DE60025124T2 - Methode und Vorrichtung zur Wasserstoffherstellung mittels Reformierung - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff durch eine Reformierungsreaktion. Insbesondere betrifft sie das Bereitstellen eines Reformierungsverfahrens zur Wasserstoffherstellung mittels Autooxidation und internes Erhitzen sowie eine Vorrichtung hierfür wie in den Ansprüchen 1 und 5 beschrieben ist.
  • Stand der Technik
  • Bislang wurden bei der Herstellung von Wasserstoff vorteilhafterweise ein Reformierungsverfahren und eine Vorrichtung, die ein Reformierungsverfahren einsetzte, angewendet, bei denen ein Gemisch eines Kohlenwasserstoffs oder eines aliphatischen Alkohols mit Wasserdampf eingeführt und mit einem Reformierungskatalysator in Kontakt gebracht wird. In derartigen Verfahren und Vorrichtungen wird üblicherweise eine Wärmemenge, die für die Reformierungsreaktion benötigt wird, extern mittels Wandoberflächen des Reformierungsreaktors bereitgestellt.
  • Bei den beschriebenen herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen wird die für die Reformierungsreaktion benötigte Wärmemenge extern mittels der Wandoberflächen des Reformierungsreaktors mit einer geeigneten Wärme eines Verbrennungsgases, das ausserhalb des Reaktors verbrannt wird, oder einer geeigneten Wärme eines Heizmediums bereitgestellt. Es war daher notwendig, dass ein externer Verbrennungsofen oder Brennereinheit zur Wärmeversorgung oder eine Wärmeumwälzeinheit für das Heizmedium oder ein thermischer Katalysator separat bereitgestellt wurde. Folglich mußte die gesamte Vorrichtung große Ausmaße aufweisen und dennoch war es schwierig, eine einigermaßen zufriedenstellende Wärmeeffizienz zu erhalten. Im Falle der Verwendung von Kohlenwasserstoffen wird üblicherweise Methan, bei dem eine Reformierungsreaktionstemperatur von 700 bis 750 °C erforderlich ist, verwendet. Und wenn Methan extern erhitzt wird, um die Temperatur im Reformierungsreaktor zu erreichen, muss die Temperatur der Wandoberflächen des Reformierungsreaktors auf 1000 °C oder darunter beschränkt werden, da sonst das Material, aus dem diese Wände bestehen, zur Zerstörung neigt, wodurch der Reformierungs reaktor für einen langen Zeitraum unbrauchbar wird und so Schwierigkeiten in seiner Betriebsfähigkeit verursacht.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung soll die vorstehenden Probleme lösen und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Reformierungsverfahren zur Wasserstoffherstellung bereitzustellen, das einen Reformierungsreaktor kompakt macht, die zur Reformierung benötigten Energiekosten stark reduziert und das in der Lage ist, NOx, einen Umweltschadstoff, nahezu oder unbeschränkt auf Null zu senken. Es ist ebenfalls ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reformierungsvorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.
  • Um die zuvor dargelegten Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß in einem ersten Aspekt ein Reformierungsverfahren zur Wasserstoffherstellung mittels Autooxidation und internem Erhitzen zur Verwendung in einem Verfahren bereitgestellt, in dem ein gasartiges Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder einem aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf mit einer Masse eines Reformierungskatalysators in Kontakt gebracht wird, um zu einer Reformierungsreaktion mit diesem zu führen, um Wasserstoff zu erzeugen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Mischen einer geringen Menge eines Oxidationskatalysators mit dem Reformierungskatalysator in der Masse; und Mischen einer geringen Menge Sauerstoff mit dem gasförmigen Gemisch aus dem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf, wodurch ein Teil des Kohlenwasserstoffs oder aliphatischen Alkohols wird unter Bildung einer Wärmemenge exotherm oxidiert, die zum Reformieren des gasförmigen Gemisches aus dem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf erforderlich ist.
  • Diese und andere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den verschiedenen Zeichnungen veranschaulicht ist, ohne weiteres ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den beigefügten Zeichnungen zeigt
  • 1 eine Querschnittsansicht im Aufriss, die die zur Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Reformierungsvorrichtung veranschaulicht, und wie sie in einer ersten Ausführungsform davon umgesetzt ist;
  • 2 eine Diagrammansicht, die die in der ersten Ausführungsform der Erfindung in 1. gezeigte Reformierungsvorrichtung und deren zugehörige Zusatzausstattung veranschaulicht;
  • 3 eine Querschnittsansicht im Aufriss, die eine Reformierungsvorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, wie sie in einer zweiten Ausführungsform umgesetzt ist;
  • 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV, gesehen vom oberen Ende der 3 aus; und
  • 5 eine Querschnittsansicht im Aufriss, die eine Reformierungsvorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, wie sie in einer dritten Ausführungsform umgesetzt ist.
  • Beste Methoden zur Durchführung der Erfindung
  • Forschung und Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, dass das Zuführen eines gasförmigen Gemisches eines Kohlenwasserstoffs oder eines aliphatischen Akohols mit Wasserdampf zu einem Bett oder einer Schicht eines Reformierungskatalysators es ermöglicht, falls dem gasförmigen Gemisch eine geringe Menge Sauerstoff zugegeben wurde und der katalytischen Schicht eine geringe Menge eines Oxidationskatalysators zugegeben wurde, dass ein Teil des Kohlenwasserstoffs oder aliphatischen Alkohols exotherm oxidiert wird und intern eine Wärmemenge abgeleitet werden kann, wie sie zum Reformieren des Kohlenwasserstoffs oder aliphatischen Alkohols erforderlich ist.
  • In diesem Fall kann, entweder bevor oder nachdem das gasförmige Gemisch beim Kontakt mit der Reformierungskatalysator teilweise reformiert wird, eine geringe Men ge Sauerstoff zu dem gasförmigen Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf zugegeben werden. Alternativ kann ein Teil der geringen Menge Sauerstoff zu dem gasförmigen Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf vorher zugegeben werden und ein Rest der geringen Menge Sauerstoff kann zugegeben werden, nachdem das erhaltene gasförmige Gemisch beim Kontakt mit dem Reformierungskatalysator teilweise reformiert wird.
  • Übrigens besteht aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen ihren jeweiligen erforderlichen Reformierungsreaktionen zwischen einem Kohlenwasserstoff und einem aliphatischen Alkohol ein großer Unterschied in der Menge eines verwendeten Oxidationskatalysators.
  • Ein Kohlenwasserstoff benötigt zur Durchführung seiner Reformierungsreaktion eine Temperatur von 700 bis 750 °C. In dem herkömmlichen externen Heizreformer beginnt die Reformierungsreaktion eines Kohlenwasserstoffes, wenn sein gasförmiges Gemisch mit Wasserdampf extern auf eine Temperatur von etwa 500 °C erhitzt wird, wobei die Reformierungsreaktion im wesentlichen beendet wird, wenn die Temperatur der Reformierungsreaktion auf 700–750 °C ansteigt.
  • Da die Reformierungsreaktion eine endotherme Reaktion ist, ist es von Bedeutung, dass eine Wärmemenge entsprechend der absorbierten Wärme in ausreichender Menge ersetzt wird, so das die Reaktionstemperatur nicht fallen kann, sondern in dem Reformierungskatalysator aufrechterhalten wird.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde gefunden, dass eine exotherme Oxidationsreaktion, die im Inneren des Katalysatorbettes oder -schicht hervorgerufen wird, eine geeignete Wärme erzeugt, die ausreicht, um die Temperatur im wesentlichen in einem Bereich zwischen 700 °C und 800 °C zu halten und somit in der Lage ist, eine für die Reformierungsreaktion erforderliche Temperatur zu halten. Wenn Wasserstoff niederer Temperatur, der durch die Reformierungsreaktion erzeugt wurde, in dem gasförmigen Gemisch aus dem Kohlenwasserstoff-Rohmaterial mit Wasserdampf einen Temperaturabfall hervorruft, reagiert Sauerstoff, der in dem gasförmigen Gemisch verbleibt, in Gegenwart des Oxidationskatalysators in dem Katalysatorbett oder -schicht wieder mit dem Kohlenwasserstoff, wobei das gasförmige Gemisch wieder auf eine Temperatur von etwa 800°C gebracht wird, womit die Reformierungsreaktion fortlaufend wiederholt wird. Auf diese Weise wird gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren, indem es zu einem Zustand führt, als ob eine mehrstufige feinkatalytische Verbrennung in einer katalytischen Schicht stattfinden würde, sogar die Menge eines Reformierungsreaktionskatalysators in großen Umfang reduziert und es ermöglicht, die Größe der Vorrichtung ebenfalls zu reduzieren. Es wurde gefunden, dass eine Menge an Oxidationskatalysator, die im Bereich zwischen 1 und 10 % eines Reformierungsreaktionskatalysators liegt (z. B. für Methan 3% ± 2 %, nämlich in einem Bereich von 1 bis 5 %), zur Verwendung geeignet ist. Als Oxidationskatalysator kann jeder Katalysator verwendet werden, der einer Temperatur in diesem Bereich widerstehen kann, obwohl üblicherweise Platin, Palladium oder dgl. wie im Reformierungskatalysator verteilt sind, verwendet werden.
  • Ein aliphatischer Alkohol weist eine merklich niedrigere Reformierungstemperatur auf als ein Kohlenwasserstoff. Nicht nur dass seine Reformierungstemperatur bei einer so niedrigen Temperatur wie 250 bis 350°C beginnt, er absorbiert auch weniger Wärmemenge für die Reformierungsreaktion, was es ermöglicht, die Sauerstoffmenge, die in ein gasförmiges Gemisch aus dem aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf eingeführt wird, erheblich reduziert wird. Folglich kann die Größe des Reformierungsreaktors noch mehr reduziert werden. Es wurde gefunden, dass die für einen aliphatischen Alkohol geeignete Menge an Oxidationskatalysator im Bereich zwischen 1 und 5% eines Reformierungskatalysator liegt (z. B. ist für Methanol 2% ± 1 % bevorzugt).
  • Beträgt beispielsweise die Raumgeschwindigkeit SV (space velocity) des Reformierungsreaktionskatalysators etwa 3000 oder so, wird ein Oxidationskatalysator, der eine SV von etwa 100000 oder so aufweist, seine Ziele erreichen. Dann ist es wichtig, dass der Oxidationskatalysator in dem Reformierungsreaktionskatalysator genügend gleichförmig dispergiert und verteilt wird. Um den Beginn der Reaktion zu erleichtern, ist außerdem gefunden worden, dass es vorteilhaft ist, eine dünne Schicht des Oxidationskatalysators vor der katalytischen Schicht der Reformierungsreaktion, die den Oxidationskatalysator enthält, anzuordnen. Um die Reaktion rascher zu beenden, ist es ebenfalls gefunden worden, dass eine dünne Schicht des Oxidationskatalysators vorteilhafterweise hinter der zusammengesetzten (gemischten) katalytischen Schicht der Reformierungsreaktion angeordnet wird.
  • Ein Kohlenwasserstoff oder ein aliphatischer Alkohol, der in ein Katalysatorbett oder -schicht einer Reformierungsreaktion eingeführt wird, die mit einem Oxidationskatalysator vermischt ist, reagiert durch den beigemischten Oxidationskatalysator mit Sauerstoff und wird exotherm oxidiert. Die Temperatur eines erhaltenen gasförmigen Gemisches wird erhöht und führt bei Kontakt mit dem Reformierungsreaktionskatalysator zu einer Reformierungsreaktion unter Bildung von Wasserstoff. Wie zuvor bereits erwähnt wurde, verursacht die Reformierungsreaktion, die eine endotherme Reaktion ist, eine Temperaturabnahme des gasförmigen Gemischs, die Gegenwart des Oxidationskatalysators in dem Katalysatorbett oder -schicht der Reformierungsreaktion stromabwärts erlaubt es jedoch einem nicht umgesetzten Teil des Kohlenwasserstoffs oder des aliphatischen Alkohols, immer noch mit einem solchen Sauerstoffrest zu reagieren, wobei Wärme erzeugt wird, die dazu beiträgt, die Temperatur des gasförmigen Gemisches im Wesentlichen konstant zu halten. Auf diese Weise ist es möglich, die Reformierungsreaktion stufenweise und sukzessive fortzusetzen, bis die Sauerstoffmenge in dem zugeführten Gas vollständig verbraucht wird. In diesem Fall erlaubt ein Dimensionieren der Dicke der Katalysatorschicht der Reformierungsreaktion, die das gasförmige Gemisch durchläuft, entsprechend der Zuführmenge (Geschwindigkeit) des gasförmigen Gemisches ein Beenden der Reformierungsreaktion am Ende einer Strecke außerhalb des Katalysebetts oder -schicht der Reformierungsreaktion. Vom Standpunkt der Umweltkontrolle aus ist es wünschenswert, dass die restliche Sauerstoffmenge vollständig zu Null gemacht wird, indem das Ausgangsende der katalytischen Schicht mit einer dünnen Schicht ausgestattet wird, die lediglich aus dem Oxidationskatalysator hergestellt ist.
  • Es wurde gefunden, dass die Bereiche der SV, die für die erfindungsgemäßen Reaktionen geeignet sind, im Bereich von 1500 bis 8000 für einen Kohlenwasserstoff und 2000 bis 8000 für einen aliphatischen Alkohol liegen.
  • Im Fall von Kohlenwasserstoffen als einem erfindungsgemäßen Rohmaterial können Methan (CH4), Ethan (C2H6), Propan (C3H8), Kerosin, Benzin und so weiter verwendet werden, und üblicherweise wird Methan (CH4) verwendet. Dann findet die Reformierungsreaktion im Allgemeinen bei einer Temperatur von 750 bis 800°C statt. Für einen erfindungsgemäß verwendeten aliphatischen Alkohol kann Methanol, Ethanol und so weiter verwendet werden und üblicherweise wird Methanol verwendet. Dann wird die Reformierungsreaktion üblicherweise bei einer Temperatur von 250 bis 350°C durchgeführt.
  • Das verwendete Verhältnis von Wasserdampf zu einem Kohlenwasserstoff: (H2O/C) liegt üblicherweise im Bereich zwischen 2,5 und 3,5. Das verwendete Verhältnis von Wasserdampf zu einem aliphatischen Alkohol: (H2O/C) liegt üblicherweise im Bereich zwischen 2 und 3.
  • Als Reformierungsreaktionskatalysator kann jeder üblicherweise verwendete verwendet werden. Häufig verwendete umfassen NiS-SiO2·Al2O3, WS2-SiO2·Al2O3 und NiS-WS2·SiO2·Al2O3.
  • Gase nach der Reformierung umfassen Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasserdampf. Um die Wasserstoffkonzentration zu erhöhen kann eine Shiftreaktion eingesetzt werden. Als ein Shiftkatalysator wird normalerweise Fe2O3 oder Fe3O4 verwendet, wenn die Reaktionstemperatur jedoch 700°C übersteigt, ist es vorteilhaft, Cr2O3 zu verwenden.
  • Als Oxidationskatalysator wird bevorzugt Platin (Pt) oder Palladium (Pd) verwendet, die bei einer erhöhten Temperatur gegen schädliche Veränderungen beständig sind.
  • Als Sauerstoffstoff wird vorzugsweise reiner Sauerstoff zugegeben. Als reiner Sauerstoff wird ein Sauerstoff verwendet, der aus einer Wasserelektrolysezelle oder -bad erzeugt wurde, welche gleichzeitig Wasserstoff erzeugt, der hier vorteilhafterweise vermischt mit Wasserstoff verwendet wird, der aus der erfindungsgemäßen Reformierungsreaktorvorrichtung erhalten wird. Da ein Wasserelektrolysebad oder -zelle heutzutage eine Effizienz aufweist, die bis zu 80 bis 90 % ansteigt, wird diese Kombination als industriell nützlich angesehen. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus kann es möglich sein, Luft als eine notwendige Sauerstoffquelle zu verwenden. Die Verwendung von Luft vermindert jedoch die Konzentration an Wasserstoff, der durch die Reformierungsreaktion erhalten wird. Wenn Luft verwendet wird, ist es daher erfindungsgemäß erwünscht, eine Sauerstoffseparationsmembran einzusetzen, um die Sauerstoffkonzentration in der zugeführten Luft zu erhöhen.
  • Auch sollte, wenn Luft bei der Reformierung eines gasförmigen Gemisches aus einem Kohlenwasserstoff mit Wasserdampf verwendet wird, der Betriebsdruck dieser Luft auf 6 kg/cm2 bis 8 kg/cm2 erhöht werden. Dann kann die Temperatur der Reformierungsreaktion ebenfalls von dem zuvor genannten Bereich von 700 bis 750°C weiter auf einen Bereich von 800 bis 900°C angehoben werden.
  • Dies liegt an der Tatsache, dass wenn Luft so verwendet wird, es später notwendig ist, Stickstoff (N2) aus einem Reaktionsgas zu entfernen, um dessen Wasserstoffkonzentration zu erhöhen. Dies wird erreicht, indem sowohl nach der Reformierungs- als auch nach der Shiftreaktion das Reaktionsgas auf eine Temperatur um 55°C abgekühlt wird und durch eine separate Membranvorrichtung vom Hohlfasertyp unter Verwendung von z. B. Polysulfon durchgeleitet wird. Da der Betriebsdruck für die Reformierungsreaktion auf einen Bereich von 6 bis 8 kg/cm2 anzuheben ist sollte in diesem Fall die Temperatur der Reformierungsreaktion zwangsläufig von dem normalen Bereich von 700 bis 750°C auf einen höheren Bereich von 800 bis 900°C angehoben werden.
  • Wenn eine sauerstoffangereicherte Luft, deren Sauerstoffkonzentration unter Verwendung der Membrantypseparatorvorrichtung angehoben worden war und angenommen wird, dass Luft unter einem Druck in einem Bereich zwischen 8,4 kg/cm2 und 9,0 kg/cm2 zugeführt wird und dass die Sauerstoffausbeute 90% sein soll, wird der erhaltene Sauerstoff eine Konzentration von 30 bis 33% aufweisen. Und wenn die Sauerstoffausbeute 70% beträgt, wird der erhaltene Sauerstoff eine Konzentration von 60 bis 63% aufweisen. Die Betriebsbedingungen können aus diesem Bereich ausgewählt werden, je nach der erforderlichen Sauerstoffkonzentration.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden näher erläutert, insbesondere hinsichtlich der beiden Ausführungsformen. Es wird jedoch angemerkt, dass die Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen und die vorliegende Erfindung in keinster Weise einschränken sollen.
  • Erste Ausführungsform
  • Die erste erfindungsgemäße Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ist durch ein gas förmiges Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder einem aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf gekennzeichnet, dem vorher Sauerstoff zugegeben und damit gemischt wurde.
  • Zunächst wird eine Reformierungsreaktorvorrichtung zur Durchführung dieser Form der Erfindung erläutert. Die Reformierungsreaktorvorrichtung enthält einen äußeren Reformierungsreaktorzylinder 1, der am unteren Ende geschlossen ist und einen inneren Reformierungsreaktorzylinder 2, wodurch ein Raum definiert wird, in welchen ein Gemisch 52 eines Reformierungsreaktionskatalysators mit einer geringen Menge eines Oxidationskatalysators gefüllt wird oder im Bett gepackt wird. Am unteren Ende des Raums wird wie gezeigt ein Trägergitter 4 für den Reformierungsreaktionskatalysator bereitgestellt. Ein gasförmiges Gemisch, das eine Reformierungsreaktion durchlaufen hat, kann durch das Gitter 4 hindurchtreten und dann einen unteren Raum passieren, um durch eine innere Flusspassage zu fließen, die mit einem Hochtemperaturshiftkatalysator 24 gefüllt ist, während der es einer Shiftreaktion unterzogen wird. Die Shiftreaktion ist eine Reaktion, bei der ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Wasserstoff und Kohlendioxidgasen umgewandelt wird und, da es eine exotherme Reaktion ist, eine Wärmemenge erzeugt wird, die mittels einer äußeren Wand 2 der inneren Flusspassage eine Erwärmung eines äußeren gepackten Bettes oder katalytischen Schicht des Reformierungsreaktionskatalysators und Oxidationskatalysatorgemischs 52 bewirkt, nämlich letzterem zugeführt wird. Eine derartige Konstruktion ermöglicht es, bei der erwarteten Wärmebildung, die Sauerstoffmenge zu reduzieren, die zu dem gasförmigen Gemisch aus Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol mit Wasserdampf zugefügt wird.
  • Eine weitere ausführliche Erläuterung wird im Folgenden gegeben und zwar entlang des Gasflusses bezüglich der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform.
  • Ein zugeführtes Gas, das aus dem gasförmigen Gemisch aus Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol mit Wasserdampf und einer geringen Menge Sauerstoff besteht, die diesem zugefügt und mit diesem vermischt wurde, wird durch einen Vorerhitzereinlass 19 für das gasförmige Reformierungsgemisch zugeführt und strömt dann an der Innenseite eines Niedertemperaturshiftreaktormantels 8 und kann dann durch einen Vorerhitzerauslass 20 für das gasförmige Reformierungsgemisch her ausströmen. Das Zuführgas strömt dann durch einen Einlass 21 für das gasförmige Reformierungsgemisch in einen äußeren Zylindermantel 7 des Reformierungsreaktors. Das Zuführgas wird, während es durch den Niedertemperaturshiftreaktormantel 8 und den äußeren Zylindermantel 7 der Reformierungsreaktorvorrichtung strömt, vorerhitzt und durchläuft dann, indem es in einen Reformierungsreaktorzylinder oder ringförmigen Raum 23 eintritt, der mit einem Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationskatalysatorgemisch 52 gefüllt ist, während es mit dem Katalysator in Kontakt ist, eine Reformierungsreaktion.
  • Das in der Reformierungsreaktion erzeugte gasförmige Gemisch wird durch das Trägergitter 4 für den Reformierungsreaktionskatalysator geleitet und dann durch ein Trägergitter 5 für einen Hochtemperaturshiftkatalysator geleitet und strömt schließlich in einen mit einem Hochtemperaturshiftkatalysator gefüllten Zylinder 24. Durch die Schicht aus dem Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationskatalysatorgemisch 52 in dem Reformierungsreaktionszylinder oder ringförmigen Raum 23, der eine geringe Menge des Oxidationskatalysators darin dispergiert vermischt aufweist, wird die Temperatur des gasförmigen Gemisches mit einer Wärme, die durch eine mehrstufige Oxidationsreaktion erzeugt wird, erhöht, die diese durchläuft, wenn sie durch die Schicht durchtritt und ermöglicht so eine sukzessive Fortsetzung der Reformierungsreaktion. Die Temperatur eines Reaktionsgases, das die Reformierungsreaktion durchlaufen hat, wird reduziert beim Austauschen von Wärme in dem unteren Raum der Reformierungsreaktorvorrichtung mit dem gasförmigen Reformierungsgemisch, das durch den äußeren Zylindermantel 7 der Reformierungsreaktorvorrichtung strömt und in den Hochtemperaturshiftkatalysatorzylinder 24 strömt. Durch eine Shiftreaktion in dem Hochtemperaturshiftkatalysatorzylinder 24 wird Wärme erzeugt und wird dann in den Reformierungsreaktionszylinder oder ringförmigen Raum 23 durch eine Innenwand davon transferiert, und dient so einer Reduktion des Temperaturabfalls dort durch die endotherme Reaktion. Folglich wird es möglich, die Sauerstoffmenge, die zu dem gasförmigen Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf zugegeben wird, zu reduzieren. Da die Shiftreaktion im Allgemeinen bei einer Hochtemperaturshiftreaktion unzureichend ist, wird in der Praxis zusätzlich eine Niedertemperaturshiftreaktion durchgeführt. Da die Temperatur eines Reaktionsgases, das die Hochtemperaturshiftreaktion verlässt, Temperatur beträchtlich angehoben wird, ist es erwünscht, dieses in einer Wärmeaustauschanordnung abzukühlen, wie sie in 2 gezeigt ist. Wasser erhöhter Temperatur durch Wär meaustausch in einem Wasserkühler C wird durch einen Gaskühlermediumeinlass 17 in einen Hochtemperaturshiftreaktionszylinderauslasskühler 16 fließen gelassen. Das gekühlte Reaktionsgas wird durch eine Niedertemperaturshiftkatalysatorschicht oder -bett 25 geleitet, um die Shiftreaktion zu beenden und wird durch einen Auslass 26 für reformiertes Gas aus dem System genommen. Eine Menge an Wasserdampf, der durch Wärmeaustausch in dem Kühler 16 erzeugt wird, wird durch einen Gaskühlermediumauslass 18 zur Verwendung in dem gasförmigen Reformierungsgemisch herausgenommen, indem er mit Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol und Sauerstoff in einem Mischer F wie in 2 gezeigt gemischt wird.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert. Diese Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff zu einem gasförmigen Gemisch aus einem wasserstoffhaltigen reformierbaren Reaktanten oder Zusammensetzung zugegeben wird, welches hier durch einen Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf gebildet wird, zugegeben wird, nachdem das gasförmige Gemisch teilweise reformiert ist.
  • Zunächst wird eine Reformierungsreaktorvorrichtung zur Durchführung dieser Form der Erfindung erläutert.
  • Die Reformierungsreaktorvorrichtung enthält einen äußeren Reformierungsreaktorzylinder 1, der an seinem unteren Ende im Wesentlichen geschlossen ist und mehr als einen inneren Reformierungsreaktorzylinder 2, die in dem äußeren Zylinder 1 im Abstand voneinander angeordnet sind. Die äußeren und inneren Zylinder 1 und 2 definieren damit einen Raum, in welchen ein Reformierungsreaktionskatalysator 51 gefüllt oder im Bett gepackt ist. Der gepackte oder gefüllte Reformierungsreaktionskatalysator 51 wird durch eine Reformierungsreaktionskatalysatorauflage oder -träger 4 gestützt, z. B. in Form eines Gitters, das sich im Bereich der unteren Enden des inneren Reformierungsreaktorszylinders 2 befindet. In jedem der inneren Reformierungsreaktorzylinder 2 sind, angegeben in der Reihenfolge von Stromaufwärts bis Stromabwärts des Gasstroms, ein Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationskatalysator-Gemisch 52 gefüllt oder gepackt, die eine geringe Menge eines Oxidations katalysators, einen Hochtemperaturshiftkatalysator 24 und einen Niedertemperaturshiftkatalysator 25 enthalten, die durch den Reformierungsreaktionskatalysatorträger oder -auflage 4, einen Hochtemperaturshiftkatalysatorträger 5 bzw. einen Niedertemperaturshiftkatalysatorträger 6 gestützt werden.
  • Unterhalb eines jeden der inneren Reformierungsreaktorzylinder 2 befindet sich ein Mischer 38, um Sauerstoff in das reformierbare gasförmige Gemisch zuzugeben. Jeder Mischer 38 weist eine Öffnung auf, der gegenüber eine Sauerstoffblasdüse 39 liegt. Obwohl wie in 3 dargestellt der Mischer 38 als mittels einer Mischerbefestigungsnadel 55 an der Innenwand des inneren Reformierungsreaktorzylinders 2 befestigt dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass der Mischer jede andere Form aufweisen und auf jede andere Weise befestigt sein kann.
  • Wie in 3 dargestellt ist, sind zwei längliche innere Reformierungsreaktorzylinder 2 gezeigt, die links und rechts sich befinden, wobei sich jeder vertikal erstreckt und sind so gezeigt, dass sie ein Reformgasauffangrohr 33 aufweisen, das sich über ihnen befindet, wie auch aus der Draufsicht von 4 hervorgeht. Das so angeordnete und arrangierte Reformgasauffangrohr 33 weist an seiner oberen Mitte ein verzweigtes Rohr auf, sodass ein Reformgas durch dieses oben aufgesammelt werden kann.
  • Eine weitere ausführliche Erläuterung wird im Folgenden entlang des Gasstroms bezüglich der zweiten Ausführungsform gegeben, die in den 3 und 4 dargestellt ist.
  • Ein gasförmiges Gemisch aus Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol mit Wasserdampf wird durch die Reformiergasgemisch-Einlassleitung 49 eingeführt und durch den Raum strömen gelassen, der durch den äußeren Reformierungsreaktorzylinder 1 und den inneren Reformierungsreaktorzylinder 2 definiert wird.
  • Dieser Raum ist mit dem Reformierungsreaktionskatalysator 51 gefüllt.
  • Eine Reformierungsreaktion, die durch das Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationsreaktionskatalysatorgemisch 52, das in den inneren Zylinder 2 gefüllt ist, verursacht wird, führt zu einem Gas hoher Temperatur, dessen Wärme mittels der Wände des inneren Zylinders 2 in den Reformierungsreaktionskatalysator 51 übertragen wird, wo ein Teil des reformierbaren Gasgemisches aus Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol mit Wasserdampf reformiert wird.
  • Das zum Teil reformierte und durch den Reformierungskatalysatorträger 4 durchgeleitete reformierbare Gasgemisch tritt dann in die Mischer 38 ein, wo es mit Sauerstoff oder Luft aus den Sauerstoff- oder Luftdüsen 39 vermischt wird. Das Gemisch tritt dann durch den Reformierungskatalysatorträger 4 und strömt in den Raum in dem inneren Zylinder 2, der mit dem Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationsreaktionskatalysatorgemisch 52 gefüllt ist.
  • In diesem Raum wird die Temperatur des teilweise reformierten reformierbaren Gasgemisches durch die Wirkung des Oxidationsreaktionskatalysators zu einer Targetreaktionsterminationstemperatur erhöht und wird dann durch die Wirkung des Reformierungsreaktionskatalysators reformiert, wobei die Reformierungsreaktion beendet wird.
  • Die Temperatur des vollständig reformierten Gases ist hoch und die in diesem Gas gehaltene Wärme wird durch die Wände der inneren Zylinder 2 auf das reformierbare Gasgemisch übertragen, d. h. zu dem Reformierungsreaktionskatalysator 51 in dem Raum zwischen dem äußeren Reformierungsreaktorzylinder 1 und dem inneren Reformierungsreaktorzylinder 2, wodurch das reformierbare Gasgemisch teilweise reformiert wird.
  • Das vollständig reformierte Gas wird durch den Reformierungsreaktionskatalysator und Hochtemperaturshiftkatalysatorträger 5 geleitet und tritt in den Bereich des Hochtemperaturshiftkatalysators 24 ein, wo es eine Shiftreaktion durchläuft.
  • Bei dieser Reaktion erzeugte Wärme wird wie in dem vorhergehenden Schritt durch die Wände des inneren Reformierungsreaktionszylinders 2 auf das reformierbare Gasgemisch übertragen, wo es zum Erhöhen der Temperatur des reformierbaren Gasgemisches verwendet wird.
  • Die Bereiche, deren Temperaturen niedriger sind und nicht ausreichen, um eine Reformierung des reformierbaren Gasgemisches zu bewirken, können einfach mit kera mischen Partikeln oder dergleichen anstatt des Reformierungsreaktionskatalysators gefüllt werden.
  • Als nächstes wird das vollständig reformierte Gas, dessen Wärme auf das reformierbare Gasgemisch übertragen wird und dessen Temperatur somit erniedrigt ist, durch den Niedrigtemperaturshiftkatalysatorträger 6 in den Bereich durchströmen gelassen, der mit dem Niedertemperaturshiftkatalysator 25 gefüllt ist, wo die Shiftreaktion beendet wird.
  • Die Wärmemenge, die ein Erniedrigen jeder Wärme oder merklichen Wärme, die in der Zwischenzeit erzeugt worden ist, bewirkt, wird mittels der Wände des inneren Reformierungsreaktorzylinder 2 auf das reformierbare Gasgemisch übertragen, um es dazu zu verwenden, dessen Temperatur zu erhöhen, wie bereits erwähnt worden ist.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Diese Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer geringen Menge Sauerstoff zugegeben wird, bevor ein gasförmiges Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf mit dem Reformierungskatalysator in Kontakt kommt und die verbleibende geringe Menge Sauerstoff zu dem gasförmigen Gemisch zugegeben wird, nachdem das gasförmige Gemisch teilweise reformiert ist.
  • Zunächst wird eine Reformierungsreaktorvorrichtung zur Durchführung dieser Form der Erfindung erläutert.
  • Die Reformierungsreaktorvorrichtung zur Verwendung in dieser Ausführungsform ist in 5 gezeigt und zwar als eine in den 3 und 4 gezeigte teilweise modifizierte Form. In der modifizierten Anordnung wird Stromaufwärts von dem Reformierungskatalysatorbett 51 in dem Raum, der zwischen dem äußeren Reformierungsreaktorzylinder 1 und dem inneren Reformierungsreaktorzylinder 2 gebildet wird, ein Bereich bereitgestellt, der mit einem Refiningkatalysator- und Oxidationskatalysatorgemisch 52' beladen wird, das eine geringe Menge eines Oxidationskatalysators enthält.
  • In der in 5 gezeigten modifizierten Anordnung wird ein gasförmiges Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder einem aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf, dem ein Teil einer geringen Menge Sauerstoff zugemischt wurde, mit dem Reformierungskatalysator- und Oxidationskatalysatorgemisch 52' in Kontakt gebracht und wird dadurch teilweise exotherm oxidiert und reformiert, während seine Temperatur steigt. Das teilweise reformierte gasförmige Gemisch wird durch den Reformierungsreaktionskatalysator 51 geleitet und wird dadurch weiter reformiert. Danach bewirkt der Mischer 38 ein Vermischen eines Restes der geringen Menge Sauerstoff mit dem weiterreformierten gasförmigen Gemisch. Dann steigt die Temperatur des erhaltenen gasförmigen Gemisches nach dem Reformierungsreaktionskatalysator- und Oxidationskatalysatorgemisch 52 zu einer beabsichtigten Reaktionsterminationstemperatur, während es durch die Wirkung des Refiningreaktionskatalysators reformiert wird, wobei die Reformierungsreaktion beendet wird.
  • Nachdem der Temperaturanstieg eingetreten ist, hört die Reformierungsreaktorvorrichtung auf, Sauerstoff zum Vermischen mit dem gasförmigen Gemisch zuzuführen.
  • Bei der beschriebenen dritten Ausführungsform der Erfindung ist der Zeitaufwand stark vermindert, der zum Starten des Betriebs der Refiningreaktorvorrichtung erforderlich ist.
  • Mit dem so ausgelegten System, wie es beschrieben worden ist, ist es möglich, das Minimum der Gesamtmenge an Wärme zu reduzieren, die zur Reformation erforderlich ist und die Menge an Sauerstoff oder Luft, die zur Reformation erforderlich ist, auf ein äußerstes Limit zu reduzieren, während eine erhöhte Wasserstoffkonzentration erzeugt wird.

Claims (7)

  1. Reformierungsverfahren zur Wasserstoffherstellung mittels Autooxidation und internem Erhitzen zur Verwendung in einem Verfahren, in dem eine geringe Menge eines oxidierenden Katalysators mit einer Masse eines Reformierungskatalysators vermischt wird, eine geringe Menge Sauerstoff mit einem gasförmigen Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff oder einem aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf vermischt wird und das gasförmige Gemisch mit dem Reformierungskatalysator in der Masse in Kontakt gebracht wird, um eine Reformierungsreaktion des gasförmigen Gemisches damit hervorzurufen, um Wasserstoff und eine exotherme Oxidation eines Teils des Kohlenwasserstoffs oder aliphatischen Alkohols zu erzeugen, um eine Wärmemenge zu erzeugen, die zum Reformieren des gasförmigen Gemisches aus dem Kohlenwasserstoff oder aliphatischen Alkohol mit Wasserdampf erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: teilweises Mischen der geringen Menge Sauerstoff mit dem gasförmigen Gemisch aus Kohlenwasserstoff oder aliphatischem Alkohol mit Wasserdampf, bevor das gasförmige Gemisch mit dem Reformierungskatalysator in Kontakt kommt; und Mischen eines Restes der geringen Menge Sauerstoff mit dem resultierenden gasförmigen Gemisch nachdem das resultierende gasförmige Gemisch mit dem Reformierungskatalysator in Kontakt kommt und dadurch teilweise reformiert wird.
  2. Reformierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oxidierende Katalysator mit dem Reformierungskatalysator in der Masse distributiv gemischt wird und der oxidierende Katalysator in einer Menge im Bereich zwischen 1 % und 10% des Reformierungskatalysators vorliegt.
  3. Reformierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren darüber hinaus die Schritte umfasst: Verwendung eines mit einem Reformierungsreaktionskatalysator beladenen Bettes und eines mit einem Shift-Katalysator beladenen Bettes, die durch Wandflächen partitioniert sind; und Übertragen von Wärme, die durch eine Shift-Reaktion in dem mit einem Shift-Katalysator beladenen Bett erzeugt wird, in das mit einem Reformierungsreaktionskatalysator beladene Bett.
  4. Reformierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren darüber hinaus die Schritte umfasst: Aufrechterhalten eines Betriebsdruckes für die Reformierungsreaktion in einem Bereich zwischen 6 kg/cm2 und 8 kg/cm2 und Leiten eines solchen gasförmigen Wasserstoff enthaltenden Gemisches durch einen Membranseparator wodurch die Wasserstoffkonzentration erhöht wird, während Kohlenmonoxid (CO), das als Nebenprodukt erzeugt wird, entfernt wird.
  5. Reformierungsreaktorvorrichtung zur Wasserstoffherstellung mittels Autooxidation und internem Erhitzen zur Verwendung in dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: ein mit einem Reformierungsreaktionskatalysator beladenes Bett, das einen Reformierungsreaktionskatalysator und eine geringe Menge eines damit distributiv vermischten oxidierenden Katalysators aufweist; und dünne Schichten eines oxidierenden Katalysators, die hinter beziehungsweise vor dem mit einem Reformierungsreaktionskatalysator beladenen Bett angebracht sind.
  6. Reformierungsreaktorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung das mit Reformierungsreaktionskatalysator beladene Bett und ein mit Shift-Katalysator beladenes Bett umfasst, die durch Wandflächen partitioniert sind und konfiguriert sind, um Wärme, die durch eine Shift-Reaktion in dem mit Shift-Katalysator beladenen Bett erzeugt wird, zu dem Reaktionskatalysator beladenen Bett zu übertragen.
  7. Reformierungsreaktorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: ein äußeres Zylinderreaktionskatalysatorbett, das mit einem Reformierungsreaktionskatalysator beladen ist; ein inneres Zylinderkatalysatorbett, das ein Reformierungsreaktionskatalysatorbett umfasst, das mit dem Reformierungsreaktionskatalysator beladen ist, enthaltend eine geringe Menge eines oxidierenden Katalysators und eine dünne Schicht eines oxidierenden Katalysators, die hinter und/oder vor dem Reformierungsreaktionskatalysatorbett in einer Stromaufwärtsseite davon angebracht ist, und ein Shift-Katalysatorbett, das mit einem Shift-Katalysator in einer Stromabwärtsseite davon beladen ist; und eine Sauerstoff- oder Luftzuführvorrichtung, die zwischen einem äußeren Zylinder und einem inneren Zylinder angebracht ist; die Vorrichtung so konfiguriert ist, um Wärme, die in dem inneren Zylinderkatalysatorbett erzeugt wird, durch Wandflächen davon zu dem äußeren Zylinderreaktionskatalysatorbett zu übertragen und um eine geringe Menge Sauerstoff oder Luft zu dem Reaktionsgemisch zuzuführen, bevor sich die Reaktionsgemische von dem äußeren Zylinder zu dem inneren Zylinder bewegen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001064577A1 (fr) * 2000-03-03 2001-09-07 Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. Procede et appareil de reformage du type a chauffage interne par oxydation
US6713040B2 (en) * 2001-03-23 2004-03-30 Argonne National Laboratory Method for generating hydrogen for fuel cells
US20020174603A1 (en) * 2001-03-23 2002-11-28 Shabbir Ahmed Method for generating hydrogen for fuel cells
US6967063B2 (en) * 2001-05-18 2005-11-22 The University Of Chicago Autothermal hydrodesulfurizing reforming method and catalyst
US7367996B2 (en) * 2001-05-30 2008-05-06 Nuvera Fuel Cells, Inc. Heat transfer optimization in multi shelled reformers
JP4147521B2 (ja) * 2002-05-17 2008-09-10 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方法及び装置
US7255848B2 (en) * 2002-10-01 2007-08-14 Regents Of The Univeristy Of Minnesota Production of hydrogen from alcohols
KR100993081B1 (ko) * 2002-10-17 2010-11-08 니폰 케미컬 플랜트 컨설턴트 컴퍼니 리미티드 자체 산화 내부가열형 수증기 개질시스템
US7262334B2 (en) * 2002-11-13 2007-08-28 Regents Of The University Of Minnesota Catalytic partial oxidation of hydrocarbons
DE10253930A1 (de) * 2002-11-19 2004-06-09 Umicore Ag & Co.Kg Verfahren zur Erzeugung eines wasserstoffhaltigen Brenngases für Brennstoffzellen sowie Vorrichtung dafür
CA2415536A1 (en) 2002-12-31 2004-06-30 Long Manufacturing Ltd. Reformer for converting fuel to hydrogen
US20040171900A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-02 Conocophillips Company Method and device for reactions start-up
JP4387677B2 (ja) * 2003-03-13 2009-12-16 株式会社ティラド 水蒸気改質器
US7517507B2 (en) 2003-03-13 2009-04-14 T.Rad Co., Ltd. Steam reformer
EP1618065A2 (de) * 2003-04-15 2006-01-25 Nuvera Fuel Cells, Inc. Modularer brennstoffzellenreformer mit wechselbarem träger
NO20034468D0 (no) * 2003-10-06 2003-10-06 Statoil Asa Hydrogenproduksjon fra metanol
JP4620947B2 (ja) * 2003-11-13 2011-01-26 株式会社ティラド 自己酸化内部加熱型水蒸気改質システム
JP2005149910A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Toyo Radiator Co Ltd 自己酸化内部加熱型水蒸気改質システム
GB2429274B (en) * 2004-02-17 2009-02-18 Modine Mfg Co Integrated Fuel Processor For Distributed Hydrogen Production
US7683232B2 (en) 2004-05-25 2010-03-23 Regents Of The University Of Minnesota Production of olefins having a functional group
KR100667953B1 (ko) * 2005-07-29 2007-01-11 삼성에스디아이 주식회사 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
US8017088B2 (en) * 2005-09-27 2011-09-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel reformer
US20070084116A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reformer system having electrical heating devices
JP4804883B2 (ja) * 2005-11-04 2011-11-02 株式会社ティラド 改質器
WO2007066522A1 (ja) * 2005-12-08 2007-06-14 Japan Energy Corporation 酸化自己熱型改質装置及びそれを用いた酸化自己熱型改質方法
JP4813169B2 (ja) * 2005-12-14 2011-11-09 株式会社ティラド 改質器
JP4804925B2 (ja) * 2006-01-11 2011-11-02 株式会社ティラド 改質器
JP2007186389A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Japan Energy Corp 酸化自己熱型改質装置の起動方法
US20070175094A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 Reinke Michael J Integrated autothermal reformer recuperator
US9605522B2 (en) * 2006-03-29 2017-03-28 Pioneer Energy, Inc. Apparatus and method for extracting petroleum from underground sites using reformed gases
US7506685B2 (en) * 2006-03-29 2009-03-24 Pioneer Energy, Inc. Apparatus and method for extracting petroleum from underground sites using reformed gases
DE102007017787A1 (de) * 2007-04-16 2008-10-30 Enerday Gmbh Reformer mit einer Katalysatoreinrichtung und einem Wärmeübertrager sowie Verfahren zum Betreiben eines Reformers
US7918906B2 (en) * 2007-05-20 2011-04-05 Pioneer Energy Inc. Compact natural gas steam reformer with linear countercurrent heat exchanger
US8616294B2 (en) 2007-05-20 2013-12-31 Pioneer Energy, Inc. Systems and methods for generating in-situ carbon dioxide driver gas for use in enhanced oil recovery
US20090165368A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Yunquan Liu Process and apparatus for reforming gaseous and liquid fuels
US8450536B2 (en) * 2008-07-17 2013-05-28 Pioneer Energy, Inc. Methods of higher alcohol synthesis
FR2936724B1 (fr) * 2008-10-07 2011-09-16 Inst Francais Du Petrole Enceinte reactionnelle favorisant l'echange de chaleur entre les reactifs et les gaz produits
DK177205B1 (da) * 2009-01-07 2012-06-11 Aquarden Technologies Aps Fremgangsmåde og apparat til produktion af hydrogen fra methanol
JP2010189217A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Keio Gijuku 改質器および改質方法
US7937948B2 (en) * 2009-09-23 2011-05-10 Pioneer Energy, Inc. Systems and methods for generating electricity from carbonaceous material with substantially no carbon dioxide emissions
CN101973523B (zh) * 2010-10-28 2012-08-08 四川亚联高科技股份有限公司 一种以沼气为原料制备氢气的方法
CN102337579A (zh) * 2011-09-30 2012-02-01 东莞市五株电子科技有限公司 电镀液温度控制系统
JP6072637B2 (ja) * 2012-07-23 2017-02-01 株式会社神戸製鋼所 自己熱型改質器の起動方法及び自己熱型改質システム
MX2016000737A (es) * 2013-07-18 2016-09-08 WATT Fuel Cell Corp Aparatos y métodos para mezclar combustibles reformables y un gas y/o vapor que contiene oxigeno.
KR101771303B1 (ko) * 2015-02-16 2017-08-24 한국가스공사 연료처리장치
US20180086634A1 (en) * 2015-05-14 2018-03-29 Shell Oil Company Process for preparing a syngas and syngas cooling device
US11492255B2 (en) 2020-04-03 2022-11-08 Saudi Arabian Oil Company Steam methane reforming with steam regeneration
US11322766B2 (en) 2020-05-28 2022-05-03 Saudi Arabian Oil Company Direct hydrocarbon metal supported solid oxide fuel cell
US11639290B2 (en) 2020-06-04 2023-05-02 Saudi Arabian Oil Company Dry reforming of methane with carbon dioxide at elevated pressure
US11583824B2 (en) 2020-06-18 2023-02-21 Saudi Arabian Oil Company Hydrogen production with membrane reformer
US11492254B2 (en) 2020-06-18 2022-11-08 Saudi Arabian Oil Company Hydrogen production with membrane reformer
US11999619B2 (en) 2020-06-18 2024-06-04 Saudi Arabian Oil Company Hydrogen production with membrane reactor
CN112387218B (zh) * 2020-11-04 2022-09-13 大连海事大学 一种自热型列管式重整制氢反应器
US11787759B2 (en) 2021-08-12 2023-10-17 Saudi Arabian Oil Company Dimethyl ether production via dry reforming and dimethyl ether synthesis in a vessel
US11718575B2 (en) 2021-08-12 2023-08-08 Saudi Arabian Oil Company Methanol production via dry reforming and methanol synthesis in a vessel
US11578016B1 (en) 2021-08-12 2023-02-14 Saudi Arabian Oil Company Olefin production via dry reforming and olefin synthesis in a vessel
US11617981B1 (en) 2022-01-03 2023-04-04 Saudi Arabian Oil Company Method for capturing CO2 with assisted vapor compression

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2472254A (en) * 1944-08-22 1949-06-07 Shell Dev Apparatus and method for carrying out catalytic reactions
US3549335A (en) * 1965-10-22 1970-12-22 Braun & Co C F Autothermal reactor
NL175835B (nl) * 1973-04-17 1984-08-01 Shell Int Research Werkwijze ter bereiding van een waterstofrijk gas uit een koolmonoxyde-bevattend gas met behulp van een nikkel en/of kobalt en molybdeen bevattende katalysator.
JPS63129002A (ja) * 1986-11-17 1988-06-01 Hitachi Ltd 内熱式燃料改質装置
JPH01261201A (ja) 1988-04-12 1989-10-18 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 炭化水素改質反応器
EP0361648B1 (de) * 1988-07-22 1993-04-07 Imperial Chemical Industries Plc Erzeugung von Wasserstoff welche Kohlenmonoxidkonvertierung mittels Wasserdampf umfasst
GB9225188D0 (en) * 1992-12-02 1993-01-20 Rolls Royce & Ass Combined reformer and shift reactor
JPH0733401A (ja) 1993-07-14 1995-02-03 Osaka Gas Co Ltd ガス製造装置
JPH07315801A (ja) * 1994-05-23 1995-12-05 Ngk Insulators Ltd 高純度水素製造システム、高純度水素の製造方法及び燃料電池システム
GB9412786D0 (en) 1994-06-24 1994-08-17 Johnson Matthey Plc Improved reformer
DE4423587C2 (de) 1994-07-06 1996-09-05 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Wasserstoffgewinnung mittels partieller Oxidation und/oder Wasserdampfreformierung von Methanol
JPH08301601A (ja) * 1995-05-08 1996-11-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd メタノール改質器
JPH09315801A (ja) 1996-03-26 1997-12-09 Toyota Motor Corp 燃料改質方法と燃料改質装置ならびに該燃料改質装置を備えた燃料電池システム
US5858314A (en) * 1996-04-12 1999-01-12 Ztek Corporation Thermally enhanced compact reformer
US6126908A (en) 1996-08-26 2000-10-03 Arthur D. Little, Inc. Method and apparatus for converting hydrocarbon fuel into hydrogen gas and carbon dioxide
ID20211A (id) * 1997-04-29 1998-10-29 Praxair Technology Inc Metoda produksi hidrogen dengan menggunakan membran elektrolit padat
EP0931762B1 (de) * 1998-01-21 2005-05-04 Haldor Topsoe A/S Verfahren zur Herstellung von wasserstoffreichem Gas
GB9806199D0 (en) 1998-03-24 1998-05-20 Johnson Matthey Plc Catalytic generation of hydrogen
CA2282948A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-16 University Technologies International, Inc. Low temperature autothermal steam reformation of methane in a fluidized bed
US6190623B1 (en) * 1999-06-18 2001-02-20 Uop Llc Apparatus for providing a pure hydrogen stream for use with fuel cells

Also Published As

Publication number Publication date
CA2323728A1 (en) 2001-04-20
US20030041519A1 (en) 2003-03-06
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EP1094030B1 (de) 2005-12-28

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