CZ324098A3 - Tepelně zdokonalené kompaktní reformovací zařízení - Google Patents

Tepelně zdokonalené kompaktní reformovací zařízení Download PDF

Info

Publication number
CZ324098A3
CZ324098A3 CZ983240A CZ324098A CZ324098A3 CZ 324098 A3 CZ324098 A3 CZ 324098A3 CZ 983240 A CZ983240 A CZ 983240A CZ 324098 A CZ324098 A CZ 324098A CZ 324098 A3 CZ324098 A3 CZ 324098A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reforming
reactants
plate
reformer
plates
Prior art date
Application number
CZ983240A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael S. Hsu
Ethan D. Hoag
Original Assignee
Ztek Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ztek Corporation filed Critical Ztek Corporation
Publication of CZ324098A3 publication Critical patent/CZ324098A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/8646—Simultaneous elimination of the components
    • B01D53/8653—Simultaneous elimination of the components characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures, e.g. by pyrolysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J15/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00309—Controlling the temperature by indirect heat exchange with two or more reactions in heat exchange with each other, such as an endothermic reaction in heat exchange with an exothermic reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/021—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles comprising a plurality of beds with flow of reactants in parallel
    • B01J2208/022—Plate-type reactors filled with granular catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2458—Flat plates, i.e. plates which are not corrugated or otherwise structured, e.g. plates with cylindrical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2465—Two reactions in indirect heat exchange with each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2467—Additional heat exchange means, e.g. electric resistance heaters, coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2479—Catalysts coated on the surface of plates or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2482—Catalytically active foils; Plates having catalytically activity on their own
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2485—Metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2487—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2492—Assembling means
    • B01J2219/2493—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0238—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a carbon dioxide reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0833—Heating by indirect heat exchange with hot fluids, other than combustion gases, product gases or non-combustive exothermic reaction product gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1035—Catalyst coated on equipment surfaces, e.g. reactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276—Mixing of different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
    • H01M2300/0077—Ion conductive at high temperature based on zirconium oxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká reformovacích zařízení, a zejména se týká reformovacího zařízení, které reformuje palivo na druh paliva vhodný pro použití v elektrochemických konvertorech. Zejména se pak vynález týká deskovítého reformovacího zařízení, které je vhodné bud pro parní reformování nebo pro reformování částečnou oxidací.
Dosavadní stav techniky
Použití běžných uhlovodíkových paliv jako reaktantú pro palivové články je v současnosti známo. Uhlovodíková paliva jsou obvykle před příchodem do elektrochemického konvertoru předem zpracována a reformována na jednodušší reaktanty. Běžně je palivo, aby se získala jeho dostatečná zásoba, předem zpracováno tak, že uhlovodíková paliva procházejí nejprve odsiřovací jednotkou, pak reformovacím zařízením a nakonec konverzním reaktorem (jen u palivových článků pracujících s HJ .
Známá parní reformovací zařízení, která jsou nyní ve velkém měřítku komerčně používána, zahrnují reformovací úsek tvořený katalytickým materiálem, který podporuje reformovací reakce, a hořák dodávající teplo pro endotermickou reformovací reakci. Zdroj páry je obvykle spojen s reformovacím úsekem. Hořák pracuje obvykle při teplotách nad teplotou vyžadovanou reformovací reakcí a určitě nad pracovními teplotami běžných palivových článků, např. pevných oxidačních palivových článků. V důsledku toho musí hořák pracovat jako samostatná jednotka nezávislá na palivovém článku, a jako takový představuje podstatné zvětšení nákladů a složitosti celého energetického • · • · « · systému. Navíc, hořák není zvlášt upraven pro využívání odpadního tepla obecně dostupného z palivového článku. Dále, spotřeba paliva, které hořák spotřebuje navíc, omezuje celkovou účinnost energetické soustavy.
Známé trubicovité reformovací zařízení je tvořeno množstvím trubic, které jsou vyrobeny ze žáruvzdorných kovových slitin. Každá taková trubice obsahuje zabalený granulovaný nebo peletovaný materiál, mající jako povrchový povlak vhodný reformovací katalyzátor. Průměr trubice se obvykle pohybuje v rozmezí od 9 cm do 16 cm, a vyhřívaná délka trubice je obvykle v rozmezí od 6 m do 12 m. Spalovací oblast je vytvořena vně trubic a je obvykle tvořena hořákem. Teplota povrchu trubice je hořákem udržována kolem 900°C tak, aby se zajistilo, že uhlovodíkové palivo, proudící uvnitř trubice, je vhodně katalyzováno párou o teplotě mezi 500°C a 700°C. Běžné trubicovité reformovací zařízení je založeno na vedení a proudění tepla v trubici, kterým je teplo pro reformovací proces v trubici rozváděno.
Deskovitá reformovací zařízení jsou ze stavu techniky rovněž známa. Příkladem je zařízení zobrazené a popsané v US patentu č. 5 015 444 (Koga a kol.) . Zde popsané zařízení má vytvořeny ploché úzké prostory pro proud směsi paliva a páry a paliva a vzduchu. Spalování proudu paliva a vzduchu v těchto prostorech vytváří teplo pro reformování proudu směsi paliva a páry. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že reformovací zařízení je závislé na přestupu tepla, které podporuje proces reformování paliva, mezi sousedními plochými úzkými prostory.
US patent Č. 5 470 670 (Yamamoto a kol.) popisuje integrovanou strukturu palivového článku a reformovacího zařízení, která má střídající se vrstvy palivových článků a reformovacích desek. K přestupu tepla z exotermického palivového článku do endotermického reformovacího zařízení zde dochází přes tlouštku dělících desek. Nevýhodou této konstrukce je obtížnost dosažení rovnoměrné teploty v této struktuře, která je u konstrukcí kompaktních a účinných chemických a elektrochemických zařízení zásadní. Tato struktura palivového r*· 0000 · ♦ 00 ·0 Β φ * ·· 0 0 · 0 0 · B · 0 · ·0·0
- # · 0 000000 0 <0 ♦ · ·00 ···· 0 ·00 000 0· ·· článku a reformovacího zařízení vyžaduje také složité a nešikovné potrubí spojující proudy reaktantů mezi prostřídanými vrstvami palivových článků a reformovacími vrstvami.
Elektrochemické konvertory, jako jsou palivové články, byly známy jako systémy pro převádění chemické energie získané ze zásoby paliva přímo na elektrickou energii s využitím elektrochemické reakce. Jedním typem palivového článku používaným obvykle v energetických systémech je pevný oxidační palivový článek. Pevný oxidační palivový článek generuje elektřinu a uvolňuje teplo při teplotě kolem 1000°C.
Běžný palivový článek sestává vpodstatě ze série elektrolytických jednotek, k nimž jsou připojeny palivové a okysličovací elektrody, a z podobné série propojovacích prostředků umístěných mezi elektrolytickými jednotkami a vytvářejících sériová elektrická spojení. Elektřina je generována mezi elektrodami v elektrolytu elektrolytickou reakcí, která je spuštěna poté, co je palivo, např. vodík, přivedeno na palivovou elektrodu, a poté, co je okysličovadlo, např. kyslík, přivedeno na okysličovací elektrodu.
Elektrolytem je obvykle iontový vodič mající nízký iontový odpor a tím umožňující při provozních podmínkách konvertoru přenos iontů z jednoho rozhraní elektroda-elektrolyt na protilehlé rozhraní elektroda-elektrolyt. Elektrický proud pak může být odebírán z propojovacích desek.
Běžné pevné oxidační palivové články zahrnují, kromě znaků výše uvedených, rovněž porézní materiál palivové a okysličovací elektrody, umístěný na opačných stranách elektrolytu. Elektrolytem je zde obvykle kyslíkové ionty vodící materiál, jako je stabilizované zirkonium. Okysličovací elektrodou, která je obvykle udržována v oxidační atmosféře, je obvykle perovskit s vysokou elektrickou vodivostí, jako je stronciem dotovaný lanthan manganit (LaMnO3(Sr). Palivová elektroda je obvykle udržována v na palivo bohaté nebo redukční atmosféře a je jí obvykle cermet, jako zirkonium-nikl (ZrO2/Ni) . Propojovací deska pevného oxidačního palivového r
♦ · · · článku je obvykle vyrobena z elektricky vodivého materiálu, který je stabilní jak v oxidační, tak i v redukční atmosféře.
Stále však existuje potřeba vytvořit zařízení, které by pro reformování využívalo odpadního tepla vznikajícího v palivovém článku, zejména existuje potřeba použít reformovací zařízení v těsném spojení s elektrochemickým konvertorem.
Vynález bude v následující části popsán v souvislosti s jeho určitými výhodnými provedeními. Je však zcela zřejmé, že odborník v této oblasti techniky může vytvořit různé obměny a modifikace těchto provedení bez toho, že by překročil rozsah tohoto vynálezu.
Podstata vynálezu
Vynález si klade za cíl vytvořit deskovité reformovací zařízení, které charakteristiky a provozně tepelné tepelné propojení týká deskovitého jako parní bude mít vynikající bude umožňovat účinné s palivovým článkem. Vynález se dále reformovacího zařízení, které může pracovat bud reformovací zařízení, nebo jako částečně oxidační reformovací zařízení. Pracuje-li jako parní reformovací zařízení, přijímá teplo ze zdroje, jako je palivový článek, a přijímá páru ze zdroje, jako je výfuk palivového článku. Pára může být přiváděna externě z jakéhokoliv běžného zdroje, jako je parní kotel, nebo může být do reformovacího zařízení přiváděna sběracím potrubím výfuku běžného palivového článku. Tepelným zdrojem může být rovněž spalovací reaktor. Pracuje-li jako částečně oxidační reformovací zařízení, spaluje relativně malou část, např. kolem 25 %, vstupujícího plynného reaktantů pro vytvoření tepla určeného pro endotermickou reformovací reakci. Reformovací zařízení je výhodně schopno činnosti při autotermálně vyvážených podmínkách, další tepelné zdroje, ani přívod páry pracovat při částečně oxidačních podmínkách, kdy je schopno využívat odpadní teplo z palivového článku.
které nevyžadují žádné Zařízení je dále schopno ····
• · * • · r · ·
J · * • · · · 4
Dalším cílem tohoto vynálezu, je vytvořit reformovací zařízení deskovitého typu, v němž je katalyzátor v dokonalém tepelném kontaktu s tepelně vodivými deskami orientovanými, např. podélně, ve směru proudění plynu tak, aby průměrná teplota v rovině desky byla udržována na úrovni umožňující účinnou reformovací reakci, a zároveň eliminaci nebo snížení vzniku horkých míst, které by byly na újmu katalyzátoru nebo strukturnímu materiálu reformovacího zařízení. Pojem v rovině zde znamená v rovině povrchu nebo strany tepelně vodivé desky.
Ještě dalším cílem vynálezu je vytvořit reformovací zařízení deskovitého typu, které je schopno využívat odpadní teplo vytvářené palivovým článkem pro endotermické reakce bud při reformování párou nebo při reformování částečnou oxidací.
Dalším cílem tohoto vynálezu je pak vytvořit reformovací zařízení deskovitého typu, které předehřívá vstupující reaktanty na teplotu vhodnou pro reformování.
Ještě dalším cílem vynálezu je vytvořit reformovací zařízení deskovitého typu, u něhož budou vytvořena několikanásobná vstupní potrubí tak, aby reaktanty mohly být do reformovacího zařízení přiváděny odděleně, a aby mohly být důkladně smíseny v reformovacím zařízení před dosažením oxidačního úseku a reformovacího úseku reformovacího zařízení.
Reformovací zařízení podle tohoto vynálezu využívá tepelná zdokonalení, která účinně podporují reformování paliva. Reformovací zařízení zahrnuje rovinné uspořádání katalyzátoru zahrnující tepelně vodivé desky. Tento znak značně zlepšuje tepelné charakteristiky reformovacího zařízení a má za výsledek relativně kompaktní uspořádání celého reformovacího zařízení. Reformovací zařízení může být, pro účinné reformování uhlovodíkového paliva a pro generování elektřiny, tepelně a fyzicky integrováno s elektrochemickým konvertorem.
Vynález překonává nevýhody běžných reformovacích zařízení související s jejich velikostí použitím uvedených účinných způsobů přestupu tepla pro dosažení rovnoměrnosti teploty (vytvoření izotermických ploch) a energetické rovnováhy v soustavě. Tato rovnoměrná teplota snižuje množství reformovací látky nezbytné pro reformování vstupujících reaktantu. Navíc tepelná energie vyžadovaná endotermickýmí reformovacími reakcemi je čerpána z odpadního tepla tepelně integrovaného elektrochemického konvertoru. Například, při normálních pracovních podmínkách generuje konvertor přebytečné nebo odpadní teplo, které je podle vynálezu použito pro udržení pracovní teploty, která je rovna teplotě požadované pro reformování {v rozsahu mezi asi 500°C a 700°C). Kompaktnost a jednoduchost přívodních potrubí jsou základem pro vytvoření konstrukce ekonomického reformovacího zařízení a pro jeho integraci do soustavy.
Další obecné a zvláštní cíle tohoto vynálezu budou zřejmé z výkresů a z následujícího popisu vynálezu.
Přehled obrázků na výkresech
Výše uvedené a ještě další cíle, znaky a výhody tohoto vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu a z přiložených výkresů, na nichž stejné vztahové značky označují stejné součásti na všech výkresech. Přiložené výkresy znázorňují principy vynálezu a, i když ne v měřítku, zobrazují vzájemné rozměry.
Obr. i zobrazuje v řezu jedno provedení externího reformovacího zařízení pro reformování paliva podle tohoto vynálezu;
Obr. 2A až Obr. 2C zobrazují v řezu různá provedení katalytických a reformováních desek z Obr. l;
Obr. 3 je izometrický pohled na sestavený elektrochemický konvertor s vnitřním reformováním;
Obr. 4 je podrobnější izometrický pohled na elektrolytickou část a na propojovací část elektrochemického konvertoru umožňujícího vnitřní reformování;
v · fe · · · ·· · · ♦·· ···· ♦ «· *·· ·· ··
Obr. 5 je pohled v řezu na elektrolytickou část a na propojovací část podle tohoto vynálezu, znázorňující průtok reaktantů; a
Obr. 6 je grafickým znázorněním toho, jak propojovací desky zajišťují přenos tepla mezi endotermickým reformovacím pásem a exotermickým spalovacím pásem a pásem exotermického palivového článku, což má za výsledek vznik izotermických podmínek v rovině desky.
Příklady provedení vynálezu
Obr. l zobrazuje v řezu reformovací zařízení 10 podle tohoto vynálezu. Reformovací zařízení 10 zahrnuje množství tepelně vodivých desek 12 a množství reformovacích desek 14, které jsou střídavě naskládány do stohu tak, že vytvářejí stohoví tou reformovací strukturu 13., která směřuje podél osy
28. Reformovací zařízení 10 dále zahrnuje tekutinové potrubí 16, které je v tekutinovém propojení s vnitřními částmi 12A, 14A desek 12, 14. Reformovací zařízení 10 je výhodně uzavřeno v plynotěsném plášti nebo pouzdru 20 . Zobrazené reformovací zařízení lze použít pro parní reformování i pro oxidační reformování. Teplo nezbytné pro proces reformování může být do reformovacího zařízení 10 dodáváno vnitřně částečnou oxidací uhlovodíkového paliva, nebo může být dodáváno externě ze vzdáleného zdroje tepla, jak je na výkrese znázorněno vlnovkami 26. sáláním, vedením, nebo prouděním.
Reaktant, který má být reformovacím zařízením 10 reformován, je přiváděn do zařízení axiálním tekutinovým potrubím 16 . Uvedený reaktant výhodně zahrnuje směs uhlovodíkového paliva a reformovacího činidla, jako je vzduch, kyslík, voda nebo CO?. Tato směs je smísena bud před vstupem do potrubí 16. nebo až v reformovacím zařízení. Zobrazené reformovací zařízení 10 zahrnuje alespoň jedno potrubí, které dodává směs paliva a reformovacího činidla do zařízení, a nezahrnuje tedy samostatné vstupní potrubí pro každou plynnou ►
složku. Přivádění předem smíšených reaktantů do reformovacího zařízení 10 je základem jeho relativně jednoduché konstrukce.
Směs 22 reaktantů je do axiálního potrubí 16 přiváděna jakýmikoliv vhodnými prostředky, jako jsou tekutinová potrubí. Směs 22 do vnitřních částí reformovacího zařízení vstupuje přes kanálky 24 . které jsou vytvořeny mezi sousedícími vodivými deskami 12. a reformovacími deskami 14. Kanálky 24 mohou zahrnovat jakékoliv vroubkování nebo výčnělky v povrchu desek, které mohou být vytvořeny ražením, a které vytvářejí vpodstatě kontinuální tekutinové kanálky, které se táhnou od axiálního potrubí 16 k vnější obvodové ploše 13A stohovité reformovací struktury 13 Kanálky mohou být také vytvořeny tak, že se použijí vodivé a reformovací desky, které jsou vyrobeny z porézního materiálu, nebo které mají reformovací katalytický materiál vytvořen jako povlak na tomto porézním materiálu. Takto je umožněn průchod reaktantů reformovacím zařízením.
Příklady různých uspořádání a konfigurací desek jsou znázorněny na Obr. 2A až Obr. 2C. Obr. 2A zobrazuje stohovité uspořádání reformovacích desek 14 a vodivých desek 12. Reformovací desky 14 jsou výhodně opatřeny reformovacím katalytickým materiálem 36 . který se dotýká vodivé desky 12 . Zobrazená vodivá deska 12 je opatřena reliéfem, který vytváří průtočné kanálky pro reaktant. Směs 22 je přivedena do axiálního potrubí 16 a vstupuje do těchto kanálků. Stohovítou strukturu reformovacího zařízení opouští na jejích obvodových okraj ích,
Katalytický materiál reformovacího zařízení může být tvořen pevným nebo porézním materiálem. Obr. 2B zobrazuje proudění směsi reformovacím zařízením 10, které používá porézní reformovací materiál. Použití porézního reformovacího materiálu u zobrazeného reformovacího zařízení redukuje požadavky na vytvoření ražených kanálků.
U dalšího provedení, které je zobrazeno na Obr. 2C, zahrnuje reformovací zařízení 10 množství do stohu naskládaných desek 38., nebo prostou sloupcoví tou strukturu, která je tvořena složením tepelně vodivého materiálu a reformovacího materiálu.
··«·
Tato složená deska 38 může být vytvořena rozptýlením vhodného reformovacího materiálu do směsi s vhodným tepelně vodivým materiálem. Výsledná stohovítá struktura funguje vpodstatě stejně jako výše popsaná stohovitá reformovací struktura 13.
zobrazená na Obr. 1, Obr. 2A a Obr. 2B.
Odborníci v této oblasti techniky zjistí, že existují další provedení reformovacího zařízení 10. jako je to, kde reformovací desky 14 jsou tvořeny porézním materiálem a mají na sobě umístěn reformovací materiál, nebo tento materiál tvoří povlak porézního materiálu. Použití porézních materiálů je jednou z výhod tohoto externího reformovacího zařízení, nebot snižuje požadavky na plynotěsnost reformovací soustavy bez snížení její účinnosti.
Směs reaktantů je ve stohovité reformovací struktuře 13 reformována při průchodu kanálky a nad nebo skrz reformovací deskou 14. Katalytický materiál přiřazený k reformovacím deskám 14 podporuje reformování uhlovodíkového paliva na jednodušší reakční látky. Proud směsi reaktantů přicházející do potrubí 16 může obsahovat jako příměs k uhlovodíkovému palivu H20, 02 a CO2. Příkladně metan {CHj může být katalyticky reformován na směs vodíku, vody, oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého.
Jestliže reformovací zařízení pracuje jako parní reformovací zařízení, přijímá směs plynných reaktantů obsahující zemní plyn (nebo metan) a páru. Katalyzátor parního reformování je umístěn na reformovací desce v obvodovém pásu. Tepelná energie pro reformovací reakci je výhodně vedena z plynotěsného pouzdra vodivými deskami 12 radiálně dovnitř. Tlouštka a tepelná vodivost vodivých desek 12 je volena tak, aby zajistila dostatečný tepelný tok v radiálním směru (nebo v rovině) dodávající teplo pro endotermickou reformovací reakci. Vodivá deska může dále obsahovat integrální výstupek, který vyčnívá do axiálního potrubí 16 a předehřívá přicházející reaktanty, jak bude podrobněji popsáno dále.
Jestliže reformovací zařízení pracuje jako částečně oxidační reformovací zařízení, přijímá plynnou směs reaktantů obsahující zemní plyn (nebo metan) a vzduch nebo kyslík. Jeden ►
• 9 · · 9 • 9 · • 9 9
9 9 · 9
9 9
99 nebo více typů reformovacího katalytického materiálu může být na reformovací desce rozloženo v obvodových pásech. Deska může obsahovat vnější pás, který obsahuje spalovací katalyzátor 92 a radiálně vnější pás 90 . který obsahuje katalyzátor podporující reformování metanu vodní párou {parní reformování}, nebo oxidem uhelnatým. Tepelná energie pro tyto endotermické reformovací reakce je vedena radiálně od spalovacího pásu do ref ormovacího pásu tepelně vodivou deskou 12.· Katalyzátory pro další reakce, jako jsou běžné konverzní reakce, které převádějí CO za přítomnosti HaO na H2 a CO2, mohou být rovněž zahrnuty. Tloušťka a tepelná vodivost tepelně vodivých desek 12 je i zde zvolena tak, aby zajistila dostatečný tepelný tok v radiálním směru mezi vnitřním spalovacím pásem a vnějším reformovacím pásem a aby tudíž přiváděla tepelnou energii pro endotermické reformovací reakce. Vodivé desky 12 zajišťují také dostatečný tepelný tok ze spalovacího pásu v radiálním směru pro předehřívání reaktantů přicházejících na vstup kanálků 24, a to na teplotu blízkou pracovním teplotám, například alespoň na teplotu kolem 300°C. Tepelná energie je do reformovacího zařízení 10 výhodně přenášena z externího zdroje přes plynotěsné pouzdro 20.
Zobrazené reformovací zařízení 10 může být použito pro reformování reaktantů jako jsou alkany {parafinické uhlovodíky), uhlovodíky vázané na alkoholy (hydroxyly), uhlovodíky vázané na karboxyly, uhlovodíky vázané na karbonyly, uhlovodíky vázané na alkeny (ol42finické uhlovodíky) , uhlovodíky vázané na étery, uhlovodíky vázané na esteruhlovodíky vázané na aminy, uhlovodíky vázané na aromatické deriváty a uhlovodíky vázané na další organoderiváty.
Pásy reformovacího materiálu reformovacího zařízení 10 mohou být umístěny a smíseny v různých poměrech tak, aby se maximalizovala výroba reformovaného plynu.
Reformovací deska 14 může být tvořena jakýmkoliv vhodným reformovacím katalytickým materiálem, který pracuje při teplotách v rozmezí od asi 200°C do asi 800°C. Příklady typů materiálu, který může být použit zahrnují platinu, chrom, oxid • fe ···· chrómu, nikl, oxid niklu, sloučeniny obsahující nikl, a jiné vhodné přechodové kovy a jejich oxidy. Reformovací deska 14 muže dále zahrnovat keramickou nosnou desku, která je povlečena reformovacím materiálem, jak je to zobrazeno na Obr. 2A a Obr. 2B. Reformovací deska 14 podle tohoto vynálezu může také zahrnovat jakoukoliv několikavrstevnou deskovitou strukturu, která obsahuje vhodný reformovací katalyzátor podporující reformování uhlovodíkového paliva na vhodné reakční látky.
Tepelně vodivá deska 12 může být tvořena jakýmkoliv vhodným tepelně vodivým materiálem, včetně kovu jako je hliník, měď, železo, ocelové slitiny, nikl, slitiny niklu, chrom, slitiny chrómu, platina a nekovy, jako je karbid křemíku a jiné kompozitní materiály. Tloušťka vodivé desky 12 může být zvolena tak, aby udržovala minimální teplotní gradient v rovině desky 12 a tím vytvářela izotermickou oblast pro optimální reformovací reakci a zmenšovala tepelné namáhání v reformovacích deskách 14. Vodívá deska 12 vytváří výhodně vpodstatě izotermické podmínky v rovině každé desky 12. Izotermická plocha tvořená vodivou deskou 12 zvyšuje účinnost celého reformovacího procesu vytvořením vpodstatě rovnoměrné teploty a dodáváním tepla pro reformování na povrch desky.
Vodivé desky navíc vytvářejí izotermické podmínky podél osy stohu (podél vnější obvodové plochy stohovíté reformovací struktury 13.} stejnoměrným rozdělováním směsi reaktantu do kanálků po celé délce stohu. Toto uspořádání zlepšuje tepelné charakteristiky reformovacího zařízení a celkově zlepšuje provoz soustavy. Pojem izotermické podmínky nebo oblasti je míněn jako vpodstatě konstantní teplota, která se mění pouze mírně v axiálním směru nebo ve směru roviny desky. Podle tohoto vynálezu se očekává změna teploty kolem 50°C.
Reformované palivo nebo reakční látky jsou odváděny v celé obvodové části 13A stohoví té reformovací struktury 13. jak je to znázorněno šipkami 30 . Obvodové odvádění reakčních látek, například reformovaného paliva, umožňuje relativně snadné shromažďování reaktantů. Odváděná tekutá média jsou pak jímána plynotěsným pouzdrem 2 0 a odtud odváděna výstupním
potrubím 3.2 . Plynotěsné pouzdro 20 tak slouží jako obvodové sběrné potrubí.
U alternativního provedení může být směs 22 reaktantů přiváděna do obvodového rozváděcího potrubí tvořeného pouzdrem 20 a pak do stohovité reformovací struktury 13 po jejím obvodovém okraji. Reaktant zde proudí radiálně dovnitř přes reformovací a tepelně vodivé desky 14. 12. a je odváděn axiálním potrubím 16.
Schopnost zařízení odvádět reformovanou směs v alespoň podstatné části obvodu stohu, a výhodně pak z téměř celého jeho obvodu, zajistí, že obvodová plocha nemusí mít plynové těsnění nebo izolační materiál. Z tohoto důvodu má externí reformovací zařízení 10 podle tohoto vynálezu kompaktní a jednoduchou konstrukci.
Plynotěsné pouzdro 20 je výhodně tvořeno tepelně vodivým materiálem jako je kov. u zobrazeného provedení plynotěsné pouzdro 20 přijímá zářením tepelnou energii z externího zdroje tepla a dále tuto tepelnou energii zářením přenáší do stohovité reformovací struktury 13 . a tím do vodivých desek 12. Tepelně vodivé desky 12 teplo vedením přenášejí z vnější obvodové plochy 13A stohovité struktury 13 dovnitř směrem k axiálnímu potrubí 16 s reaktantem.
U dalšího provedení vynálezu dosedá vnější plocha reformovací struktury na vnitřní plochu plynotěsného pouzdra, které slouží k přenosu tepelné energie vedením do tepelně vodivých desek.
Plynotěsné pouzdro válcovitého tvaru je zejména vhodné pro reformovací provoz při zvýšeném tlaku. Tlak v nádobě se výhodně pohybuje v rozmezí mezi okolním tlakem a 5 MPa.
Způsob pro dosažení rovnoměrného rozdělení axiálního proudu reaktantů je následující. Kanálky 24 pro průchod reaktantů jsou zkonstruovány tak, aby se zajistilo, že celkový pokles hydrodynamického tlaku reaktantů v těchto kanálcích bude podstatně větší, nebo bude převažovat nad poklesem hydrodynamického tlaku reaktantů v axiálním potrubí 16 . Odpor • · proti proudění v kanálcích 24 je tedy podstatně větší než odpor proti proudění v axiálním potrubí 16.. U výhodného provedení je hydrodynamický tlak reaktantu v kanálcích 24 asi desetkrát větší než hydrodynamický tlak reaktantu v axiálním potrubí 16 . Tento tlakový rozdíl zajišťuje axiální a azimutální rozdělení reaktantu po délce axiálního potrubí 16 a kanálků 24. a zejména od horní části ke dnu reformovací struktury 13. Stejnoměrné rozdělení proudu zajišťuje rovnoměrné tepelné podmínky podél osy reformovacího zařízení 10.
U výhodného provedení vynálezu je stohovítá reformovací struktura 13 sloupcovitou strukturou, kde desky mají průměr mezi asi 2.5^mm a 50β mm, tloušťku mezi asi 0,05 mm a asi 5 mm. Pojem sloupcovítý je zde použit s cílem popsat různé geometrické struktury, které jsou navršeny ve směru podélné osy a mají alespoň jedno vnitřní potrubí pro reaktant, které slouží jako přívodní potrubí pro směs reaktantú.
Odborníkům v této oblasti je zřejmé, že mohou být použita i jiná geometrická uspořádání, jako jsou pravoúhlé tvary s vnitřními nebo vnějšími potrubími. Desky mající pravoúhlé uspořádání mohou být uloženy do stohu a propojeny vnějšími potrubími pro přívod a odvádění reaktantu a výsledných reformovaných látek.
Relativně malé rozměry desek 12, 14 reformovacího zařízení 10 tvoří kompaktní reformovací zařízení deskovitého typu, které reformuje uhlovodíkové palivo na vhodné reakční látky, a které je snadno integrovatelné se stávajícími energetickými soustavami. Zobrazené reformovací zařízení lze tepelně integrovat s elektrochemickým konvertorem, jako je pevný oxidační palivový článek. Při zvláštním použití, kde je reformované palivo přiváděno do palivového článku, je požadované reakční teplo dodáváno odpadním teplem vytvořeným palivovým článkem.
U jiného provedení tohoto vynálezu může reformovací struktura z Obr. i pracovat také jako deskovitý hořák. Uhlovodíkové palivo může být oxidováno za přítomnosti vzduchu nebo jiného okysličovadla s, nebo bez, vhodného katalytického ϊ
• Φ φ**>
<· * > · φ <
» · »· *· * ♦ « * Φ <
*Φ ΦΦ materiálu. Hořákové provedení tohoto vynálezu zahrnuje vodivé desky 12 a katalytické desky 14, které jsou prostřídané uloženy do stohu tak, jak bylo výše popsáno v souvislosti s reformovacím zařízením z Obr. 1. Hořák může využívat vstupní potrubí 16 pro přívod vstupujícího reaktantů do hořáku. Vstupující reaktanty mohou zahrnovat uhlovodíkové palivo a okysličovadlo, jako je vzduch. Uhlovodíkové palivo a okysličovadlo může být do hořáku přiváděno odděleně, nebo může být předem smíseno. Příkladně, při použití vpodstatě plynotěsných materiálů pro vytvoření desek 12./ 14 , jsou reaktanty smíseny bud před vstupem do hořáku, nebo ve vstupním potrubí. Naopak, když jsou desky 12, 14 vyrobeny z porézního materiálu, mohou být reaktanty přiváděny odděleně. Reaktanty procházejí porézním materiálem desek 12, 14 a mísí se s dalším reaktantem v kanálcích. Spálený nebo okysličený reaktant je pak odváděn na obvodu hořáku. Okysličený reaktant nebo výsledné látky zahrnují CO2, H20 a jiné stabilní spaliny v závislosti na druhu paliva.
Vodivá deska hořáku je identická s vodivou deskou reformovacího zařízení. Pracuje tak, že ve své rovině přenáší vedením teplo tak, že se vytvoří izotermická plocha. Tloušťka vodivé desky je přitom zvolena tak, aby v rovině desky udržovala minimální teplotní gradient. Ten zajistí vytvoření izotermické oblasti, kterou se dosáhne optimální spalovací reakce, produkující redukovaný NOx (jestliže je jako okysličovadlo použit vzduch} a také zmenšení tepelného napětí v katalytických deskách 14.
izotermické podmínky lze dále udržovat rovnoměrnou distribucí reaktantů podél osy stohu. Tím lze zabránit vzniku studených a horkých míst ve stohu a zlepšit tak celkovou tepelnou charakteristiku hořáku a celkově zdokonalit jeho provoz.
Zobrazený hořák dále zahrnuje průtočné kanálky 24 pro reaktant, stejně jako tomu bylo u výše popsaného reformovacího zařízení j_0. Průtočné kanálky 24 jsou vytvořeny tak, že zajišťují, aby celkový pokles hydrodynamického tlaku reaktantů fr* *··» * * frfr frfr frfr fr frfrfrfr «frfrfr • · · · frfr frfr • · · « frfr ·· · · • · frfr frfrfr frfrfrfr fr frfrfr frfrfr fr* frfr v těchto kanálcích 24 byl podstatně větší než pokles hydrodynamického tlaku reaktantů v axiálním potrubí 16. Hydrodynamický odpor kanálků 24 je podstatně větší než hydrodynamický odpor v axiálním potrubí 16 Tento rozdíl tlaků zajišťuje rovnoměrnou axiální a azimutální distribuci reaktantů po axiální délce hořáku.
Okysličený reaktant může být odváděn v obvodové části hořáku. Tekuté spaliny mohou být zadržovány v plynotěsném pouzdru 20., které hořák obklopuje.
U alternativního provedení může hořák zahrnovat množství do stohu uložených desek, které jsou tvořeny kompozitem z tepelně vodivého materiálu a katalytického materiálu. Takovou kompozitní desku lze vyrobit rozptýlením vhodného tepelně vodivého materiálu do směsi s vhodným katalytickým materiálem, výsledná stohovitá struktura pracuje vpodstatě stejně jako stohovitá reformovací struktura 13 zobrazená na Obr. 1 a popsaná v předchozí části.
U alternativního provedení vynálezu může hořák zahrnovat válcovitý sloupec, který je vytvořen z kompozitu tepelně vodivého materiálu a katalytického materiálu vyrobeného smísením vhodného tepelně vodivého materiálu do směsi s vhodným katalytickým materiálem. Výsledná struktura pracuje vpodstatě stejně jako stohovitá reformovací struktura 13 zobrazená na Obr. 1.
všechny ostatní výše uváděné znaky týkaj ící se reformovacího zařízení se stejným způsobem vztahují i na hořák.
Obr. 3 zobrazuje izometrický pohled na reformovací zařízení vnitřně začleněné do elektrochemického konvertoru podle výhodného provedení tohoto vynálezu. Elektrochemický konvertor 40 s vnitřním reformováním obsahuje prostřídané naskládané vrstvy elektrolytických desek 50 a propojovacích desek 60. Propojovací deska je obvykle dobrým tepelným a elektrickým vodičem. Otvory vytvořené v této struktuře tvoří potrubí pro plynné palivo a okysličovadlo, tj . pro vstupní reaktanty. Průtočné kanálky pro reaktanty, vytvořené
4 4 • 4 4 4 · · «44 4 «
4 4 v propojovacích deskách (Obr. 4), umožňují rozvádění a shromažďování těchto plynů.
Desky 50 , 60 elektrochemického konvertoru 40 s vnitřním reformováním jsou drženy pod tlakem sestavou 42 pružiny a spojovací tyče. Sestava 42 zahrnuje tyčovitý prvek 44 uložený ve středovém potrubí 47 , jak je zobrazeno na Obr. 4, který zahrnuje montážní matku 44A. Dvojice koncových desek 46 upevněných na každém konci elektrochemického konvertoru 40 s vnitřním reformováním zajišťuje rovnoměrné sevření stohu prostřídaných propojovacích a elektrolytických desek 50, 60, udržuje elektrický kontakt mezi deskami a vytváří plynové těsnění na příslušných místech sestavy.
Obr. 3 až Obr. 5 zobrazují základní palivový Článek elektrochemického konvertoru 40, který obsahuje elektrolytickou desku 50 a propojovací desku 6 0 U jednoho provedení může být elektrolytická deska 50 vyrobena z keramického materiálu, jako je stabilizovaná sloučenina zirkonia ZrO2(Y2O3), vodiče kyslíkových iontů, porézního materiálu 50A oxidační elektrody a porézního materiálu SOB palivové elektrody, které jsou na něm umístěny. Příkladným materiálem oxidační elektrody je perovskit, jako je LaMnO3(Sr) . Příkladem materiálů pro palivovou elektrodu jsou cermety, jako je ZrO2/Ni a ZrO2/NiO.
Propojovací deska 60 je výhodně vyrobena z elektricky a tepelně vodivého materiálu. Mezi materiály vhodné pro výrobu těchto propojovacích desek patří kovy jako hliník, měd, železo, ocelové slitiny, nikl, slitiny niklu, chrom, slitiny chrómu, platina, slitiny platiny a nekovy jako karbid křemíku, La(Mn)CrO3 a jiné elektricky vodivé materiály. Propojovací deska 6 0 slouží jako elektrický vodič mezi sousedícími elektrolytickými deskami a jako přepážka mezi palivem a okysličovadlem. Navíc, propojovací deska 60 přenáší vedením teplo v rovině (tedy po ploše) desky a vytváří tak izotermickou plochu, jak bude popsáno podrobněji dále. Jak je nejlépe vidět na Obr. 4, má propojovací deska 60 středový otvor 62 a sadu středních, radiálně směrem ven s odstupem vytvořených, otvorů • · • · · *
64. Třetí vnější sada otvorů 66 je umístěna podél vnější válcovité části nebo po obvodu desky 60.
Propojovací deska 60 může mít povrch s texturou. Povrch 6OA s texturou má na sobě 'výhodně vytvořenu skupinu důlků, které jsou vytvořeny známou technikou raženi, a které tvoří skupinu propojovacích průtočných kanálků pro reaktant. Výhodné je, když obě strany propojovací desky 60. mají důlkovaný povrch. Ačkoliv sada středních a sada vnějších otvorů 64 a 66 je zobrazena tak, že má určitý počet otvorů, je odborníkům v této oblasti zřejmé, že lze použít jakýkoliv počet otvorů a jakýkoliv vzor jejich rozmístění v závislosti na soustavě, na požadovaném průtoku reaktantů a na potrubí.
Podobně elektrolytická deska 50 má vytvořen středový otvor 52 a sady středních a vnějších otvorů 54 a 56., které jsou vytvořeny v místech komplementárních k otvorům 62. 64 a 66. vytvořených v propojovací desce 60.
Jak je vidět na Obr. 4, může být mezi elektrolytickou deskou 50 a propojovací deskou 60 vložen průtok reaktantů regulující prvek 80 Prvek 80 regulující průtok slouží jako impedance mezi deskami 50., 6 0. která brání průtoku reaktantů v průtočných kanálcích. Průtok regulující prvek 80 tak zajišťuje větší stejnoměrnost proudění. Výhodným průtok regulujícím prvkem je drátěná síťovina nebo síto, avšak použít lze jakýkoliv prostředek, který bude sloužit k omezení proudění reaktantů na zvolenou a stanovitelnou hodnotu.
Elekto lytické desky 50 (viz Obr. 4) a propojovací desky 60. jsou střídavě naskládány do stohu tak, že jejich odpovídající si otvory jsou vzájemně vyrovnány. Otvory vytvářejí axiální (vzhledem ke stohu) potrubí, která zásobují palivový článek vstupními reaktanty a odvádějí spotřebované palivo. Konkrétně středové otvory 52, 62 tvoří vstupní potrubí okysličovadla, střední otvory 54, 64 tvoří vstupní potrubí paliva a vyrovnané vnější otvory 56 , 66 tvoří sběrné potrubí spotřebovaného paliva.
• « » 1 ··
Nepřítomnost hřebenu nebo jiné vystouplé struktury na části obvodu propojovací desky vytváří výfuková místa, která jsou ve styku s vnějším prostředím. Průtočné kanálky pro reaktant tekutinově propojují vstupní potrubí 47 a 48 reaktantů s vnějším obvodem reformovacího zařízení 40 a umožňují tak, aby reaktanty byly odváděny vně konvertoru.
Elektrochemický konvertor s vnitřním reformováním je sestava do stohu naskládaných desek, mající válcovité uspořádání. Přitom alespoň jedna elektrolytická deska a vodivá deska má průměr mezi asi 25 mm a asi 5θβ mm a tloušťku mezi 0,05 mm a asi 5 mm.
Elektrochemický konvertor s vnitřním reformováním podle tohoto vynálezu v sobě zahrnuje další znaky, které budou popsány dále. Při procesu vnitřního reformování, který probíhá za přítomnosti páry, vstupuje do zařízení plynná směs reaktantů obsahující zemní plyn (nebo metan) a páru. Parní reformovací katalyzátor (Obr. 5) je umístěn na obvodovém pásu 90, který leží na elektrolytické desce 50 před materiálem SOB palivové elektrody. Tepelná energie potřebná pro reformovací reakci je vedena radiálně propojovací deskou 60 do reformovacího pásu. Tloušťka a tepelná vodivost desek je zvolena tak, aby se zajistil dostatečný tok tepla v radiálním směru mezi vnitřním reformovacím pásem 90 a vnějším pásem (např. pásem SOB) zajištující tepelnou energii pro endotermickou reformovací reakci a pro předehřívání vstupujících reaktantů.
Vnitřní reformování může být také prováděno částečnou oxidací. Při tomto způsobu přijímá zobrazený konvertor 40 směs reakčního plynu obsahující zemní plyn (nebo metan) a vzduch nebo kyslík. Jeden nebo více typů katalyzátorů je umístěno v obvodových pásech ležících na elektrolytické desce 50 před palivovou elektrodou SOB. Jak je vidět na Obr. 5, zahrnuje elektrolytická deska vnitřní pás 92., který obsahuje spalovací katalyzátor a radiálně vnější pás 90., který obsahuje katalyzátor podporující reformování metanu vodní párou (parní reformování) a oxidem uhelnatým. Tepelná energie pro tyto endotermické reformovací reakce je přiváděna radiálně ze spalovacího pásu 9 2 do ref ormovacího pásu 90 . Zahrnuty zde mohou být i další katalyzátory podporující další reakce, např. konverzní reakce atd. Tlouštka a tepelná vodivost vodivých desek se volí tak, aby se zajistil dostatečný tepelný tok v radiálním směru mezi vnitřním spalovacím pásem 92 a radiálně vnějším reformovacím pásem 90. který bude dodávat tepelnou energii pro endotermickou reakci a pro předehřívání vstupujících reaktantú. Tepelná energie navíc může být získána z exotermické reakce palivového článku, která je prováděna palivovou elektrodou 50B. zobrazenou jako zcela vnější pás ve směru průměru desky.
U zobrazeného elektrochemického konvertoru 40 mohou být spalovací katalyzátor, reformovací katalyzátor a konverzní katalyzátor (který může být také nanesen ve formě pásu ležícího radiálně vně reformovacího katalyzátoru) použity i na průtok regulujícím prvku, který je umístěn mezi elektrolytickou a vodivou deskou.
Reformovací zařízení může používat katalyzátory, které jsou smíseny v radiálně se měnících poměrech tak, aby se maximalizoval vznik vyráběného plynu.
Všechny znaky reformování uvedené výše v souvislosti s externím reformovacím zařízením jsou stejně použitelné i u elektrochemického konvertoru s vnitřním reformováním. Příkladně propojovací deska 60 může zahrnovat zvětšené okrajové části 7 2A a 7 2B, které mohou být použity pro předehřívání vstupujících reaktantú.
Elektrochemickým konvertorem 40 s vnitřním reformováním podle tohoto vynálezu může být palivový článek, jako je pevný oxidační palivový článek, palivový článek s roztaveným uhličitanem, alkalický palivový článek, palivový článek s kyselinou fosforečnou a proton membránový palivový článek. Výhodným palivovým článkem podle vynálezu je pevný oxidační palivový článek. Elektrochemický konvertor 40 s vnitřním reformováním podle vynálezu má výhodně pracovní teplotu nad 600°C, výhodně mezi 900°C a 1100°C, a nejvýhodněji pak kolem 1000°C.
φ · φ · · · * · · · φφ • Φ · φφ φφ φφφφ « φ · φ · φ φ φ • · φ φ ••••Φ·· φφ · * φφφ «φφφ φ ·· ··« φ* ··
Odborníkům v této oblasti je jasné, že zobrazené spalovací, reformovací a palivové elektrodové pásy jsou pouhým příkladem vzájemného umístění elektrochemických pochodů k nimž dochází při použití konvertoru 40 jako reformovacího zařízení.
U dalšího provedení vynálezu může mít elektrochemický konvertor 40 s vnitřním reformováním jakékoliv požadované geometrické uspořádání, např. pravoúhlé uspořádání. Stohovitá struktura pak může zahrnovat pravoúhlé elektrolytické desky 50 a pravoúhlé propojovací desky 6 0 se sběrnými potrubími připojenými externě k těmto deskám. Katalytické a elektrodové materiály lze použít v pásech na elektrolytických deskách směřujících kolmo na směr proudění reaktantú. Jak je zobrazeno na Obr. 5, je proud 24 paliva kolmý na podlouhlé pásy 92, 90 a 5OB. Propojovací desky 60 přenášejí vedením tepelnou energii do pásu 90 katalyzátoru endotermického reformování, do pásu 92 katalyzátoru exotermického spalování a do pásu SOB exotermického palivového článku, což má za výsledek udržování vpodstatě izotermických podmínek, jak je to znázorněno na Obr. 6.
Obr. 6 graficky znázorňuje izotermické tepelné podmínky vstupujících reaktantú, tj . uhlovodíkového paliva a reformovaného paliva vytvořené tepelně vodivou deskou 60 při průchodu reaktantú nad elektrolytickou deskou 50 . Teplota paliva při provozu je na grafu určena druhou souřadnicí a směr proudění je určen souřadnicí prvou. U reformovací struktury, která za provozu nepoužívá tepelně vodivou desku pro přenos tepla, se teplota paliva ve směru proudění velmi mění, jak je znázorněno vlnovkou 110. Jak je na tomto obrázku vidět, je vstupující palivo nejprve předehťáto zvětšenými plochami 72A a 72B. Tento předehřátý stav 112 koresponduje s růstem teploty paliva, která se blíží pracovní teplotě konvertoru 40.. Ve fázi 114 exotermické částečné oxidace nebo spalování se teplota paliva dále zvyšuje dokud nedosáhne fáze 116 reformování. Fáze endotermického reformování vyžaduje pro udržení reformovací reakce velké množství tepelné energie. Palivo pak proudí do fáze 118, kde probíhá reakce palivového článku, zde je palivo <··« opětovně ohříváno, např. relativně horkým pracovním prostředím konvertoru 40.. Sinusovitý profil průběhu teploty 110 paliva snižuje celkovou provozní účinnost konvertoru, a zároveň vystavuje určité součásti (elektrolytickou desku 50) nežádoucímu tepelnému namáhání. Použití vodivé (propojovací) desky v konvertoru 40 vyrovnává profil průběhu teploty a vytváří vpodstatě izotermické tepelné podmínky v rovině desky a axiálně podél stohu konvertoru ve všech fázích činnosti, jak je to na Obr. 6 znázorněno izotermickým profilem 120.
Při jednom způsobu provozu elektrochemický konvertor s vnitřním reformováním obvykle reformuje uhlovodíkové palivo s H2O za vzniku H2 a CO, které dále postupují do úseku palivového článku (např. palivové elektrody SOB). kde generují elektřinu. Zde vznikají spaliny H2O a C02. Teplo z exotermické reakce je vedením přenášeno do vodicích desek a podporuje endotermickou reformovací reakci.
Při dalším způsobu provozu elektrochemického konvertoru s vnitřním reformováním je uhlovodíkové palivo katalyticky oxidováno za vzniku H2 a CO, které vstupují do úseku palivového článku, kde generují elektřinu. Zde vznikají spaliny H2O a CO2. Teplo z exotermické reakce paliva je vedením v rovině přeneseno do vodivých desek 6 0 a je dodáváno do mírně exotermické částečně oxidační reformovací reakce.
Elektrochemický konvertor s vnitřním reformováním může být umístěn do pouzdra, které je zkonstruováno pro provoz zařízení za zvýšeného tlaku.
Dalším významným znakem tohoto vynálezu jsou zvětšené vyhřívací plochy 72D a 72C. které vyhřívají reaktanty dodávané z potrubí 47 a 48 pro okysličovadlo a pro palivo na pracovní teplotu konvertoru. Zvětšená vyhřívací plocha 72D. která vystupuje do potrubí 47 okysličovadla, ohřívá okysličovadlo, a zvětšená vyhřívací plocha 72C, která vystupuje do palivového potrubí 48., ohřívá palivo. Vysoce tepelně vodivá propojovací deska 6.0 umožňuje ohřívání vstupních reaktantů vedením tepla z pásu palivového článku do zvětšených ploch nebo částí, a tím umožňuje ohřívání vstupních reaktantů na pracovní teplotu.
♦ · ·
Zvětšené plochy tedy fungují jako vytápěcí žebra. Tato struktura ohřívající reaktanty zajištuje, že kompaktní konvertor lze tepelně integrovat do energetické soustavy a dosáhnout mimořádné účinnosti této soustavy.
Zobrazený elektrochemický konvertor 40 (Obr. 3 až Obr. 5) umožňuje provádění chemické transformace, zatímco zároveň vyrábí elektřinu.
Elektrochemický konvertor podle tohoto vynálezu je upraven pro přijímání elektřiny ze zdroje, která zahajuje elektrochemickou reakci v konvertoru a redukuje vybrané nečistoty obsažené v přicházejícím reaktantů na neškodné látky. Takto například muže být elektrochemický konvertor 40 spojen se zdrojem odpadu, který obsahuje zvolené nečistoty, včetně NOx, a uhlovodíky. Konvertor 40 katalyticky redukuje nečistoty na neškodné látky, včetně N2, O2 a CO2.
Z předchozího popisu je zřejmé, že vynález účinným způsobem dosahuje vpředu stanovených cílů. Je zřejmé, že ve výše uvedených konstrukcích mohou být provedeny určité změny bez toho, že by došlo k úniku z rozsahu tohoto vynálezu. Všechny znaky obsažené ve výše uvedeném popisu, nebo zobrazené na přiložených výkresech je tedy nutno chápat jako pouze příkladné, které vynález nijak neomezují.
Všechny výše popsané všeobecné a specifické znaky vynálezu, a také všechny jejich varianty, které spadají do rozsahu tohoto vynálezu, pokrývají následující patentové nároky.
• «•Φ * * ·· ··

Claims (36)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY ] . Deskovité reformovací zařízení pro reformování reaktantů na .reakční látky, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    množství katalytických desek, zahrnujících jeden nebo více katalytických materiálů podporujících reformování a množství vodivých desek, vyrobených z tepelně vodivého materiálu, kde uvedené katalytické desky a uvedené vodivé desky jsou střídavě uloženy do stohu a vytvářejí reformovací strukturu, přičemž uvedené vodivé desky přenášejí vedením ve své rovině tepelnou energii podporující proces reformování.
  2. 2. Reformovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že proces reformování zahrnuje jednu nebo více reformovacích reakcí, přičemž uvedené reformovací reakce zahrnují katalyticky podporovanou chemickou reakci mezi dvěma nebo více reakčními látkami a katalyticky podporovanou tepelnou disociaci jedné látky.
  3. 3. Reformovací zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedená reformovací struktura zahrnuje alespoň jedno axiální potrubí pro přívod reaktantů do této struktury a alespoň jedno potrubí umožňující odvádění reakčních látek z reformovací struktury.
  4. 4. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedená reformovací struktura má obvodovou plochu umožňující výměnu tepelné energie s vnějším prostředím.
  5. 5. Reformovací zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že uvedená reformovací struktura zahrnuje alespoň jedno axiální potrubí pro přívod reaktantů do této struktury a obvodové výfukové potrubí pro odvádění reakčních látek z obvodových částí reformovací struktury.
    ···» * « · · ·· · · « · # · · · ·♦ • · · · ··· · • * · · * ··» · *· · · ·*
  6. 6. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje tepelně vodivé plynotěsné pouzdro umístěné kolem stohovité reformovací struktury a tvořící okrajové axiální potrubí, a volitelně tepelně vodivé plynotěsné pouzdro zahrnující prostředky pro výměnu tepelné energie s vnějším prostředím nebo s reformovací strukturou a s uvedenou vodivou deskou bud zářením, nebo vedením, nebo prouděním, a volitelně prostředky pro umožnění vstupu reakčních látek do obvodového axiálního potrubí, kde jsou reakční látky zachycovány plynotěsným pouzdrem.
  7. 7. Reformovací zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále zahrnuje plynotěsné pouzdro válcovitého uspořádání umožňující provoz reformovacího zařízení za zvýšeného tlaku.
  8. 8. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že vodivá deska zahrnuje prostředky pro vytvoření obecně izotermických podmínek v rovině vodivé desky.
  9. 9. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 8, vyznačující se tím, Že reformovací struktura zahrnuje alespoň jedno axiální potrubí pro přivádění reaktantů do této struktury a tím, že vodivé desky zahrnují integrálně vytvořené nástavcovité prostředky vystupující do axiálního potrubí určené pro předehřívání vstupujícího reaktantů.
  10. 10. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že vodivá deska nebo katalytická deska zahrnuje rovinný povrch mající kanálkovité prostředky umožňující proudění reaktantů po povrchu desky a volitelně tím, že uvedené kanálkovité prostředky udržují vpodstatě rovnoměrný pokles tlaku, zajištující vpodstatě rovnoměrné proudění reaktantů ve směru osy reformovací struktury, a dále volitelně tím, že pokles hydrodynamického tlaku reaktantů v kanálkovitých prostředcích je podstatně větší než pokles hydrodynamického tlaku reaktantů v axiálním potrubí.
    ·* «··· · fefe ř · · 4 » · »· « · · • fe 4 fefe «·
  11. 11. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 10, vyznačující se tím, že katalytická deska nebo vodivá deska je vyrobena z porézního materiálu, porézní materiál přitom tvoří uvedené kanálkovíté prostředky umožňující vstupujícímu reaktantů procházet alespoň částí desky.
  12. 12. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 11, vyznačující se tím, že vodivá deska je tvořena nekovem, jako je karbid křemíku, nebo kompozitním materiálem, nebo kovem jako je platina a slitiny platiny a tím, že katalytická deska je tvořena keramickou nosnou deskou mající povlak z katalytického materiálu, platiny, niklu oxidu niklu, chrómu nebo oxidu chrómu.
  13. 13. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 12, vyznačující se tím, že katalytický materiál je zvolen ze skupiny tvořené platinou, paládiem, niklem, oxidem niklu, železa, chromém, oxidem chrómu, kobaltem, mědí, oxidem mědi, zinkem, oxidem zinku, molybdenem, oxidem molybdenu a dalšími vhodnými přechodovými kovy a jejich oxidy.
    železem, oxidem oxidem kobaltu,
  14. 14. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 13, vyznačující se tím, že reaktant zahrnuje uhlovodíkové látky, 02, H2O, C02, alkán, hydroxyl, uhlovodík vázaný na karboxyl, uhlovodík vázaný na karbonyl, olřfinický uhlovodík, uhlovodík vázaný na éter, uhlovodík vázaný na ester, uhlovodík vázaný na amin, uhlovodík vázaný na aromatický derivát nebo uhlovodík vázaný na jiný organoderivát.
  15. 15. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 14, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro spojení reakčních látek opouštějících reformovací zařízení s externím palivovým článkem.
    ·· ··*· * · · · • · • · · • ♦ »*·· · ♦
    99
    9 9 9 · 99
    999 « * • « ·
  16. 16. Reformovací zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že uhlovodíkové palivo a alespoň jedna látka ze skupiny H20 a C02 jsou podrobeny endo termickému katalytickému reformování za vzniku H2, CO, H2O a CO2, přičemž energetické požadavky endotermického reformování jsou zajišťovány energií vytvářenou externím palivovým článkem, kde uvedená energie je z palivového článku přenášena vedením vodivou deskou v její rovině.
  17. 17. Reformovací zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že uhlovodíkové palivo a 02 jsou katalyticky spalovány a reformovány za vzniku H2, CO, H20 a C02 a alespoň jedna z reakcí exotermického spalování a exotermické reakce externího palivového článku naplňuje energetické požadavky endotermického reformování vedením tepla v rovině vodivé desky a tím, že CO a H2O jsou podrobeny katalytické konverzní reakci za vzniku CO. a H2.
  18. 18. Reformovací zařízení podle nároku 1 až 17, vyznačující se tím, že reformovací struktura je válcovitá a alespoň jedna katalytická deska a vodící deska má průměr mezi asi 2Ej7mm a asi 50éf mm a tloušťku mezi 0,05 mm a asi 5 mm.
  19. 19. Reformovací zařízení pro reformování reaktantu na reakční látky, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    porézní a tepelně vodivý materiál s v celé tlouštce desky rozptýleným jedním nebo více katalytickými materiály pro podporu reformovacího procesu, kde uvedené desky jsou naskládány do stohu do reformovací struktury a vedením ve svých rovinách přenášejí tepelnou energii podporující reformovací proces.
  20. 20. Reformovací zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že uvedená reformovací struktura zahrnuje alespoň jedno axiální potrubí pro přivádění reaktantu do této struktury a alespoň jedno potrubí umožňující odvádění reakčních látek z reformovací struktury, a volitelně obvodové výfukové prostředky pro odvádění reakčních látek z obvodové oblasti reformovací struktury.
    • * · · ·»* · a • « a ·· ··
  21. 21. Reformovací zařízení podle nároku 19 až 20, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:
    tepelně vodivé plynotěsné pouzdro umístěné kolem reformovací struktury, vytvářející obvodové axiální potrubí a uspořádané pro výměnu tepla s okolním prostředím, nebo reformovací strukturou, a s uvedenou reformovací strukturou bud zářením, nebo vedením, nebo prouděním, přičemž uvedené plynotěsné pouzdro umožňuje provoz reformovacího zařízení za zvýšeného tlaku, a volitelně prostředky umožňující vstup reakčních látek do obvodového axiálního potrubí, kde jsou tyto reakční látky zachyceny plynotěsným pouzdrem.
  22. 22. Reformovací vyznačující se tím, zařízení podle že reformovací nároku 19 struktura prostředky pro vytvoření obecně v uvedené reformovací struktuře.
    izotermických až 21, zahrnuj e podmínek
  23. 23. Reformovací zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že uvedená reformovací struktura zahrnuje alespoň jedno axiální reformovací potrubí pro přivádění reaktantů do této struktury a tím, že reformovací struktura zahrnuje integrálně vytvořené rozšířené prostředky, vystupující do axiálního potrubí přivádějícího reaktant, pro předehřívání tohoto reaktantů.
  24. 24. Reformovací zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:
    axiální potrubí vytvořené v reformovací struktuře, kanálkovité prostředky, umožňující proudění reaktantů v rovině reformovací struktury, a volitelně kanálkovité prostředky, udržující vpodstatě rovnoměrný pokles tlaku, zajištující vpodstatě rovnoměrné proudění reaktantů podél osy reformovací struktury a dále volitelně tím, že uvedený pokles v uvedených kanálkovitých než pokles hydrodynamického ·· 9999
    7>κ
    9* «9 • 9 9 9
    9 99 • •«9 9
    9 9
    99
    Dodle nároku 19 až 24.
    hydrodynamického tlaku reaktantů prostředcích je podstatně větší tlaku reaktantů v axiálním potrubí
  25. 25. Reformovací zařízení vyznačující se tím, že vodivý materiál je tvořen nekovem jako je karbid křemíku, nebo kompozitním materiálem, nebo kovem jako je hliník, měd, železo, ocelové slitiny, nikl, slitiny niklu, chrom, slitiny chrómu, platina, nebo slitiny platiny, a volitelně tím, že katalytickým materiálem je platina, paládium, nikl, oxid niklu, železo, oxid železa, chrom, oxid chrómu, kobalt, oxid kobaltu, měd, oxid mědi, zinek, oxid zinku, molybden, oxid molybdenu nebo další přechodové kovy a jejich oxidy.
  26. 26. Reformovací zařízení podle nároku 19 až 25, vyznačující se tím, že reaktant zahrnuje uhlovodíkové látky, 02, H2O, C02 nebo uhlovodíkové palivo, a tím, že Hz0 a C02 jsou podrobeny katalytickému reformování za vzniku H2, CO, H2O a CO; a tím, že exotermická reakce externího palivového článku dodává energii požadovanou endotermickou reformovací reakcí v reformovací struktuře přes tepelně vodivý materiál, a volitelně tím, že reaktant zahrnuje uhlovodíkové palivo a O2, které jsou katalyticky spalovány a reformovány za vzniku H2, CO, H20 a C02 a alespoň jedna z reakcí exotermického spalování a exotermické reakce externího palivového článku dodává energii požadovanou endotermickou reformovací reakcí v reformovací struktuře přes tepelně vodivý materiál.
  27. 27. Reformovací zařízení podle nároku 19 až 26, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro spojení reakčních látek opouštějících reformovací zařízení a externím palivovým článkem.
    4**4
    7>t/
    4 44 44
    44 « 4 4 * • 4 *444
    4 4 · «4 4 4 4
    4 4 4 4
    444 44» 44 44
  28. 28. Způsob reformování reaktantů na reakční látky deskovítým reformovacím zařízením, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:
    vytvoření množství katalytických desek, k nimž je přiřazen jeden nebo více katalytických materiálů pro podporu reformovací reakce, vytvoření množství vodivých desek tvořených tepelně vodivým materiálem, uložení uvedených katalytických desek a vodivých desek do stohu a vytvoření deskovité reformovací struktury, a přenášení tepelné energie vedením v rovině povrchu vodivé desky pro podporu procesu reformování.
  29. 29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že zahrnuje krok vystavení podstatné části obvodové plochy reformovací struktury výměně tepelné energie s okolním prostředím.
  30. 30. Způsob podle nároku 28 až 29, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:
    vytvoření množství axiálních potrubí v uvedené reformovací struktuře pro přivádění reaktantů do této struktury, a odvádění reakěních látek z obvodové části reformovací struktury.
  31. 31. Způsob podle nároku 28 až 30, vyznačující se tím,
    Se dále zahrnuje kroky:
    umístění tepelně vodivého plynotěsného pouzdra kolem uvedené reformovací struktury pro vytvoření obvodového axiálního potrubí a volitelně pro umožnění práce reformovacího zařízení za zvýšeného tlaku, a umožnění vstupu reakěních látek do obvodového axiálního potrubí, kde jsou tyto reakční látky zachyceny plynotěsným pouzdrem.
  32. 32. způsob podle nároku 28 až 31, vyznačující se tím, že zahrnuje krok vytvoření obecně izotermických podmínek v rovině vodivé desky, a volitelně v axiálním směru podél osy reformovací struktury.
    •t ·«·· • ·* ·· * · · · · »« ···· • · ·»» • · · · · · ··· · · • « * * 9 8 8
    8889 · ··* ·· »« ··
  33. 33. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuj e kr oky:
    vytvoření alespoň jednoho axiálního potrubí pro přivádění reaktantu do reformovací struktury a vytvořeni integrální struktury na jednom z vnějšího a vnitřního konce vodivé desky, kde uvedená struktura zasahuje do axiálního potrubí reaktantu a vstupující reaktant předehřívá.
  34. 34. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:
    vytvoření axiálního potrubí v reformovací struktuře, vytvoření kanálků mezi vodivou deskou a katalytickou deskou, a vytvoření poklesu hydrodynamického tlaku reaktantu v kanálcích mezi vodivou deskou a katalytickou deskou, který je podstatně větší než je pokles hydrodynamického tlaku reaktantu v axiálním potrubí.
  35. 35. Způsob podle nároku 28 až 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vytvoření jedné z tepelně vodivé desky a katalytické desky z porézního vodivého materiálu, přičemž porézní materiál vytváří uvedené kanálky umožňující průchod vstupujícího reaktantu skrz desku.
  36. 36. Způsob podle nároku 28 až 35, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky spojení reformovací struktury s externím palivovým článkem, a přenos tepelné energie z uvedeného externího palivového článku do vodicích desek vedením tepla v jejich rovinách.
    yv y Z γ & f • · · · · ·
    1/4 • · · * · • •fr «frfr · * frfr
    OBfí.l
    2/4 ?{/ • Φ · · · 9 Φ Φ Φ 9
    99*99 Φ
CZ983240A 1996-04-12 1997-03-25 Tepelně zdokonalené kompaktní reformovací zařízení CZ324098A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/631,432 US5858314A (en) 1996-04-12 1996-04-12 Thermally enhanced compact reformer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ324098A3 true CZ324098A3 (cs) 1999-04-14

Family

ID=24531182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ983240A CZ324098A3 (cs) 1996-04-12 1997-03-25 Tepelně zdokonalené kompaktní reformovací zařízení

Country Status (16)

Country Link
US (3) US5858314A (cs)
EP (1) EP0904608B1 (cs)
JP (1) JP2000508616A (cs)
CN (1) CN100367556C (cs)
AT (1) ATE211312T1 (cs)
AU (1) AU2545597A (cs)
CA (1) CA2251627C (cs)
CZ (1) CZ324098A3 (cs)
DE (1) DE69709348T2 (cs)
DK (1) DK0904608T3 (cs)
IL (1) IL126469A0 (cs)
NO (1) NO322074B1 (cs)
PL (1) PL329316A1 (cs)
RU (1) RU2175799C2 (cs)
TW (1) TW328655B (cs)
WO (1) WO1997039490A2 (cs)

Families Citing this family (197)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5858314A (en) * 1996-04-12 1999-01-12 Ztek Corporation Thermally enhanced compact reformer
US6245303B1 (en) * 1998-01-14 2001-06-12 Arthur D. Little, Inc. Reactor for producing hydrogen from hydrocarbon fuels
US6376113B1 (en) * 1998-11-12 2002-04-23 Idatech, Llc Integrated fuel cell system
US6494937B1 (en) 2001-09-27 2002-12-17 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US7195663B2 (en) 1996-10-30 2007-03-27 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6319306B1 (en) 2000-03-23 2001-11-20 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membrane modules and method of forming the same
US6152995A (en) 1999-03-22 2000-11-28 Idatech Llc Hydrogen-permeable metal membrane and method for producing the same
US6783741B2 (en) * 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6537352B2 (en) * 1996-10-30 2003-03-25 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
JPH10265202A (ja) * 1997-03-25 1998-10-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 水素製造装置
US6244367B1 (en) * 1997-06-02 2001-06-12 The University Of Chicago Methanol partial oxidation reformer
US6616909B1 (en) * 1998-07-27 2003-09-09 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for obtaining enhanced production rate of thermal chemical reactions
US6540975B2 (en) 1998-07-27 2003-04-01 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for obtaining enhanced production rate of thermal chemical reactions
AU767080B2 (en) * 1998-11-10 2003-10-30 Ati Properties, Inc. Hydrogen separation membrane
US6602325B1 (en) 1999-10-21 2003-08-05 Ati Properties, Inc. Fluid separation assembly
US6835232B2 (en) * 1998-11-10 2004-12-28 Frost Chester B Fluid separation assembly and fluid separation module
US6419726B1 (en) 1999-10-21 2002-07-16 Ati Properties, Inc. Fluid separation assembly and fluid separation module
US6203587B1 (en) * 1999-01-19 2001-03-20 International Fuel Cells Llc Compact fuel gas reformer assemblage
US6200696B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-13 Energy Research Corporation Internal reforming fuel cell assembly with simplified fuel feed
US6596057B2 (en) 1999-03-22 2003-07-22 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membranes, membrane modules, purification assemblies and methods of forming the same
US6767389B2 (en) * 1999-03-22 2004-07-27 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membranes, membrane modules, purification assemblies and methods of forming the same
US6641625B1 (en) 1999-05-03 2003-11-04 Nuvera Fuel Cells, Inc. Integrated hydrocarbon reforming system and controls
US6299994B1 (en) 1999-06-18 2001-10-09 Uop Llc Process for providing a pure hydrogen stream for use with fuel cells
US6280864B1 (en) 1999-06-18 2001-08-28 Uop Llc Control system for providing hydrogen for use with fuel cells
US6190623B1 (en) 1999-06-18 2001-02-20 Uop Llc Apparatus for providing a pure hydrogen stream for use with fuel cells
US6746651B1 (en) * 1999-08-10 2004-06-08 Aerojet-General Corporation Axial flow catalyst pack
US6375906B1 (en) 1999-08-12 2002-04-23 Idatech, Llc Steam reforming method and apparatus incorporating a hydrocarbon feedstock
US7135048B1 (en) 1999-08-12 2006-11-14 Idatech, Llc Volatile feedstock delivery system and fuel processing system incorporating the same
US6969506B2 (en) * 1999-08-17 2005-11-29 Battelle Memorial Institute Methods of conducting simultaneous exothermic and endothermic reactions
US6488838B1 (en) * 1999-08-17 2002-12-03 Battelle Memorial Institute Chemical reactor and method for gas phase reactant catalytic reactions
US6322920B1 (en) * 1999-08-26 2001-11-27 Plug Power, Inc. Fuel cell isolation system
JP4045564B2 (ja) * 1999-10-20 2008-02-13 株式会社日本ケミカル・プラント・コンサルタント 自己酸化内部加熱型改質装置及び方法
US6465118B1 (en) 2000-01-03 2002-10-15 Idatech, Llc System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system
US7691271B1 (en) 2007-05-30 2010-04-06 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Filamentous carbon particles for cleaning oil spills and method of production
US6653005B1 (en) 2000-05-10 2003-11-25 University Of Central Florida Portable hydrogen generator-fuel cell apparatus
US7125540B1 (en) 2000-06-06 2006-10-24 Battelle Memorial Institute Microsystem process networks
US7048897B1 (en) * 2000-08-28 2006-05-23 Motorola, Inc. Hydrogen generator utilizing ceramic technology
US6569553B1 (en) * 2000-08-28 2003-05-27 Motorola, Inc. Fuel processor with integrated fuel cell utilizing ceramic technology
US7081312B1 (en) * 2000-09-26 2006-07-25 General Motors Corporation Multiple stage combustion process to maintain a controllable reformation temperature profile
US6531238B1 (en) 2000-09-26 2003-03-11 Reliant Energy Power Systems, Inc. Mass transport for ternary reaction optimization in a proton exchange membrane fuel cell assembly and stack assembly
MXPA03003772A (es) * 2000-10-30 2003-07-28 Ztek Corp Sistema de energia de funciones multiples, que se pueden operar como una celda de combustible, reformador o planta termica.
US6887285B2 (en) * 2000-12-12 2005-05-03 Texaco Inc. Dual stack compact fuel processor for producing hydrogen rich gas
US7160342B2 (en) * 2001-02-13 2007-01-09 Delphi Technologies, Inc. Fuel reformer system
US7867300B2 (en) * 2001-03-02 2011-01-11 Intelligent Energy, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US7922781B2 (en) 2001-03-02 2011-04-12 Chellappa Anand S Hydrogen generation apparatus and method for using same
WO2002071451A2 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Mesosystems Technology, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US20060037476A1 (en) * 2001-03-08 2006-02-23 Edlund David J Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US6569227B2 (en) * 2001-09-27 2003-05-27 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
DE10119721A1 (de) * 2001-04-21 2002-10-31 Bayer Cropscience Gmbh Herbizide Mittel enthaltend Benzoylcyclohexandione und Safener
US6635375B1 (en) * 2001-05-29 2003-10-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Planar solid oxide fuel cell with staged indirect-internal air and fuel preheating and reformation
ES2291248T3 (es) * 2001-06-15 2008-03-01 UMICORE AG &amp; CO. KG Procedimiento para la fabricacion de un gas reformado pobre en azufre para su utilizacion en un sistema de pilas de combustible.
US7550218B2 (en) * 2001-10-11 2009-06-23 Airbus Deutschland Gmbh Apparatus for producing water onboard of a craft driven by a power plant
US7077643B2 (en) * 2001-11-07 2006-07-18 Battelle Memorial Institute Microcombustors, microreformers, and methods for combusting and for reforming fluids
US7585472B2 (en) * 2001-11-07 2009-09-08 Battelle Memorial Institute Microcombustors, microreformers, and methods involving combusting or reforming fluids
AUPR981702A0 (en) * 2002-01-04 2002-01-31 Meggitt (Uk) Limited Steam reformer
US7967878B2 (en) * 2002-01-04 2011-06-28 Meggitt (Uk) Limited Reformer apparatus and method
DE10203022B4 (de) * 2002-01-26 2008-02-07 Forschungszentrum Jülich GmbH Reaktor mit siebförmigen Körpern und Verfahren für den Reaktorbetrieb
US7122262B2 (en) * 2002-03-05 2006-10-17 Guan-Wu Wang Miniature fuel cell system having integrated fuel processor and electronic devices
US7070743B2 (en) * 2002-03-14 2006-07-04 Invista North America S.A R.L. Induction-heated reactors for gas phase catalyzed reactions
US6936366B2 (en) * 2002-04-03 2005-08-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Single chamber solid oxide fuel cell architecture for high temperature operation
US20030194363A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Koripella Chowdary Ramesh Chemical reactor and fuel processor utilizing ceramic technology
US7527661B2 (en) * 2005-04-18 2009-05-05 Intelligent Energy, Inc. Compact devices for generating pure hydrogen
US8172913B2 (en) * 2002-04-23 2012-05-08 Vencill Thomas R Array of planar membrane modules for producing hydrogen
US7115148B2 (en) * 2002-05-14 2006-10-03 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Respresented By The Minister Of Defence Of Her Majesty's Canadian Government Compact methanol steam reformer with integrated hydrogen separation
US6858341B2 (en) * 2002-05-21 2005-02-22 Idatech, Llc Bipolar plate assembly, fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same
WO2003106946A2 (en) * 2002-06-13 2003-12-24 Nuvera Fuel Cells Inc. Preferential oxidation reactor temperature regulation
US6774718B2 (en) * 2002-07-19 2004-08-10 Micro Mobio Inc. Power amplifier module for wireless communication devices
US7493094B2 (en) * 2005-01-19 2009-02-17 Micro Mobio Corporation Multi-mode power amplifier module for wireless communication devices
US20040232982A1 (en) * 2002-07-19 2004-11-25 Ikuroh Ichitsubo RF front-end module for wireless communication devices
US7071783B2 (en) * 2002-07-19 2006-07-04 Micro Mobio Corporation Temperature-compensated power sensing circuit for power amplifiers
US7014835B2 (en) * 2002-08-15 2006-03-21 Velocys, Inc. Multi-stream microchannel device
US6622519B1 (en) * 2002-08-15 2003-09-23 Velocys, Inc. Process for cooling a product in a heat exchanger employing microchannels for the flow of refrigerant and product
US7250151B2 (en) * 2002-08-15 2007-07-31 Velocys Methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
US6969505B2 (en) * 2002-08-15 2005-11-29 Velocys, Inc. Process for conducting an equilibrium limited chemical reaction in a single stage process channel
US6915796B2 (en) * 2002-09-24 2005-07-12 Chien-Min Sung Superabrasive wire saw and associated methods of manufacture
FR2846002B1 (fr) * 2002-10-22 2006-12-15 Totalfinaelf France Nouveau carburant a indice d'octane eleve et a teneur abaissee en plomb
DE10313868B4 (de) * 2003-03-21 2009-11-19 Siemens Ag Katheter zur magnetischen Navigation
EP1611224B1 (fr) * 2003-03-27 2010-05-19 Total Raffinage Marketing Nouveau carburant a indice d'octane eleve et a teneurs abais sees en aromatiques
US7220699B2 (en) * 2003-03-31 2007-05-22 Intelligent Energy, Inc. Catalyst incorporation in a microreactor
US7244526B1 (en) 2003-04-28 2007-07-17 Battelle Memorial Institute Solid oxide fuel cell anodes and electrodes for other electrochemical devices
US7351491B2 (en) * 2003-04-28 2008-04-01 Battelle Memorial Institute Supporting electrodes for solid oxide fuel cells and other electrochemical devices
US20040219418A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Peter Mardilovich Fuel cell assembly and method for controlling reaction equilibrium
US7294734B2 (en) * 2003-05-02 2007-11-13 Velocys, Inc. Process for converting a hydrocarbon to an oxygenate or a nitrile
US7307104B2 (en) * 2003-05-16 2007-12-11 Velocys, Inc. Process for forming an emulsion using microchannel process technology
US8580211B2 (en) * 2003-05-16 2013-11-12 Velocys, Inc. Microchannel with internal fin support for catalyst or sorption medium
US7485671B2 (en) * 2003-05-16 2009-02-03 Velocys, Inc. Process for forming an emulsion using microchannel process technology
US7220390B2 (en) * 2003-05-16 2007-05-22 Velocys, Inc. Microchannel with internal fin support for catalyst or sorption medium
US20040253495A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Laven Arne Fuel cell device condition detection
US8821832B2 (en) 2003-06-27 2014-09-02 UltraCell, L.L.C. Fuel processor for use with portable fuel cells
US7276096B2 (en) * 2003-06-27 2007-10-02 Ultracell Corporation Fuel processor dewar and methods
US20060156627A1 (en) * 2003-06-27 2006-07-20 Ultracell Corporation Fuel processor for use with portable fuel cells
US20050112425A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-26 Ztek Corporation Fuel cell for hydrogen production, electricity generation and co-production
KR100542911B1 (ko) * 2003-10-25 2006-01-11 한국과학기술연구원 연료전지 자동차에 이용되는 가솔린 개질용 저압차 촉매와 이의 제조방법
DK1529564T3 (da) * 2003-11-04 2009-10-26 Methanol Casale Sa Varmeveksler og fremgangsmåde til udförelse af kemiske reaktioner under pseudo-isotermiske forhold
US7029647B2 (en) * 2004-01-27 2006-04-18 Velocys, Inc. Process for producing hydrogen peroxide using microchannel technology
US7084180B2 (en) 2004-01-28 2006-08-01 Velocys, Inc. Fischer-tropsch synthesis using microchannel technology and novel catalyst and microchannel reactor
US9023900B2 (en) 2004-01-28 2015-05-05 Velocys, Inc. Fischer-Tropsch synthesis using microchannel technology and novel catalyst and microchannel reactor
US8747805B2 (en) * 2004-02-11 2014-06-10 Velocys, Inc. Process for conducting an equilibrium limited chemical reaction using microchannel technology
US20050205986A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-22 Ikuroh Ichitsubo Module with integrated active substrate and passive substrate
KR100627334B1 (ko) * 2004-06-29 2006-09-25 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
US7610775B2 (en) 2004-07-23 2009-11-03 Velocys, Inc. Distillation process using microchannel technology
US7305850B2 (en) * 2004-07-23 2007-12-11 Velocys, Inc. Distillation process using microchannel technology
EP1786797B1 (en) * 2004-08-12 2014-11-26 Velocys, Inc. Process for converting ethylene to ethylene oxide using microchannel process technology
US7254371B2 (en) 2004-08-16 2007-08-07 Micro-Mobio, Inc. Multi-port multi-band RF switch
DE102004040664A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-23 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeüberträger, Stromerzeuger und Heizungs- und/oder Klimaanlage
US7374834B2 (en) * 2004-09-07 2008-05-20 Gas Technology Institute Gas flow panels integrated with solid oxide fuel cell stacks
US7297183B2 (en) * 2004-09-20 2007-11-20 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components, and fuel processing systems containing the same
US7622509B2 (en) 2004-10-01 2009-11-24 Velocys, Inc. Multiphase mixing process using microchannel process technology
US7262677B2 (en) * 2004-10-25 2007-08-28 Micro-Mobio, Inc. Frequency filtering circuit for wireless communication devices
US7389090B1 (en) 2004-10-25 2008-06-17 Micro Mobio, Inc. Diplexer circuit for wireless communication devices
US20060093890A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Steinbroner Matthew P Fuel cell stack compression systems, and fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same
US7470293B2 (en) * 2004-10-29 2008-12-30 Idatech, Llc Feedstock delivery systems, fuel processing systems, and hydrogen generation assemblies including the same
ES2486965T3 (es) * 2004-10-31 2014-08-19 Dcns Sa Ensambles de producción de energía y generación de hidrógeno
WO2006053345A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Velocys Inc. Process using microchannel technology for conducting alkylation or acylation reaction
CN102258968A (zh) 2004-11-16 2011-11-30 万罗赛斯公司 使用微通道技术的多相反应方法
CN101132853B (zh) * 2004-11-17 2012-05-09 万罗赛斯公司 使用微通道处理技术的乳化方法
US7221225B2 (en) 2004-12-03 2007-05-22 Micro-Mobio Dual band power amplifier module for wireless communication devices
DE102004059014B4 (de) * 2004-12-08 2009-02-05 Lurgi Gmbh Reaktionsbehälter zur Herstellung von H2 und CO enthaltendem Synthesegas
US7769355B2 (en) * 2005-01-19 2010-08-03 Micro Mobio Corporation System-in-package wireless communication device comprising prepackaged power amplifier
US7548111B2 (en) * 2005-01-19 2009-06-16 Micro Mobio Corporation Miniature dual band power amplifier with reserved pins
US7084702B1 (en) * 2005-01-19 2006-08-01 Micro Mobio Corp. Multi-band power amplifier module for wireless communication devices
US7580687B2 (en) * 2005-01-19 2009-08-25 Micro Mobio Corporation System-in-package wireless communication device comprising prepackaged power amplifier
WO2006094190A2 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Velocys Inc. Separation process using microchannel technology
US20060246331A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Steinbroner Matthew P Partitioned fuel cell stacks and fuel cell systems including the same
GB0509670D0 (en) * 2005-05-11 2005-06-15 Prototech As Fuel processing system
CA2608400C (en) * 2005-05-25 2014-08-19 Velocys Inc. Support for use in microchannel processing
JP4673679B2 (ja) * 2005-06-20 2011-04-20 大日本印刷株式会社 水素製造装置
US20070004810A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Yong Wang Novel catalyst and fischer-tropsch synthesis process using same
US7935734B2 (en) * 2005-07-08 2011-05-03 Anna Lee Tonkovich Catalytic reaction process using microchannel technology
US8021446B2 (en) * 2005-09-16 2011-09-20 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US7601302B2 (en) 2005-09-16 2009-10-13 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US20070063982A1 (en) * 2005-09-19 2007-03-22 Tran Bao Q Integrated rendering of sound and image on a display
WO2007047898A1 (en) * 2005-10-17 2007-04-26 Intelligent Energy, Inc. Steam reforming unit
US8696771B2 (en) * 2005-12-16 2014-04-15 Battelle Memorial Institute Compact integrated combustion reactors, systems and methods of conducting integrated combustion reactions
CN100535572C (zh) * 2005-12-28 2009-09-02 中国科学院大连化学物理研究所 催化燃烧蒸发器
US7477204B2 (en) * 2005-12-30 2009-01-13 Micro-Mobio, Inc. Printed circuit board based smart antenna
JP2007200702A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Nippon Oil Corp 固体酸化物形燃料電池およびその運転方法
JP2007200709A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Nippon Oil Corp 固体酸化物形燃料電池スタックおよびその運転方法
US7972420B2 (en) * 2006-05-22 2011-07-05 Idatech, Llc Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US7939051B2 (en) * 2006-05-23 2011-05-10 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US7477108B2 (en) * 2006-07-14 2009-01-13 Micro Mobio, Inc. Thermally distributed integrated power amplifier module
US20080210088A1 (en) * 2006-10-23 2008-09-04 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US8262752B2 (en) * 2007-12-17 2012-09-11 Idatech, Llc Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates
US8318131B2 (en) 2008-01-07 2012-11-27 Mcalister Technologies, Llc Chemical processes and reactors for efficiently producing hydrogen fuels and structural materials, and associated systems and methods
US9188086B2 (en) 2008-01-07 2015-11-17 Mcalister Technologies, Llc Coupled thermochemical reactors and engines, and associated systems and methods
CN101771160B (zh) * 2008-12-29 2012-02-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种热耦合天然气重整器
US8441361B2 (en) 2010-02-13 2013-05-14 Mcallister Technologies, Llc Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems
US8318269B2 (en) * 2009-02-17 2012-11-27 Mcalister Technologies, Llc Induction for thermochemical processes, and associated systems and methods
JP5317756B2 (ja) * 2009-02-25 2013-10-16 京セラ株式会社 改質器、セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置
JP2010210118A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Jamco Corp 漏水防止用安全弁を備えた旅客機搭載用スチームオーブン
JP2010235406A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Toyota Industries Corp 改質器
WO2010126506A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Fdi Energy, Inc. High-volume-manufacture fuel cell arrangement and method for production thereof
DE102009037148B4 (de) 2009-08-06 2014-02-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Festoxid-Brennstoffzellen-System
US8759047B2 (en) * 2009-09-16 2014-06-24 Coskata, Inc. Process for fermentation of syngas from indirect gasification
CA2789688C (en) * 2010-02-13 2014-07-08 Mcalister Technologies, Llc Reactor vessels with pressure and heat transfer features for producing hydrogen-based fuels and structural elements, and associated systems and methods
CN102844266A (zh) * 2010-02-13 2012-12-26 麦卡利斯特技术有限责任公司 用于生产基于氢的燃料和结构元件的具有可透射表面的反应器容器以及相关的系统和方法
KR101973576B1 (ko) 2010-03-02 2019-04-29 벨로시스, 인코포레이티드 용접, 라미네이트식 장치 및 이의 제조 방법과, 상기 장치의 사용 방법
JP5900011B2 (ja) * 2011-03-11 2016-04-06 日産自動車株式会社 薄型ヒーターモジュール
CN104025356B (zh) * 2011-05-04 2017-04-26 兹特克公司 具有二氧化碳废气利用的零排放发电站
RU2465194C1 (ru) * 2011-05-18 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Реактор для получения синтез-газа
EP2742207A4 (en) 2011-08-12 2016-06-29 Mcalister Technologies Llc SYSTEMS AND METHODS FOR EXTRACTING AND PROCESSING GASES FROM SUBMERGED SOURCES
US8669014B2 (en) 2011-08-12 2014-03-11 Mcalister Technologies, Llc Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods
US9302681B2 (en) 2011-08-12 2016-04-05 Mcalister Technologies, Llc Mobile transport platforms for producing hydrogen and structural materials, and associated systems and methods
US8734546B2 (en) 2011-08-12 2014-05-27 Mcalister Technologies, Llc Geothermal energization of a non-combustion chemical reactor and associated systems and methods
WO2013025647A2 (en) 2011-08-12 2013-02-21 Mcalister Technologies, Llc Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods
US8826657B2 (en) 2011-08-12 2014-09-09 Mcallister Technologies, Llc Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy
WO2013025659A1 (en) 2011-08-12 2013-02-21 Mcalister Technologies, Llc Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, includings for chemical reactors, and associated systems and methods
US8821602B2 (en) 2011-08-12 2014-09-02 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy
US8888408B2 (en) 2011-08-12 2014-11-18 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for collecting and processing permafrost gases, and for cooling permafrost
US8911703B2 (en) 2011-08-12 2014-12-16 Mcalister Technologies, Llc Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, including for chemical reactors, and associated systems and methods
GB201214122D0 (en) 2012-08-07 2012-09-19 Oxford Catalysts Ltd Treating of catalyst support
WO2014160301A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Mcalister Technologies, Llc Method and apparatus for generating hydrogen from metal
FR3004179B1 (fr) * 2013-04-08 2015-05-01 Commissariat Energie Atomique Procedes d'obtention de gaz combustible a partir d'electrolyse de l'eau (eht) ou de co-electrolyse avec h2o/co2 au sein d'une meme enceinte, reacteur catalytique et systeme associes
RU2554008C1 (ru) 2014-01-13 2015-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Реактор для парциального окисления углеводородных газов
US10270119B2 (en) 2014-03-12 2019-04-23 Ceres Intellectual Property Company Limited Fuel cell stack arrangement
US10071333B2 (en) * 2014-10-07 2018-09-11 Honeywell International Inc. Gas separation cartridge
GB2554618B (en) 2015-06-12 2021-11-10 Velocys Inc Synthesis gas conversion process
IL244698A (en) 2016-03-21 2017-10-31 Elbit Systems Land & C4I Ltd Basic fuel cell system with spare membrane with bipolar plate
US10476093B2 (en) 2016-04-15 2019-11-12 Chung-Hsin Electric & Machinery Mfg. Corp. Membrane modules for hydrogen separation and fuel processors and fuel cell systems including the same
WO2018104526A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 Technip France Scalable heat exchanger reformer for syngas production
WO2018234971A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 Sabic Global Technologies, B.V. IMPROVED PROCESS FOR PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS FOR PETROCHEMICAL APPLICATIONS
CN109950590B (zh) * 2019-04-02 2020-11-10 中氢新能技术有限公司 燃料电池甲醇重整器
US10697630B1 (en) 2019-08-02 2020-06-30 Edan Prabhu Apparatus and method for reacting fluids using a porous heat exchanger
GB201917650D0 (en) * 2019-12-03 2020-01-15 Ceres Ip Co Ltd Cell unit and cell stack
US11712655B2 (en) 2020-11-30 2023-08-01 H2 Powertech, Llc Membrane-based hydrogen purifiers
SE544946C2 (en) * 2021-06-14 2023-02-07 Catator Ab A catalytic reactor and a method for providing a catalytic reaction
US11433352B1 (en) 2021-10-18 2022-09-06 Edan Prabhu Apparatus and method for oxidizing fluid mixtures using porous and non-porous heat exchangers
US11794912B2 (en) 2022-01-04 2023-10-24 General Electric Company Systems and methods for reducing emissions with a fuel cell
US11719441B2 (en) 2022-01-04 2023-08-08 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
US11933216B2 (en) 2022-01-04 2024-03-19 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
US11970282B2 (en) 2022-01-05 2024-04-30 General Electric Company Aircraft thrust management with a fuel cell
US11804607B2 (en) 2022-01-21 2023-10-31 General Electric Company Cooling of a fuel cell assembly
US11967743B2 (en) 2022-02-21 2024-04-23 General Electric Company Modular fuel cell assembly
US11817700B1 (en) 2022-07-20 2023-11-14 General Electric Company Decentralized electrical power allocation system
US11859820B1 (en) 2022-11-10 2024-01-02 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US11923586B1 (en) 2022-11-10 2024-03-05 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US11939901B1 (en) 2023-06-12 2024-03-26 Edan Prabhu Oxidizing reactor apparatus

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1452145A (en) * 1922-03-14 1923-04-17 Cederberg Ivar Walfrid Apparatus and method for carrying out catalytic oxidation of ammonia with oxygen
US2127561A (en) * 1936-04-29 1938-08-23 Du Pont Heat exchange catalytic converter
US4174954A (en) * 1975-12-29 1979-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Method for converting a reaction mixture consisting of hydrocarbon-containing fuel and an oxygen-containing gas into a fuel gas
GB2057908A (en) * 1979-09-06 1981-04-08 Ici Ltd Fluid-solid contact
US4490445A (en) * 1982-05-24 1984-12-25 Massachusetts Institute Of Technology Solid oxide electrochemical energy converter
US4614628A (en) * 1982-05-26 1986-09-30 Massachusetts Institute Of Technology Solid electrolyte structure and method for forming
US5039510A (en) * 1983-03-25 1991-08-13 Imperial Chemical Industries Plc Steam reforming
US4629537A (en) * 1985-05-17 1986-12-16 Hsu Michael S Compact, light-weight, solid-oxide electrochemical converter
JPH0692242B2 (ja) * 1986-01-16 1994-11-16 株式会社日立製作所 燃料改質装置
DE3611291A1 (de) * 1986-04-04 1987-10-15 Dornier System Gmbh Herstellung von langzeitbestaendigen sauerstoffelektroden fuer elektrolysezellen mit festelektrolyt
US4812329A (en) * 1986-05-28 1989-03-14 Westinghouse Electric Corp. Method of making sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells
JPS63110557A (ja) * 1986-10-27 1988-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体電解質燃料電池の運転方法
US4770955A (en) * 1987-04-28 1988-09-13 The Standard Oil Company Solid electrolyte fuel cell and assembly
JPH0422827Y2 (cs) * 1987-09-25 1992-05-26
GB8722847D0 (en) * 1987-09-29 1987-11-04 Electricity Council Performing endothermic catalytic reactions
DE3806408A1 (de) * 1988-02-29 1989-09-07 Uhde Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co-enthaltenden synthesegases
JPH02120206A (ja) * 1988-10-28 1990-05-08 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池用改質装置
US5021304A (en) * 1989-03-22 1991-06-04 Westinghouse Electric Corp. Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells
US4921680A (en) * 1989-09-12 1990-05-01 International Fuel Cells Corporation Reformer seal plate arrangement
JPH085644B2 (ja) * 1989-11-27 1996-01-24 石川島播磨重工業株式会社 プレート型改質器
JPH03283266A (ja) * 1990-03-29 1991-12-13 Nkk Corp 内部改質式固体電解質型燃料電池
US5080689A (en) * 1990-04-27 1992-01-14 Westinghouse Electric Co. Method of bonding an interconnection layer on an electrode of an electrochemical cell
US5085742A (en) * 1990-10-15 1992-02-04 Westinghouse Electric Corp. Solid oxide electrochemical cell fabrication process
AU651150B2 (en) * 1990-11-23 1994-07-14 Bae Systems Marine Limited Application of fuel cells to power generation systems
US5073405A (en) * 1991-01-15 1991-12-17 Westinghouse Electric Corp. Applying a tapered electrode on a porous ceramic support tube by masking a band inside the tube and drawing in electrode material from the outside of the tube by suction
CH682270A5 (cs) * 1991-03-05 1993-08-13 Ulf Dr Bossel
JP3151933B2 (ja) * 1992-05-28 2001-04-03 株式会社村田製作所 固体電解質型燃料電池
JPH0613096A (ja) * 1992-06-25 1994-01-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置における改質方法及び装置
TW216453B (en) * 1992-07-08 1993-11-21 Air Prod & Chem Integrated plate-fin heat exchange reformation
JP3512411B2 (ja) * 1992-11-25 2004-03-29 エス． スー，マイケル 高温電気化学変換器における再生熱及び放射熱の集積
GB9225188D0 (en) * 1992-12-02 1993-01-20 Rolls Royce & Ass Combined reformer and shift reactor
JPH06260189A (ja) * 1993-03-01 1994-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池
US5338622A (en) * 1993-04-12 1994-08-16 Ztek Corporation Thermal control apparatus
JPH0729589A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置におけるプレート型改質器の差圧制御方法
US5366819A (en) * 1993-10-06 1994-11-22 Ceramatec, Inc. Thermally integrated reformer for solid oxide fuel cells
KR100395611B1 (ko) * 1994-03-21 2004-02-18 지텍 코포레이션 최적의압력분배를위한전기화학콘버터조립체
US5693201A (en) * 1994-08-08 1997-12-02 Ztek Corporation Ultra-high efficiency turbine and fuel cell combination
JPH0812303A (ja) * 1994-07-05 1996-01-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd プレートリフォーマ
US5858314A (en) * 1996-04-12 1999-01-12 Ztek Corporation Thermally enhanced compact reformer

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997039490A2 (en) 1997-10-23
US6183703B1 (en) 2001-02-06
CA2251627C (en) 2002-07-30
WO1997039490A3 (en) 1998-01-08
DK0904608T3 (da) 2002-04-15
US20020102188A1 (en) 2002-08-01
NO984721L (no) 1998-12-07
TW328655B (en) 1998-03-21
CN100367556C (zh) 2008-02-06
DE69709348T2 (de) 2002-09-26
PL329316A1 (en) 1999-03-15
JP2000508616A (ja) 2000-07-11
ATE211312T1 (de) 2002-01-15
NO322074B1 (no) 2006-08-14
CA2251627A1 (en) 1997-10-23
AU2545597A (en) 1997-11-07
DE69709348D1 (de) 2002-01-31
RU2175799C2 (ru) 2001-11-10
EP0904608A2 (en) 1999-03-31
CN1222256A (zh) 1999-07-07
NO984721D0 (no) 1998-10-09
IL126469A0 (en) 1999-08-17
US5858314A (en) 1999-01-12
EP0904608B1 (en) 2001-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ324098A3 (cs) Tepelně zdokonalené kompaktní reformovací zařízení
CA1292508C (en) Fuel feed arrangement for a fuel cell generator
US7311986B2 (en) Multi-function energy system operable as a fuel cell, reformer, or thermal plant
US20100086824A1 (en) Assemblies of hollow electrode electrochemical devices
AU2014408260B2 (en) SCOFC-conduction
US8211387B2 (en) Anode tailgas oxidizer
US7695841B2 (en) Solid oxide fuel cell tube with internal fuel processing
EP2556552B1 (en) System having high-temperature fuel cells
US20060257709A1 (en) Modularly built high-temperature fuel cell system
US7470294B2 (en) Fuel processor design and method of manufacture
US8080346B2 (en) Current collector for solid oxide fuel cell tube with internal fuel processing
US6602626B1 (en) Fuel cell with internal thermally integrated autothermal reformer
Kolb et al. Integrated microstructured fuel processors for fuel cell applications
KR100462352B1 (ko) 열강화된소형개질기
Kolb et al. Microstructured fuel processors for fuel-cell applications
IL141313A (en) Thermally enhanced compact reformer
MXPA98008429A (es) Reformador compacto termicamente mejorado
Kolb et al. Wash-coat Catalysts Applied for Partial and Total Oxidation Reactions of Propane in Micro-channels

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic