DE112016002284B4 - Vortex tube reformer for hydrogen production, as well as processes for hydrogen separation - Google Patents
Vortex tube reformer for hydrogen production, as well as processes for hydrogen separation Download PDFInfo
- Publication number
- DE112016002284B4 DE112016002284B4 DE112016002284.0T DE112016002284T DE112016002284B4 DE 112016002284 B4 DE112016002284 B4 DE 112016002284B4 DE 112016002284 T DE112016002284 T DE 112016002284T DE 112016002284 B4 DE112016002284 B4 DE 112016002284B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydrogen
- vortex tube
- vortex
- tube
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/16—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with particles being subjected to vibrations or pulsations
-
- 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
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
- B01J4/002—Nozzle-type elements
-
- 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
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
- H01M8/083—Alkaline fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
-
- 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
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
-
- 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
-
- 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
- B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
-
- 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
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/242—Tubular reactors in series
-
- 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
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/243—Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
-
- 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
- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
- B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
-
- 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
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
-
- 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
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
- C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
-
- 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
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
- C01B3/28—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using moving solid particles
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C27/00—Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds
- C07C27/04—Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds by reduction of oxygen-containing compounds
- C07C27/06—Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds by reduction of oxygen-containing compounds by hydrogenation of oxides of carbon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M33/00—Other apparatus for treating combustion-air, fuel or fuel-air mixture
-
- 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
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
-
- 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
-
- 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
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
- H01M8/086—Phosphoric acid fuel cells [PAFC]
-
- 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
- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
- H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
-
- 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
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
-
- 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
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00119—Heat exchange inside a feeding nozzle or nozzle reactor
-
- 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
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
- B01J2219/00135—Electric resistance heaters
-
- 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
- B01J2219/00761—Details of the reactor
- B01J2219/00763—Baffles
- B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
- B01J2219/0077—Baffles attached to the reactor wall inclined
- B01J2219/00772—Baffles attached to the reactor wall inclined in a helix
-
- 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
- C01B2203/0283—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
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0405—Purification by membrane separation
- C01B2203/041—In-situ membrane purification during hydrogen production
-
- 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
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1041—Composition of the catalyst
- C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
- C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
- C01B2203/1058—Nickel catalysts
-
- 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
- C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
- C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
-
- 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
- C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
- C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
- C01B2203/107—Platinum catalysts
-
- 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
- C01B2203/16—Controlling the process
- C01B2203/1614—Controlling the temperature
- C01B2203/1619—Measuring the temperature
-
- 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
- C01B2203/16—Controlling the process
- C01B2203/1642—Controlling the product
- C01B2203/1671—Controlling the composition of the product
-
- 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
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- 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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
-
- 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
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Abstract
Anordnung, umfassend:mindestens ein Wirbelrohr mit einem Einlass und mindestens einem Wasserstoffauslass; undmindestens einen Reformermechanismus, der dem Wirbelrohr zugeordnet ist, um Wasserstoff von Kohlenstoff in Molekülen von Kohlenwasserstoffbrennstoff, der zu dem Einlass eingegeben wird, zu entfernen, wobei der Reformermechanismus einen katalytischen Bestandteil in dem Wirbelrohr und erwärmten Wasserdampf, der zusammen mit dem Kohlenwasserstoffbrennstoff in das Wirbelrohr eingespritzt wird, umfasst, wobei das Wirbelrohr eine Wirbelkammer umfasst, wobei der Einlass des Wirbelrohrs in die Wirbelkammer führt, wobei das Wirbelrohr ein Hauptrohrsegment umfasst, das mit der Wirbelkammer in Verbindung steht und einen Kohlenstoffauslass, der vom Wasserstoffauslass verschieden ist, aufweist, wobei der genannte Einlass zwischen dem Wasserstoff-Auslass und dem Kohlenstoffauslass angeordnet ist,einen Mischerbehälter zum Aufnehmen des erwärmten Wasserdampfs, der zusammen mit dem Kohlenwasserstoffbrennstoff in das Wirbelrohr eingespritzt wird, wobei der genannte Mischerbehälter in Strömungsverbindung mit einem Wasserbehälter und einem Kohlenwasserstoffbrennstoffbehälter steht; undwobei das genannte Wirbelrohr dazu ausgebildet ist, durch Reformieren des Kohlenwasserstoffs in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff, der zusammen mit dem erwärmten Wasserdampf erhalten wird, Wasserstoff zu bilden.An arrangement comprising: at least one vortex tube having an inlet and at least one hydrogen outlet; andat least one reformer mechanism associated with the vortex tube for removing hydrogen from carbon in molecules of hydrocarbon fuel input to the inlet, the reformer mechanism including a catalytic component in the vortex tube and heated water vapor flowing with the hydrocarbon fuel into the vortex tube wherein the vortex tube comprises a vortex chamber, wherein the inlet of the vortex tube leads into the vortex chamber, wherein the vortex tube comprises a main tube segment that is in communication with the vortex chamber and a carbon outlet that is different from the hydrogen outlet, wherein the said inlet is located between the hydrogen outlet and the carbon outlet, a mixer vessel for receiving the heated water vapor injected into the vortex tube along with the hydrocarbon fuel, said mixer vessel in fluid communication ung stands with a water tank and a hydrocarbon fuel tank; andwherein said vortex tube is adapted to form hydrogen by reforming the hydrocarbon in the hydrocarbon fuel obtained along with the heated water vapor.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Wirbelrohr-Reformer für Synthesegasherstellung, Wasserstoffabtrennung und -einspritzung zu Kraftmaschinen und Brennstoffzellen, sowie ein Verfahren zum Abtrennen von Wasserstoff mit Hilfe eines solchen Wirbelrohrs.The present application relates generally to vortex tube reformers for synthesis gas production, hydrogen separation and injection for engines and fuel cells, and a method for separating hydrogen with the aid of such a vortex tube.
Ein solcher Wirbelrohrreformer ist beispielsweise aus der Schrift
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Anordnung mit mindestens einem Wirbelrohr gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Abtrennen von Wasserstoff mit Hilfe mindestens eines Wirbelrohrs gemäß Anspruch 9 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The present invention proposes an arrangement with at least one vortex tube according to
Eine Anordnung umfasst also mindestens ein Wirbelrohr mit einem Einlass und einem Wasserstoffauslass. Dem Wirbelrohr ist ein Reformermechanismus zugeordnet, um Wasserstoff von Kohlenstoff in Molekülen von Kohlenwasserstoffbrennstoff zu entfernen, der zu dem Einlass eingeleitet wird. Der Reformermechanismus umfasst einen katalytischen Bestandteil in dem Wirbelrohr und/oder erwärmten Wasserdampf, der zusammen mit dem Kohlenwasserstoffbrennstoff in das Wirbelrohr eingespritzt wird.An arrangement thus comprises at least one vortex tube with an inlet and a hydrogen outlet. A reformer mechanism is associated with the vortex tube to remove hydrogen from carbon in molecules of hydrocarbon fuel that is introduced to the inlet. The reformer mechanism includes a catalytic component in the vortex tube and / or heated water vapor that is injected into the vortex tube along with the hydrocarbon fuel.
Dabei umfasst das Wirbelrohr eine Wirbelkammer, wobei der Einlass des Wirbelrohrs in die Wirbelkammer führt. Das Wirbelrohr kann auch ein Hauptrohrsegment umfassen, das mit der Wirbelkammer in Verbindung steht und einen anderen Auslass als den Wasserstoffauslass aufweist. Ein Brennstoffzulauf einer Kraftmaschine kann mit dem Auslass, der ein anderer als der Wasserstoffauslass des Wirbelrohrs ist, in Fluidverbindung stehen. Weiterhin kann der Auslass, der ein anderer als der Wasserstoffauslass ist, an eine Innenfläche einer Wand des Hauptrohrsegments angrenzen. An der Innenfläche der Wand des Hauptrohrsegments kann ein katalytischer Bestandteil angeordnet sein.The vortex tube comprises a vortex chamber, the inlet of the vortex tube leading into the vortex chamber. The vortex tube may also include a main tube segment that is in communication with the vortex chamber and has an outlet other than the hydrogen outlet. A fuel inlet of an engine may be in fluid communication with the outlet other than the hydrogen outlet of the vortex tube. Furthermore, the outlet, which is different from the hydrogen outlet, may adjoin an inner surface of a wall of the main pipe segment. A catalytic component may be disposed on the inner surface of the wall of the main pipe segment.
In manchen Ausführungsformen ist in dem Hauptrohrsegment ein wasserstoffpermeables Rohr mittig angeordnet und bildet an einem Ende des wasserstoffpermeablen Rohrs den Wasserstoffauslass aus.In some embodiments, a hydrogen-permeable pipe is arranged centrally in the main pipe segment and forms the hydrogen outlet at one end of the hydrogen-permeable pipe.
In manchen Ausführungsformen können mehrere Wirbelrohre vorgesehen und in einer toroidalen Konfiguration angeordnet sein, wobei ein erstes Wirbelrohr von den mehreren Wirbelrohren den Einlass des Wirbelrohrs bildet und einem Einlass eines nächsten Wirbelrohrs von den mehreren Wirbelrohren Fluid liefert.In some embodiments, a plurality of vortex tubes may be provided and arranged in a toroidal configuration, with a first vortex tube of the plurality of vortex tubes forming the inlet of the vortex tube and providing fluid to an inlet of a next vortex tube of the plurality of vortex tubes.
Die Kraftmaschine kann eine Turbine oder ein Verbrennungsmotor, etwa ein Dieselmotor, sein.The engine can be a turbine or an internal combustion engine such as a diesel engine.
Der Einlass des Wirbelrohrs kann mit einer Quelle von Kohlenwasserstoffbrennstoff in Fluidverbindung stehen. Zusätzlich oder alternativ kann der Einlass des Wirbelrohrs mit einem Auslass der Kraftmaschine in Fluidverbindung stehen.The inlet of the vortex tube may be in fluid communication with a source of hydrocarbon fuel. Additionally or alternatively, the inlet of the vortex tube can be in fluid communication with an outlet of the engine.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren, das Reformieren von Kohlenwasserstoffbrennstoff unter Verwenden mindestens eines Wirbelrohrs beinhaltet. Das Reformieren umfasst das Entfernen von Wasserstoff von kohlenstoffbasierten Bestandteilen in Molekülen des Kohlenwasserstoffbrennstoffs. Der Wirbel dient auch dazu, den Wasserstoff von den kohlenstoffbasierten Bestandteilen zu trennen, um einen Wasserstoffstrom im Wesentlichen kohlenstofffrei zu machen. Der Wasserstoffstrom wird einem Wasserstoffaufnehmer, etwa einem Tank oder einer Turbine oder einer Kraftmaschine, zugeführt.The invention further encompasses a method that includes reforming hydrocarbon fuel using at least one vortex tube. Reforming involves removing hydrogen from carbon-based constituents in molecules of the hydrocarbon fuel. The vortex also serves to separate the hydrogen from the carbon-based constituents to make a hydrogen stream essentially carbon-free. The hydrogen flow is fed to a hydrogen receiver, such as a tank or a turbine or an engine.
In einem anderen Aspekt umfasst eine Anordnung mindestens ein erstes Wirbelrohr, das zum Aufnehmen von Kohlenwasserstoffbrennstoff und zum Trennen des Kohlenwasserstoffbrennstoffs in einen ersten Strom und einen zweiten Strom ausgelegt ist. Der erste Strom besteht vorrangig aus Wasserstoff, wogegen der zweite Strom Kohlenstoff wie etwa kohlenstoffbasierte Bestandteile umfasst. Mindestens ein erster Wasserstoffaufnehmer ist zum Aufnehmen des ersten Stroms ausgelegt. Zum Trennen des zweiten Stroms in einen dritten Strom und einen vierten Strom ist mindestens ein zweites Wirbelrohr dagegen zum Aufnehmen des zweiten Stroms von dem ersten Wirbelrohr ausgelegt. Der dritte Strom besteht vorrangig aus Wasserstoff zum Versorgen des Wasserstoffaufnehmens damit, während der zweite Strom Kohlenstoff umfasst.In another aspect, an assembly includes at least a first vortex tube configured to receive hydrocarbon fuel and separate the hydrocarbon fuel into a first stream and a second stream. The first stream consists primarily of hydrogen, while the second stream comprises carbon such as carbon-based components. At least one first hydrogen receiver is designed to accept the first current. In contrast, to separate the second flow into a third flow and a fourth flow, at least one second vortex tube is designed to receive the second flow from the first vortex tube. The third stream consists primarily of hydrogen to supply the hydrogen uptake therewith, while the second stream comprises carbon.
Der Wasserstoffaufnehmer kann einen Wasserstofftank umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der Wasserstoffaufnehmer eine Brennstoffzelle umfassen. Sowohl der erste als auch der dritte Strom können dem Wasserstoffaufnehmer zugeführt werden. Der Wasserstoffaufnehmer kann eine Turbine oder eine andere Kraftmaschine umfassen.The hydrogen receiver can include a hydrogen tank. Additionally or alternatively, the hydrogen receiver can comprise a fuel cell. Both the first and the third stream can be fed to the hydrogen receiver. The hydrogen receiver may include a turbine or other prime mover.
In manchen Beispielen ist mindestens ein Wärmetauscher in Fluidverbindung zwischen den Wirbelrohren angeordnet und ist zum Abführen von Wärme von dem zweiten Strom vor dem Einleiten des zweiten Stroms zu dem zweiten Wirbelrohr ausgelegt. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens ein erster katalytischer Bestandteil an einer Innenfläche des ersten Wirbelrohrs vorhanden sein und mindestens ein zweiter katalytischer Bestandteil kann an einer Innenfläche des zweiten Wirbelrohrs, aber nicht auf der Innenfläche des ersten Wirbelrohrs vorhanden sein. Der zweite katalytische Bestandteil kann Kupfer umfassen, und in bestimmten Ausführungsformen können auch Zink und Aluminium an der Innenfläche des zweiten Wirbelrohrs vorhanden sein.In some examples, at least one heat exchanger is disposed in fluid communication between the vortex tubes and is capable of removing heat from the second stream prior to the introduction of the second stream designed to the second vortex tube. Additionally or alternatively, at least one first catalytic component can be present on an inner surface of the first vortex tube and at least one second catalytic component can be present on an inner surface of the second vortex tube but not on the inner surface of the first vortex tube. The second catalytic component can comprise copper, and in certain embodiments zinc and aluminum can also be present on the inner surface of the second vortex tube.
In einem anderen Aspekt umfasst eine Reformeranordnung mindestens ein Wirbelrohr, das eine Wirbelkammer mit einem Eingang und ein Hauptrohrsegment umfasst, das mit der Wirbelkammer in Verbindung steht und einen ersten Ausgang aufweist, der an eine Innenfläche einer Wand des Hauptrohrsegments angrenzt. Der erste Ausgang dient zum Ausgeben von relativ heißeren und schwereren Bestandteilen des Fluids, das an dem Eingang vorgesehen wird. An der Innenfläche der Wand des Hauptrohrsegments ist mindestens ein katalytischer Bestandteil vorhanden.In another aspect, a reformer assembly includes at least one vortex tube including a vortex chamber having an entrance and a main tube segment communicating with the vortex chamber and having a first exit adjacent an inner surface of a wall of the main tube segment. The first outlet is used to discharge relatively hotter and heavier components of the fluid that is provided at the inlet. At least one catalytic component is present on the inner surface of the wall of the main pipe segment.
In manchen Beispielen dieses letzten Aspekts ist in dem Hauptrohrsegment mittig mindestens ein wasserstoffpermeables Rohr angeordnet, das an einem Ende des wasserstoffpermeablen Rohrs einen zweiten Ausgang zum Ausgeben mindestens eines relativ leichteren und kühleren Bestandteils von Fluid, das an dem Eingang vorgesehen wird, ausbildet. Der mindestens eine relativ leichtere und kühlere Bestandteil kann Wasserstoff umfassen, und die relativ heißeren und schwereren Bestandteile von Fluid, das an dem Eingang vorgesehen wird, können Kohlenstoff umfassen. Mit dem zweiten Ausgang kann eine Brennstoffzelle oder eine Kraftmaschine oder ein anderer Wasserstoffaufnehmer etwa ein Tank verbunden sein.In some examples of this last aspect, at least one hydrogen-permeable tube is centrally arranged in the main tube segment, which tube forms a second outlet at one end of the hydrogen-permeable tube for discharging at least one relatively lighter and cooler component of fluid that is provided at the inlet. The at least one relatively lighter and cooler component can comprise hydrogen, and the relatively hotter and heavier components of fluid provided at the inlet can comprise carbon. A fuel cell or an engine or some other hydrogen pick-up, such as a tank, can be connected to the second output.
In einem anderen Aspekt umfasst ein System mindestens eine Brennstoffzelle und mindestens eine Wirbelrohranordnung zum Aufnehmen von Kohlenwasserstoffbrennstoff als Eintrag und zum Liefern von aus dem Kohlenwasserstoffbrennstoff in dem Wirbelrohr reformierten Wasserstoff zu der Brennstoffzelle.In another aspect, a system includes at least one fuel cell and at least one vortex tube assembly for receiving hydrocarbon fuel as feed and for delivering reformed hydrogen from the hydrocarbon fuel in the vortex tube to the fuel cell.
Die Einzelheiten der vorliegenden Beschreibung - sowohl bezüglich ihres Aufbaus als auch Betriebs - lassen sich am Besten unter Bezug auf die Begleitzeichnungen verstehen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Hierbei zeigen:The details of the present description - both in terms of its structure and operation - can best be understood with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters denote like parts. Here show:
FigurenlisteFigure list
-
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Energieerzeugungssystems;1 Fig. 3 is a block diagram of an exemplary power generation system; -
2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Wirbelrohrreformer-/Abscheideranordnung;2 Fig. 3 is a block diagram of an exemplary vortex tube reformer / separator assembly; -
3 ein schematisches Diagramm einer toroidalen Wirbelrohranordnung;3 Figure 3 is a schematic diagram of a toroidal vortex tube assembly; -
4 ein schematisches Diagramm eines Wirbelrohrs in einem Kraftmaschinensystem;4th Figure 4 is a schematic diagram of a vortex tube in an engine system; -
5 ein schematisches Diagramm eines wirbelrohrbasierten Wasserstoffeinspritzsystems für eine Kraftmaschine;5 Fig. 3 is a schematic diagram of a vortex tube based hydrogen injection system for an engine; -
6 ein schematisches Diagramm aus einer transversaler Sicht eines Wirbelrohrs, das Abtrennung zeigt;6th Fig. 3 is a schematic diagram from a transverse view of a vortex tube showing separation; -
7-9 zusätzliche schematische Diagramme von wirbelrohrbasierten Wasserstoffreformersystemen;7-9 additional schematic diagrams of vortex tube-based hydrogen reformer systems; -
10 ein Blockdiagramm eines beispielhaften elektrischen Komponentensubsystems zum Unterstützen der in den Zeichnungen gezeigten Wirbelrohrsysteme; und10 Figure 3 is a block diagram of an exemplary electrical component subsystem for supporting the vortex tube systems shown in the drawings; and -
11 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozessflusses der in den Zeichnungen gezeigten Wirbelrohrsysteme, das Logik zeigt, die von einem Prozessor ausgeführt werden kann.11th Figure 4 is a flow diagram of an exemplary process flow of the vortex tube systems shown in the drawings, showing logic that may be executed by a processor.
EINGEHENDE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die Ausgangswelle der Turbine kann mit dem Rotor eines Stromgenerators gekoppelt sein, um den Generatorrotor in einem elektrischen Feld zu drehen und somit den Generator Strom ausgeben zu lassen. Oder die Ausgangswelle der Turbine kann mit dem Rotor eines Flugzeugpropellers gekoppelt sein, um den Propeller zu drehen und ihn somit zu veranlassen, Schubkraft zum Antreiben eines Turboprop-Düsenflugzeugs zu erzeugen. Die Ausgangswelle der Turbine kann wiederum mit dem Rotor einer Antriebskomponente etwa dem Rotor eines Helikopters, der Welle eines Wasserfahrzeugs, an der ein Propeller angebracht ist, oder einer Antriebswelle eines Landfahrzeugs, etwa eines Panzerfahrzeugs, gekoppelt sein, um je nachdem den Rotor/die Welle/die Antriebswelle zu drehen, um abhängig von der Beförderungsart die Plattform durch die Luft oder das Wasser oder über Land fortzubewegen. Die Antriebskomponente kann einen Antriebsstrang umfassen, der eine Kombination von aus dem Stand der Technik bekannten Komponenten umfassen kann, z.B. Kurbelwellen, Getriebe, Achsen usw.The output shaft of the turbine can be coupled to the rotor of a power generator in order to rotate the generator rotor in an electric field and thus make the generator output power. Or the output shaft of the turbine can be coupled to the rotor of an aircraft propeller to rotate the propeller and thereby cause it to generate thrust to propel a turbo-prop jet. The output shaft of the turbine can in turn be coupled to the rotor of a drive component, such as the rotor of a helicopter, the shaft of a watercraft to which a propeller is attached, or a drive shaft of a land vehicle, such as an armored vehicle, depending on the rotor / shaft / Rotate the drive shaft to move the platform through the air, water or land, depending on the mode of transport. The drive component may comprise a drive train, which may comprise a combination of components known in the art, e.g., crankshafts, gears, axles, etc.
Zusätzlich zu oder statt des Beaufschlagens eines Aufnehmers, etwa der Turbine
Die Reformeranordnung
Die Brennstoffzelle
Elektrizität aus der Brennstoffzelle
Zum Verwirklichen weiterer Effizienzen kann der Ausstoß der Brennstoffzelle, etwa Wasser in Form von Dampf, der von der Brennstoffzelle
In jedem Fall lässt sich nun nachvollziehen, dass das Dampf-/Kohlenstoffgemisch die Brennstoffeinspritzung direkt aus dem Brennstofftank
Weiterhin kann von der Brennstoffzelle
In manchen Ausführungsformen kann bei Bedarf Wasser von der Brennstoffzelle
Bei Betrachtung zunächst des Dampfbehälters
Bezüglich des Brennstoffbehälters
In manchen Beispielen können der Dampf in dem Dampfbehälter
Der Mischer/Injektor
Das Wirbelrohr
Wie gezeigt wird das druckbeaufschlagte Gemisch aus Dampf und Brennstoff von dem Mischer/Injektor
Eine katalysierende Schicht
Das Zusammenwirken der Struktur des Wirbelrohrs
Bei Bedarf kann ein Evakuierungsmechanismus, etwa eine Vakuumpumpe
Die kohlenstoffbasierten Bestandteile des Brennstoffs werden dagegen aus der rechten Seite des Hauptrohrs
Brennstoffzellen arbeiten typischerweise besser, wenn der zu ihnen eingespeiste Wasserstoff relativ kühler als der durch übliche Reformer hergestellte ist, der folglich ein Kühlen erfordern kann. Zudem kann es schwierig sein, bestimmte Wasserstoffkühlprozesse wie etwa WGSR bei Wasserstoff extrem hoher Temperatur von einem herkömmlichen Reformer zu nutzen, was bedeutet, dass der Wasserstoff einer erheblichen Kühlung bedarf. Durch Reformieren des Brennstoffs kommt es bei Abscheiden des Wasserstoffs und Kühlen des Wasserstoffs (relativ zu den kohlenstoffbasierten Bestandteilen) in einer Einzelreformeranordnung wie hierin beschrieben zu mehreren Vorteilen, darunter die Fähigkeit, relativ kühlen Wasserstoff zu erzeugen, der weniger Kühlung nach Reformieren erfordert und der die Lebensdauer der Brennstoffzelle verlängert.Fuel cells typically work better when the hydrogen fed to them is relatively cooler than that produced by conventional reformers, which consequently may require cooling. In addition, it can be difficult to use certain hydrogen cooling processes such as WGSR with extremely high temperature hydrogen from a conventional reformer, which means that the hydrogen requires significant cooling. By reforming the fuel, separating the hydrogen and cooling the hydrogen (relative to the carbon-based constituents) in a single reformer arrangement as described herein has several advantages, including the ability to produce relatively cool hydrogen that requires less cooling after reforming and that does The service life of the fuel cell is extended.
Demgemäß ermöglicht die Verwendung einer Wirbel- oder Zyklonwirbelwirkung das elegante Integrieren dieser Prozesse und sieht höhere Energieeffizienz, verbesserte Brennstoffnutzung und erhöhte Wasserstoffausbeute vor. Zusätzliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Reformern umfassen das Verschieben des chemischen Gleichgewichts zugunsten von Wasserstofferzeugung. Dies wird durch Positionierung eines wasserstoffpermeablen Membranabscheiderrohrs an der Niederdruckstelle des Wirbels erreicht, um während des Reformierungsprozesses in dem Rohr Wasserstoff von dem entstehenden Kohlenwasserstoff-Synthesegasgemisch abzuziehen oder zu ernten. Dieser Prozess wird durch die Kombination eines erzeugten Wirbels oder von erzeugten Wirbeln erreicht, was das Reformieren und die Wirbelgasabscheidung gleichzeitig verbessert, während auch die Ausbeute und das Kühlen des Wasserstoffgases verbessert werden.Accordingly, the use of a vortex or cyclone vortex effect enables these processes to be elegantly integrated and provides higher energy efficiency, improved fuel economy and increased hydrogen yield. Additional advantages over traditional reformers include shifting the chemical balance in favor of hydrogen production. This is achieved by positioning a hydrogen-permeable membrane separator tube at the low pressure point of the vortex in order to extract or harvest hydrogen from the resulting hydrocarbon-synthesis gas mixture during the reforming process in the tube. This process is achieved by the combination of a generated vortex or vortices, which is reforming and vortex gas separation at the same time while the yield and cooling of the hydrogen gas are also improved.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ansatz sieht der erzeugte Wirbel eine Zentrifugaldrehwirkung vor, die auf die Gase in einem runden Rohr, anfangs auf den Wasserstoff und Dampf, ausgeübt wird, die bei höheren Drücken und Temperaturen tangential gegen die Wände des katalysatorverkleideten Hauptrohrs
Wenn der Reformierungsprozess das Rohr in dem Wirbel hinunter abläuft, differenziert oder schichtet sich das eingeleitete Kohlenwasserstoffgasgemisch gemäß Gasdichten axial in dem Rohr. Die Kohlenwasserstoffe und der Dampf, die die dichteste Ansammlung an der Innenwand des Rohrs sind, und der Wasserstoff mit der niedrigsten Dichte bewegen sich hin zur Mitte des Wirbels. Die höheren Momente werden auf die schwereren Gase, die Kohlenwasserstoffe mit den längsten Ketten und den Dampf ausgeübt, die mit hoher Kraft und in hohen Dichten mit der katalysatorverkleideten Wand des Rohrs kollidieren. Dies optimiert die Konformität und die Grenzfläche zwischen dem Kohlenwasserstoff, dem Dampf und dem Katalysator bei einem bestimmten Druck.As the reforming process proceeds down the pipe in the vortex, the introduced hydrocarbon gas mixture differentiates or stratifies according to gas densities axially in the pipe. The hydrocarbons and steam, which are the densest accumulation on the inside wall of the pipe, and the hydrogen with the lowest density, move towards the center of the vortex. The higher moments are exerted on the heavier gases, the hydrocarbons with the longest chains and the steam, which collide with high force and in high densities with the catalyst-clad wall of the pipe. This optimizes compliance and the interface between the hydrocarbon, steam and catalyst at a given pressure.
Die Wasserstoffgase, die weniger massereich sind, werden hin zur Mitte des Wirbels, hin zur Zone niedrigeren Drucks, weg von der Peripherie gezogen. Diese Wirkung, die den Wasserstoff weg von der Peripherie bewegt, verbessert für die schwereren Kohlenwasserstoffe, Dampf und Kohlenstoffoxide den Zugangsweg zu dem Katalysator. Die Mitte des Rohrs, dort wo der Wirbel seine niedrigsten Drücke aufweist, enthält das wasserstoffpermeable Filterrohr
Der Wasserstoff wird abgeschieden und aufgrund seiner niedrigeren Dichte zur Mitte des Wirbels gezogen und wird aufgrund des auf das Rohr ausgeübten Unterdrucks weiter in die Wände des wasserstoffpermeablen Abtrennungsrohrs gezogen. Das Abziehen oder Ernten von Wasserstoff aus der laufenden Reformation verbessert die dynamischen chemischen Reaktionen in Verbindung mit dem Katalysator durch Abbauen von Wasserstoff weiter, was nachteilige reversible Wasserstoffreaktionen beschränkt. Dies erhöht das Verhältnis der Erzeugung von Wasserstoff zu Kohlenstoff.The hydrogen is separated and, due to its lower density, is drawn to the center of the vortex and is drawn further into the walls of the hydrogen-permeable separation tube due to the negative pressure exerted on the tube. Withdrawal or harvest of hydrogen from the ongoing reformation further enhances the dynamic chemical reactions associated with the catalyst by breaking down hydrogen, which limits adverse reversible hydrogen reactions. This increases the ratio of production of hydrogen to carbon.
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden wird das Produkt der Reformationsreaktion (Synthesegas) während der Laufzeit entlang des Wirbelrohrs ständig abgegriffen, was die gereinigten Ausgabeströme vorsieht und weiter das Gleichgewicht der ablaufenden Reaktion ändert, um die Menge erzeugten Wasserstoffs zu verbessern. Die Zyklonwirbelbewegung kann mittels eines Propellers oder einer Pumpe, der/die die Gase mit schwerer Kohlenwasserstoffbasis und den Dampf hin zu den Rohrwänden veranlasst, auf die eingespritzten Kohlenwasserstoff- und Dampfeinspeisungen ausgeübt werden. Diese Bewegung verursacht ein Reformieren eines Teils der Kohlenwasserstoffe, die auf die Katalysatoren auftreffen, wobei Wasserstoff und Kohlenmonoxid ausgestoßen werden. Diese zwei Gase, die leichter als CH4 sind, werden hin zur Mitte des Wirbels weg von der Wand des Wirbelrohrs getrieben. Die abgetrennten Ausgabeströme, die zum einen aus Wasserstoff und zum anderen aus Dampf, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Spurenbeimengungen bestehen, werden einzeln abgegriffen und zu jeweiligen Ausgabeströmen befördert.With the foregoing in mind, the product of the reformation reaction (synthesis gas) is continuously tapped along the vortex tube during run time, providing the purified output streams and further changing the equilibrium of the reaction taking place to improve the amount of hydrogen produced. The cyclone vortex motion can be applied to the injected hydrocarbon and steam feeds by means of a propeller or pump that drives the heavy hydrocarbon based gases and steam towards the pipe walls. This movement causes some of the hydrocarbons that hit the catalysts to reform, emitting hydrogen and carbon monoxide. These two gases, lighter than CH 4 , are driven towards the center of the vortex away from the wall of the vortex tube. The separated output streams, which consist on the one hand of hydrogen and on the other hand of steam, carbon monoxide, carbon dioxide and trace impurities, are tapped individually and conveyed to the respective output streams.
Die Erzeugung und Trennung der ausgegebenen Brennstoffströme werden jeweils mittels der Wirbelwirkung in dem Reaktionsrohr und der progressiven Entfernung der fraktionierenden Produkte, wie Wasserstoff, verbessert, was weiter eine dynamische Optimierung aufgrund der kontinuierlichen Nichtgleichgewichtsbedingungen vorsieht.The generation and separation of the discharged fuel streams are each improved by means of the swirling action in the reaction tube and the progressive removal of the fractionating products such as hydrogen, which further provides a dynamic optimization due to the continuous non-equilibrium conditions.
Zusätzlich zu entsprechenden Sensoren, Ventilen und Steuerungselektronik kann das Wirbelrohr Brennstoff- und Dampfinjektoren, Wärmezufuhrvorrichtungen, Wärmetauscher, Turbulentmischer hoher Scherkraft, Filter und Ausgabestromabgriffvorrichtungen umfassen. Der ausgegebene Wasserstoff und etwas Dampf können der Brennstoffzelle
Wie gezeigt kann Brennstoff zu einem Anfangswirbelrohr
Die Konfiguration
In anderen Ausführungsformen wird die Kohlenstoffausgabe jedes Rohrs zum Eingang des nächsten Rohrs befördert, wobei die Wasserstoffausgaben jedes Rohrs einzeln aus der toroidalen Konfiguration
Im Hinblick auf die vorstehende Offenbarung versteht sich, dass das Wirbelrohr
Analog kann das Wirbelrohr
Wie vorstehend erwähnt kann das Wirbelrohr
In dem gezeigten Beispiel kommuniziert eine Wirbelrohrauslassleitung
In dem gezeigten Beispiel kann der Einlass
Genauer gesagt kann ein Wasserstoffauslassventil
In der Fahrzeugabgasleitung
Zum Steuern, welcher Brennstoff von der Kraftmaschine
Es versteht sich nun, dass in Betrieb das Wirbelrohr
Der Dampfmischer/Injektor
Während des Reformierungsprozesses wird an der katalysierenden Schicht Synthesegas erzeugt, und die Wasserstoffkomponente des Synthesegases bewegt sich dann hin zur Mitte des Wirbels in dem Wirbelrohr, da der Wasserstoff leichter als das Kohlenstoff-/Dampfgemisch ist, das hin zum äußeren Teil des Wirbels gedrängt wird. Somit besteht ein ausgegebener Strom des Wirbelrohrs vorrangig aus Wasserstoff und wird (bei Bedarf durch eingreifende Komponenten, etwa die nachstehend beschriebene Pumpe
An dem Brennstofftank
In dem Verbindungsweg zwischen dem Brennstofftank
Die Stellung eines oder beider Ventile
Weiterhin kann wie bei 518 gezeigt an dem Mischer
An seinem Wasserstoffausgabeende gibt das Wirbelrohr
An seinem Kohlenstoffausgabeende kann das Wirbelrohr
Eine Ausgabe des Wärmetauschers
Auch kann ein Teil der Ausgabe von dem Brennstofftank
Es können ein oder mehrere Sensoren
Im Einzelnen trifft an dem Kohlenstoffende des Wirbelrohrs
Die Mitte des Synthesegaswirbels, meist Wasserstoff, wird dagegen von der Mitte des Drosselsteuerventils
Analog können ein oder mehrere Sensoren
Es versteht sich nun, dass
Sobald es warm genug ist, um in der Wasserstoffbetriebsart zu arbeiten, wird der erzeugte Wasserstoffstrom von dem Wirbelrohr
In
Der Wärmetauscher
In jedem Fall kann das Wirbelrohr
Die Wasserstoffausgaben beider Wirbelrohre
An dem Auslass des Wirbelrohrs
Im Einzelnen zeigt
An dem Auslass der Kraftmaschine
Ein Steuersystem kann somit hierin Computer und Prozessoren umfassen, die über ein Netzwerk verbunden sind, so dass Daten zwischen den Client- und Serverkomponenten ausgetauscht werden können. Die Clientkomponenten können ein oder mehrere Rechenvorrichtungen, etwa Kraftmaschinensteuermodule (ECMs), tragbare Rechner wie etwa Laptops und Tabletcomputer, und andere mobile Geräte, einschließlich Smart-Phones, umfassen. Diese Rechenvorrichtungen können mit verschiedenen Betriebsumgebungen arbeiten. Beispielsweise können einige der Clientkomponenten zum Beispiel Linux-Betriebssysteme, Betriebssysteme von Microsoft oder ein Unix-Betriebssystem oder von Apple Computer oder Google hergestellte Betriebssysteme oder VxWorks-eingebettete Betriebssysteme von Wind River nutzen.A control system herein may thus include computers and processors connected via a network so that data can be exchanged between the client and server components. The client components may include one or more computing devices such as engine control modules (ECMs), portable computers such as laptops and tablet computers, and other mobile devices including smart phones. These computing devices can operate in various operating environments. For example, some of the client components may use Linux operating systems, Microsoft operating systems or a Unix operating system, or operating systems made by Apple Computer or Google, or VxWorks-embedded operating systems from Wind River, for example.
Zwischen den Komponenten können Informationen über ein Netzwerk ausgetauscht werden. Zu diesem Zweck und zur Sicherheit können Komponenten Firewalls, Load Balancers, temporäre Speicher und Proxies sowie andere Netzwerkinfrastruktur für Zuverlässigkeit und Sicherheit umfassen.Information can be exchanged between the components via a network. For this purpose and security, components can include firewalls, load balancers, temporary storage and proxies, and other network infrastructure for reliability and security.
Wie hierin verwendet bezeichnen Befehle von Computern umgesetzte Schritte zum Verarbeiten von Informationen in dem System. Befehle können in Software, Firmware oder Hardware umgesetzt werden und können jede Art von programmierten Schritt umfassen, der von Komponenten des Systems ausgeführt wird.As used herein, commands by computers refer to steps implemented to process information in the system. Instructions can be implemented in software, firmware, or hardware and can include any type of programmed step performed by components of the system.
Ein Prozessor kann jeder übliche Mehrzweckprozessor mit einem oder mehreren Chips sein, der mittels verschiedener Leitungen, etwa Adressleitungen, Datenleitungen und Steuerleitungen und Registern und Schieberegistern Logik ausführen kann.A processor can be any conventional one or more chip general purpose processor that can execute logic using various lines such as address lines, data lines, and control lines, and registers and shift registers.
Mittels der Flussdiagramme und Benutzerschnittstellen beschriebene Softwaremodule können hierin verschiedene Subroutinen, Abläufe etc. umfassen. Ohne die Offenbarung einzuschränken, kann die genannte Logik, die von einem bestimmten Modul auszuführen ist, auf andere Softwaremodule umverteilt und/oder in einem einzigen Modul vereint und/oder in einer Bibliothek zugänglich gemacht werden.Software modules described using the flowcharts and user interfaces may include various subroutines, processes, etc. herein. Without restricting the disclosure, the said logic, which is to be executed by a specific module, can be redistributed to other software modules and / or combined in a single module and / or made accessible in a library.
Hierin beschriebene bestehende Grundsätze können als Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen derselben implementiert werden; somit werden veranschaulichende Komponenten, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte hinsichtlich ihrer Funktionalität dargelegt.Existing principles described herein can be implemented in hardware, software, firmware, or combinations thereof; thus, illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps are set forth in terms of their functionality.
Zusätzlich zu dem vorstehend Gesagten können logische Blöcke, Module und Schaltungen, die nachstehend beschrieben werden, mit einem Mehrzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, etwa einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), diskreter Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebigen Kombination derselben, die ausgelegt sind, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen, umgesetzt oder durchgeführt werden. Ein Prozessor kann durch ein Steuergerät oder eine Zustandsmaschine oder eine Kombination von Rechenvorrichtungen implementiert werden.In addition to the foregoing, logic blocks, modules, and circuitry described below can be used with a general purpose processor, digital signal processor (DSP), field programmable gate array (FPGA), or other programmable logic device such as an application specific integrated circuit (ASIC ), discrete gate or transistor logic, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform, implemented, or performed the functions described herein. A processor can be implemented by a controller or a state machine or a combination of computing devices.
Die nachstehend beschriebenen Funktionen und Verfahren können, bei Implementation in Software, in einer entsprechenden Sprache geschrieben werden, beispielsweise aber nicht ausschließlich in Java, C# oder C++, und können auf einem maschinell lesbaren Speichermedium, etwa einem Arbeitsspeicher (RAM), einem Festspeicher (ROM), einem elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeicher (EEPROM), einem Compact-Disk-Festspeicher (CD-ROM) oder einem anderen optischen Plattenspeicher, etwa einer DVD (Digital Versatile Disc), einem Magnetplattenspeicher oder anderen Magnetspeichervorrichtungen, einschließlich USB-Speichersticks, etc., gespeichert oder durch diesen übermittelt werden. Eine Verbindung kann ein maschinell lesbares Medium bilden. Solche Verbindungen können beispielsweise Festkabel, einschließlich Faseroptik- und Koaxialkabel, und DSL (Digital Subscriber Line) und verdrillte Doppelkabel umfassen. Solche Verbindungen können drahtlose Kommunikationsverbindungen, einschließlich Infrarot und Funk, umfassen.The functions and methods described below can, when implemented in software, be written in an appropriate language, for example but not exclusively in Java, C # or C ++, and can be stored on a machine-readable storage medium, such as a working memory (RAM), a read-only memory (ROM ), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a compact disk read-only memory (CD-ROM) or other optical disk storage such as a DVD (Digital Versatile Disc), magnetic disk storage or other magnetic storage devices, including USB memory sticks, etc. , stored or transmitted through it. A connection can form a machine-readable medium. Such connections may include, for example, fixed cables, including fiber optic and coaxial cables, and digital subscriber line (DSL) and twisted-pair cables. Such links can include wireless communication links including infrared and radio.
Die Betriebslogik von
Die Logik beginnt bei Zustand
Die Entscheidungsraute
In einer Ausführungsform enthaltene Komponenten können in anderen Ausführungsformen in einer beliebigen geeigneten Kombination verwendet werden. Components included in one embodiment can be used in other embodiments in any suitable combination.
Beispielsweise können beliebige der hierin beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten verschiedenen Komponenten kombiniert, ausgetauscht oder von anderen Ausführungsformen ausgeschlossen werden.For example, any of the various components described herein and / or shown in the figures can be combined, interchanged, or excluded from other embodiments.
„Ein System mit mindestens einem von A, B und C“ (analog „ein System mit mindestens einem von A, B oder C“ und „ein System mit mindestens einem von A, B, C“) umfasst Systeme, die A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen und/oder A, B und C zusammen aufweisen, etc."A system with at least one of A, B and C" (analogous to "a system with at least one of A, B or C" and "a system with at least one of A, B, C") includes systems that A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together and / or A, B and C together, etc.
Während die bestimmten Systeme und Verfahren hierin näher gezeigt und beschrieben werden, ist der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.While the particular systems and methods are shown and described in detail herein, the scope of the present application is limited only by the appended claims.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/715,026 | 2015-05-18 | ||
US14/715,026 US9840413B2 (en) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Integrated reformer and syngas separator |
US15/078,263 US9843062B2 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use |
US15/078,263 | 2016-03-23 | ||
PCT/US2016/027442 WO2016186762A1 (en) | 2015-05-18 | 2016-04-14 | Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112016002284T5 DE112016002284T5 (en) | 2018-02-15 |
DE112016002284B4 true DE112016002284B4 (en) | 2021-12-02 |
Family
ID=57320151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112016002284.0T Active DE112016002284B4 (en) | 2015-05-18 | 2016-04-14 | Vortex tube reformer for hydrogen production, as well as processes for hydrogen separation |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6532544B2 (en) |
CN (1) | CN107847897A (en) |
CA (1) | CA2983924C (en) |
DE (1) | DE112016002284B4 (en) |
GB (1) | GB2554276B (en) |
WO (1) | WO2016186762A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109638324B (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-23 | 南京航空航天大学 | Pure hydrogen catalytic device and PEMFC power generation system of many sleeve structures of integration to multiple hydrocarbon fuel |
US11306947B2 (en) * | 2020-01-13 | 2022-04-19 | B/E Aerospace, Inc. | Temperature control system in a passenger service unit |
CN111852660A (en) * | 2020-06-16 | 2020-10-30 | 华电电力科学研究院有限公司 | Gas turbine performance heating system and operation method thereof |
AT524785B1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-09-15 | Ecool Advanced Urban Eng Gmbh | Device and method for separating carbon and hydrogen from a hydrocarbon-containing gas mixture |
CN114278469B (en) * | 2021-12-30 | 2022-10-21 | 重庆望江摩托车制造有限公司 | Hybrid energy motorcycle utilizing methanol cracking to produce hydrogen |
CN114933279B (en) * | 2022-06-14 | 2023-07-25 | 中南大学 | Control method for hydrogen production by alcohol fuel pyrolysis |
CN117025252B (en) * | 2023-10-09 | 2023-12-12 | 东营联合石化有限责任公司 | Hydrocracking and hydrodesulfurization combined device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3546891A (en) | 1969-07-18 | 1970-12-15 | Lancelot A Fekete | Vortex tube process and apparatus |
US6521205B1 (en) | 1998-05-05 | 2003-02-18 | SHEC Labs—Solar Hydrogen Energy Corporation | Process for the production of hydrogen by thermal decomposition of water, and apparatus therefor |
US20090060805A1 (en) | 2006-05-10 | 2009-03-05 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Process and apparatus for hydrogen and carbon production via carbon aerosol-catalyzed dissociation of hydrocarbons |
WO2014093560A1 (en) | 2012-12-11 | 2014-06-19 | Foret Plasma Labs, Llc | High temperature countercurrent vortex reactor system, method and apparatus |
US20140346055A1 (en) | 2008-02-07 | 2014-11-27 | Mccutchen Co. | Radial counterflow shear electrolysis |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3116344A (en) * | 1960-08-19 | 1963-12-31 | Shell Oil Co | Vortex tube reactor and process for converting hydrocarbons therein |
US3563883A (en) * | 1968-12-30 | 1971-02-16 | Texaco Inc | Catalytic reforming |
JPS5240221A (en) * | 1975-09-25 | 1977-03-29 | Nippon Soken Inc | Carureter of a fuel quality improving device |
US6986797B1 (en) * | 1999-05-03 | 2006-01-17 | Nuvera Fuel Cells Inc. | Auxiliary reactor for a hydrocarbon reforming system |
US6793698B1 (en) * | 2001-03-09 | 2004-09-21 | Uop Llc | Fuel processor reactor with integrated pre-reforming zone |
JP2004196646A (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-15 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel reforming apparatus |
GB2411407B (en) * | 2003-03-05 | 2006-04-19 | Gtl Microsystems Ag | Producing longer-chain hydrocarbons from natural gas |
US6932858B2 (en) * | 2003-08-27 | 2005-08-23 | Gas Technology Institute | Vortex tube system and method for processing natural gas |
JP2006199509A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Iwatani Internatl Corp | Reformer |
KR101126207B1 (en) * | 2005-02-28 | 2012-03-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel supply apparatus for reformer and fuel cell system |
WO2007132692A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Hydrogen production system and method of controlling flow rate of offgas in the system |
WO2008047670A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Panasonic Corporation | Hydrogen production apparatus and fuel cell system comprising the same |
US8210214B2 (en) * | 2007-12-27 | 2012-07-03 | Texaco Inc. | Apparatus and method for providing hydrogen at a high pressure |
US7964301B2 (en) * | 2009-06-26 | 2011-06-21 | Global Energy Science, LLC (California) | Dynamic accelerated reaction batteries utilizing Taylor Vortex Flows |
NO339087B1 (en) * | 2010-08-17 | 2016-11-14 | Gasplas As | Apparatus, system and method for producing hydrogen |
US9493350B2 (en) * | 2012-03-16 | 2016-11-15 | Stamicarbon B.V. Acting Under The Name Of Mt Innovation Center | Method and system for the production of hydrogen |
US9023243B2 (en) * | 2012-08-27 | 2015-05-05 | Proton Power, Inc. | Methods, systems, and devices for synthesis gas recapture |
KR101429652B1 (en) * | 2012-09-19 | 2014-08-14 | 충남대학교산학협력단 | High temperature type fuel cell system with use of temperature improved |
WO2015010062A1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-01-22 | Watt Fuel Cell Corp. | Apparatus and methods for mixing reformable fuels and an oxygen-containing gas and/or steam |
MX352220B (en) * | 2013-11-06 | 2017-11-15 | WATT Fuel Cell Corp | Gaseous fuel cpox reformers and methods of cpox reforming. |
WO2015069621A2 (en) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | Watt Fuel Cell Corp. | Reformer with perovskite as structural component thereof |
-
2016
- 2016-04-14 CA CA2983924A patent/CA2983924C/en active Active
- 2016-04-14 DE DE112016002284.0T patent/DE112016002284B4/en active Active
- 2016-04-14 GB GB1718215.5A patent/GB2554276B/en active Active
- 2016-04-14 JP JP2017559701A patent/JP6532544B2/en active Active
- 2016-04-14 WO PCT/US2016/027442 patent/WO2016186762A1/en active Application Filing
- 2016-04-14 CN CN201680028834.0A patent/CN107847897A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3546891A (en) | 1969-07-18 | 1970-12-15 | Lancelot A Fekete | Vortex tube process and apparatus |
US6521205B1 (en) | 1998-05-05 | 2003-02-18 | SHEC Labs—Solar Hydrogen Energy Corporation | Process for the production of hydrogen by thermal decomposition of water, and apparatus therefor |
US20090060805A1 (en) | 2006-05-10 | 2009-03-05 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Process and apparatus for hydrogen and carbon production via carbon aerosol-catalyzed dissociation of hydrocarbons |
US20140346055A1 (en) | 2008-02-07 | 2014-11-27 | Mccutchen Co. | Radial counterflow shear electrolysis |
WO2014093560A1 (en) | 2012-12-11 | 2014-06-19 | Foret Plasma Labs, Llc | High temperature countercurrent vortex reactor system, method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016186762A1 (en) | 2016-11-24 |
JP2018522799A (en) | 2018-08-16 |
JP6532544B2 (en) | 2019-06-19 |
CN107847897A (en) | 2018-03-27 |
GB201718215D0 (en) | 2017-12-20 |
CA2983924C (en) | 2019-07-30 |
GB2554276A (en) | 2018-03-28 |
CA2983924A1 (en) | 2016-11-24 |
DE112016002284T5 (en) | 2018-02-15 |
GB2554276B (en) | 2021-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112016002284B4 (en) | Vortex tube reformer for hydrogen production, as well as processes for hydrogen separation | |
DE112010004880B4 (en) | Turbine with improved efficiency | |
DE69738240T2 (en) | METHOD FOR THE CONVERSION OF FUEL IN ENERGY | |
EP1060942B1 (en) | Vehicle having an internal combustion drive engine and comprising a fuel cell arrangement for the supply of current meeting the electrical requirements of the vehicle and method for operating such a vehicle | |
EP2791007B1 (en) | Aircraft having an engine, a fuel tank, and a fuel cell | |
EP3577024B1 (en) | Method and device for generating electrical energy | |
US11444302B2 (en) | Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use | |
US9840413B2 (en) | Integrated reformer and syngas separator | |
DE10306234B4 (en) | Method for supplying air to a fuel cell and apparatus for carrying out the method | |
DE112009001834T5 (en) | A system and method for operating a power generation system with an alternative working fluid | |
JP2003535259A (en) | Method of operating a combustion plant and combustion plant | |
EP1082774A1 (en) | Fuel cell system and method for generating electrical energy using a fuel cell system | |
EP1104039A2 (en) | Fuel cell system, gas supply system and method for operating the system | |
DE102006002882A1 (en) | Fuel cell system for aircraft, such as airplane comprises combination of first and second fuel cells of first and second types, respectively, in which an anode side of first fuel cell communicates with cathode side of second fuel cell | |
DE102007039593B4 (en) | Apparatus and method for operating a high temperature fuel cell | |
DE112007001313T5 (en) | Hybrid drive system with fuel cell and engine | |
EP1072758B1 (en) | Method for cooling gas turbine blades | |
WO2018122252A1 (en) | Fuel cell device and method for starting up the fuel cell device | |
DE102009022711A1 (en) | Ship propulsion system and ship equipped therewith | |
DE10042314B4 (en) | Gas turbine arrangement with a fuel cell | |
EP2135315A2 (en) | Fuel cell system with a recirculation strand | |
DE10309794A1 (en) | Fuel cell system with at least one fuel cell and a gas generating system | |
WO2017108252A1 (en) | Gas turbine installation and method for operating a gas turbine installation | |
WO2018033458A1 (en) | Gas processor unit, and fuel cell device having such a gas processor unit | |
EP3980372B1 (en) | Process for the production of hydrogen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |