
处理器反应器；
到处理器反应器的进料；
冷却剂子系统，能够通过处理器反应器循环冷却剂；及
对于燃料处理器的至少一个外部用户的连接。
85.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料并对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
86.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气及水的混合物。
87.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量；
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；及
泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
88.根据权利要求87所述的燃料处理器，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，能够冷却热交换器。
89.根据权利要求87所述的燃料处理器，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
90.根据权利要求87所述的燃料处理器，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
91.根据权利要求84所述的燃料处理器，还包括：
氧化装置，能够加热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
92.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，外部用户包括未另与燃料处理器相关联的机械系统。
93.根据权利要求92所述的燃料处理器，其中，机械系统是空调/加热机械系统。
94.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环到外部用户。
95.根据权利要求84所述的燃料处理器，还包括氧化装置，该氧化装置能够预热燃料、水及空气，以产生通过进料引到处理器反应器的过程进料流。
96.根据权利要求84所述的燃料处理器，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在处理器反应器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该处理器反应器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
97.一种动力装置，包括：
燃料处理器，包括：
处理器反应器，产生重整产品；
到处理器反应器的进料；及
冷却剂子系统，能够通过处理器反应器循环冷却剂；及
对于燃料处理器的至少一个外部用户的连接；和
燃料电池，由燃料处理器的处理器反应器产生的重整产品供给动力。
98.根据权利要求97所述的动力装置，其中，处理器反应器至少包括：
第一级，能够接收进料和对其进行自热反应；
第二级，能够从第一级接收进料和从其除去硫；
第三级，能够从第二级接收进料和对其进行第一轮换反应；
第四级，能够从第三级接收进料和对其进行第二轮换反应；及
第五级，能够从第四级接收进料和优选地氧化所接收的进料。
99.根据权利要求97所述的动力装置，其中，到处理器反应器的进料输送燃料、空气及水的混合物。
100.根据权利要求97所述的动力装置，其中，冷却剂子系统包括：
冷却器，能够接收从处理器反应器循环的冷却剂并与其交换热量；
冷却剂存储装置，能够存储从冷却器接收的冷却剂；及
泵，能够把存储的冷却剂抽吸到过程反应器。
101.根据权利要求97所述的动力装置，其中，冷却器包括：
热交换器；和
鼓风机，能够通过对流冷却热交换器。
102.根据权利要求101所述的动力装置，其中，冷却器还包括：
第二热交换器；和
第二鼓风机，能够通过对流冷却第二热交换器。
103.根据权利要求100所述的动力装置，其中，冷却剂包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一种。
104.根据权利要求100所述的动力装置，其中，冷却剂存储装置包括储罐。
105.根据权利要求97所述的动力装置，还包括：
氧化装置，能够预热燃料、水及空气并经由进料把混合物进给到过程反应器；
燃料供给子系统，把燃料提供给氧化装置；
水子系统，能够把水提供给氧化装置；
空气子系统，能够把空气提供给氧化装置。
106.根据权利要求97所述的动力装置，其中，外部用户包括未另与燃料处理器相关联的机械系统。
107.根据权利要求106所述的动力装置，其中，所述机械系统是空调/加热机械系统。
108.根据权利要求97所述的动力装置，其中，所述连接包括出口和进口，冷却剂可以通过该出口和进口循环。
109.根据权利要求97所述的动力装置，其中，冷却剂子系统还包括多个温度控制单元，每个温度控制单元包括：
温度传感器，检测在燃料处理器的一部分中的冷却剂的温度，冷却剂通过该燃料处理器循环；和
执行器，响应在该部分中的检测温度而操作，以调节通过该部分的冷却剂的流量。
110.根据权利要求97所述的动力装置，其中，燃料电池包括聚合物电解质燃料电池。
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