ES2959417T3 - Ensambles de generación de hidrógeno - Google Patents

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Abstract

Se divulgan conjuntos de generación de hidrógeno y sus componentes. En algunas realizaciones, los conjuntos pueden incluir un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal entre una pluralidad de caudales en función de la presión detectada, y para operar la bomba al caudal seleccionado. En algunas realizaciones, los conjuntos pueden incluir un conjunto de válvula de purga configurado para permitir que al menos un gas presurizado fluya a través de un conducto de purga desde un conjunto de gas presurizado a un conjunto de procesamiento de combustible cuando se interrumpe la energía al conjunto de procesamiento de combustible. En algunas realizaciones, los conjuntos pueden incluir un controlador de compuerta configurado para mover una compuerta entre posiciones completamente abierta y cerrada basándose, al menos en parte, en la temperatura detectada en una región productora de hidrógeno. En algunas realizaciones, los conjuntos pueden incluir un controlador de reformador configurado para operar un conjunto de procesamiento de combustible entre los modos de funcionamiento y de espera en función, al menos en parte, de la presión detectada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Ensambles de generación de hidrógeno
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reclama prioridad a la Solicitud de Patente de EE.UU. Número de Serie 61/600096 y titulada ENSAMBLES DE GENERACIÓN DE HIDRÓGENO.
Antecedentes de la invención
Un ensamble de generación de hidrógeno es un ensamble que convierte una o más materias primas en una corriente de producto que contiene gas hidrógeno como componente mayoritario. Las materias primas pueden incluir una materia prima que contiene carbono y, en algunas realizaciones, también pueden incluir agua. Las materias primas se entregan a una región de producción de hidrógeno del ensamble de generación de hidrógeno desde un sistema de suministro de materias primas, normalmente con las materias primas suministradas bajo presión y a temperaturas elevadas. La región de producción de hidrógeno a menudo se asocia con un ensamble de modulación de temperatura, como un ensamble de calentamiento o un ensamble de refrigeración, que consume una o más corrientes de combustible para mantener la región de producción de hidrógeno dentro de un rango de temperatura adecuado para producir efectivamente gas de hidrógeno. El ensamble de generación de hidrógeno puede generar gas hidrógeno a través de cualquier mecanismo adecuado, como la reformación por vapor, la reformación térmica automática, la pirólisis y/o la oxidación parcial catalítica.
Sin embargo, el gas hidrógeno generado o producido puede tener impurezas. Ese gas puede denominarse una corriente de gas mixto que contiene gas hidrógeno y otros gases. Antes de utilizar la corriente de gas mezclado, debe purificarse, por ejemplo, para eliminar al menos una parte de los otros gases. Por lo tanto, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir un dispositivo de purificación de hidrógeno para aumentar la pureza del hidrógeno de la corriente de gas mezclado. El dispositivo de purificación de hidrógeno puede incluir al menos una membrana selectiva de hidrógeno para separar la corriente de gas mezclado en una corriente de producto y una corriente de subproducto. La corriente de producto contiene una mayor concentración de gas hidrógeno y/o una concentración reducida de uno o más de los otros gases de la corriente de gas mezclado. La purificación de hidrógeno usando una o más membranas selectivas de hidrógeno es un proceso de separación impulsado por presión en el que una o más membranas selectivas de hidrógeno están contenidas en un recipiente a presión. La corriente de gas mezclado entra en contacto con la superficie de gas mezclado de la membrana o membranas, y la corriente de producto se forma a partir de al menos una porción de la corriente de gas mezclado que penetra a través de la membrana o membranas. El recipiente a presión está típicamente sellado para evitar que los gases entren o salgan del recipiente a presión, excepto a través de puertos o conductos de entrada y salida definidos.
La corriente de productos se puede utilizar en una variedad de aplicaciones. Una de estas aplicaciones es la producción de energía, como en las pilas de combustible electroquímicas. Una pila de combustible electroquímica es un dispositivo que convierte el combustible y un oxidante en electricidad, un producto de reacción y calor. Por ejemplo, las pilas de combustible pueden convertir el hidrógeno y el oxígeno en agua y electricidad. En esas pilas de combustible, el hidrógeno es el combustible, el oxígeno es el oxidante y el agua es un producto de reacción. Los apilamientos de pilas de combustible incluyen una pluralidad de pilas de combustible y pueden utilizarse con un ensamble de generación de hidrógeno para proporcionar un ensamble de producción de energía.
Ejemplos de ensambles de generación de hidrógeno, ensambles de procesamiento de hidrógeno, y/o los componentes de esos ensambles se describen en los números de patente de EE.UU. 5.861.137; 6.319.306; 6.494.937; 6.562.111; 7.063.047; 7.306.868; 7.470.293; 7.601.302; 7.632.322; Publicación de solicitud de patente de EE.UU. números 2006/0090397; 2006/0272212; 2007/0266631; 2007/0274904; 2008/0085434; 2008/0138678; 2008/0230039; 2010/0064887; y la solicitud de patente de EE.UU. número de serie 13/178.098.
US5964089 revela un sistema adicional para producir hidrógeno, incluido un ensamble de control configurado para funcionar entre los modos de funcionamiento y de espera.
Breve descripción de la invención
Esta invención proporciona un ensamble de generación de hidrógeno como se define en la reivindicación 1. Las características opcionales del ensamble de generación de hidrógeno se definen en las reivindicaciones 2-10.
El tema descrito como realizaciones pero que es incompatible con las reivindicaciones debe considerarse solo ilustrativo.
Algunas disposiciones pueden proporcionar un ensamble de generación de hidrógeno. En algunos arreglos, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir un ensamble de procesamiento de combustible configurado para recibir una corriente de alimentación y producir una corriente de hidrógeno del producto a partir de la corriente de alimentación. El ensamble de generación de hidrógeno también puede incluir un ensamble de alimentación configurado para suministrar la corriente de alimentación al ensamble de procesamiento de combustible. El ensamble de alimentación puede incluir un tanque de alimentación configurado para contener materia prima para la corriente de alimentación y un conducto de alimentación que conecta fluidamente el tanque de alimentación y el ensamble de procesamiento de combustible. El ensamble de alimentación también puede incluir una bomba configurada para suministrar la corriente de alimentación a una pluralidad de caudales al ensamble de procesamiento de combustible a través del conducto de alimentación. El ensamble de generación de hidrógeno puede incluir además un sistema de control. El sistema de control puede incluir un ensamble de sensor de alimentación configurado para detectar la presión en el conducto de alimentación aguas abajo de la bomba. El sistema de control también puede incluir un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal de la pluralidad de caudales en función de la presión detectada en el conducto de alimentación, y para operar la bomba al caudal seleccionado.
En algunos arreglos, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir un ensamble de procesamiento de combustible configurado para recibir una corriente de alimentación y producir una corriente de hidrógeno del producto a partir de la corriente de alimentación. El ensamble de generación de hidrógeno también puede incluir un ensamble de gas presurizado configurado para recibir al menos un recipiente de gas presurizado configurado para purgar el ensamble de procesamiento de combustible. El ensamble de generación de hidrógeno puede incluir además un conducto de purga configurado para conectar fluidamente el ensamble de gas presurizado y el ensamble de procesamiento de combustible. El ensamble de generación de hidrógeno también puede incluir un ensamble de válvula de purga configurado para permitir que al menos un gas presurizado fluya a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado hasta el ensamble de procesamiento de combustible cuando se interrumpe la alimentación al ensamble de procesamiento de combustible.
En algunos arreglos, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir un ensamble de procesamiento de combustible configurado para recibir una corriente de alimentación y ser operable entre una pluralidad de modos, incluido un modo de funcionamiento en el que el ensamble de procesamiento de combustible produce una corriente de hidrógeno del producto a partir de la corriente de alimentación, y un modo de espera en el que el ensamble de procesamiento de combustible no produce la corriente de hidrógeno del producto a partir de la corriente de alimentación. El ensamble de generación de hidrógeno también puede incluir un tanque de amortiguación configurado para contener la corriente de hidrógeno del producto, y un conducto de producto que conecta fluidamente el ensamble de procesamiento de combustible y el tanque de amortiguación. El ensamble de generación de hidrógeno puede incluir además un ensamble de sensor del tanque configurado para detectar la presión en el tanque de amortiguación y un ensamble de control configurado para operar el ensamble de procesamiento de combustible entre los modos de funcionamiento y espera basado, al menos en parte, en la presión detectada en el tanque de amortiguación.
Algunos arreglos pueden proporcionar un ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor configurado para recibir al menos una corriente de alimentación y generar una corriente de reformación que contenga gas hidrógeno como componente mayoritario y otros gases. En algunos arreglos, el ensamble de generación de hidrógeno de reforma de vapor puede incluir un recinto que tiene un puerto de escape y una región de producción de hidrógeno contenida dentro del recinto y configurada para producir, a través de una reacción de reforma de vapor, la corriente de reformación a partir de al menos una corriente de alimentación. El ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor puede incluir además un ensamble de sensor de reformador configurado para detectar la temperatura en la región de producción de hidrógeno. El ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor puede incluir además un ensamble de calentamiento configurado para recibir al menos una corriente de aire y al menos una corriente de combustible y para quemar al menos una corriente de combustible dentro de una región de combustión contenida en el recinto produciendo una corriente de escape calentada para calentar al menos la región de producción de hidrógeno al menos a una temperatura mínima de producción de hidrógeno. El ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor puede incluir además un amortiguador conectado de forma móvil al puerto de escape y configurado para moverse entre una pluralidad de posiciones, incluida una posición completamente abierta en la que el amortiguador permite que la corriente de escape calentada fluya a través del puerto de escape, una posición cerrada en la que el amortiguador evita que la corriente de escape calentada fluya a través del puerto de escape, y una pluralidad de posiciones intermedias abiertas entre las posiciones completamente abierta y cerrada. El ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor puede incluir además un controlador de amortiguador configurado para mover el amortiguador entre las posiciones completamente abierta y cerrada basado, al menos en parte, en la temperatura detectada en la región de producción de hidrógeno.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática de un ejemplo de un ensamble de generación de hidrógeno.
La Figura 2 es una vista esquemática de otro ejemplo de un ensamble de generación de hidrógeno.
La Figura 3 es una vista esquemática parcial de un ejemplo adicional de un ensamble de generación de hidrógeno. La figura 4 es una vista esquemática de un ejemplo de un ensamble de control.
La Figura 5 es un gráfico que muestra un ejemplo del ensamble de control de la Figura 4 recibiendo una señal de detección y acondicionando la señal de detección para generar una señal condicionada.
La Figura 6 es una vista esquemática parcial de un ejemplo adicional de un ensamble de generación de hidrógeno. La figura 7 es un ejemplo de un ensamble de purga de un ensamble de generación de hidrógeno.
La Figura 8 es otro ejemplo de un ensamble de purga de un ensamble de generación de hidrógeno.
La Figura 9 es una vista esquemática parcial de un ejemplo adicional de un ensamble de generación de hidrógeno. Las Figuras 10-12 son vistas esquemáticas parciales del ensamble de generación de hidrógeno de la Figura 9 que muestran otro ejemplo de un amortiguador y ejemplos de posiciones para ese amortiguador.
La Figura 13 es una vista esquemática parcial de un ejemplo adicional de un ensamble de generación de hidrógeno. La Figura 14 es una vista esquemática parcial de otro ejemplo de un ensamble de generación de hidrógeno.
La Figura 15 es una vista esquemática parcial del ensamble de generación de hidrógeno de la Figura 14 que muestra una válvula de tres vías en una posición de flujo.
La Figura 16 es una vista esquemática parcial del ensamble de generación de hidrógeno de la Figura 14 que muestra la válvula de tres vías de la Figura 15 en una posición de ventilación.
La Figura 17 es una vista esquemática parcial de un ejemplo adicional de un ensamble de generación de hidrógeno. La Figura 18 es una vista esquemática parcial del ensamble de generación de hidrógeno de la Figura 17 que muestra una primera válvula en una posición abierta y una segunda válvula en una posición cerrada.
La Figura 19 es una vista esquemática parcial del ensamble de generación de hidrógeno de la Figura 17 que muestra la primera válvula de la Figura 18 en una posición cerrada y la segunda válvula de la Figura 18 en una posición abierta.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 muestra un ejemplo de un ensamble de generación de hidrógeno 20. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir uno o más componentes de otros ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar una corriente de hidrógeno del producto 21. Por ejemplo, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir un sistema de suministro de materia prima 22 y un ensamble de procesamiento de combustible 24. El sistema de suministro de materia prima puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para suministrar selectivamente al menos una corriente de alimentación 26 al ensamble de procesamiento de combustible.
En algunas realizaciones, el sistema de suministro de materia prima 22 también puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para suministrar selectivamente al menos una corriente de combustible 28 a un quemador u otro ensamble de calentamiento del ensamble de procesamiento de combustible 24. En algunas realizaciones, la corriente de alimentación 26 y la corriente de combustible 28 pueden ser la misma corriente suministrada a diferentes partes del ensamble de procesamiento de combustible. El sistema de suministro de materia prima puede incluir cualquier mecanismo de suministro adecuado, como un desplazamiento positivo u otra bomba o mecanismo adecuado para propulsar corrientes de fluidos. En algunas realizaciones, el sistema de suministro de materia prima se puede configurar para suministrar corrientes de alimentación 26 y/o corrientes de combustible 28 sin necesidad de usar bombas y/u otros mecanismos de suministro de fluido con alimentación eléctrica. Entre los ejemplos de sistemas de suministro de materia prima adecuados que pueden utilizarse con el ensamble de generación de hidrógeno 20 se incluyen los sistemas de suministro de materia prima descritos en las Patentes de EE.UU. Números 7.470.293 y 7.601.302, y la publicación de solicitud de patente de EE.UU. Número. 2006/0090397.
La corriente de alimentación 26 puede incluir al menos un fluido de producción de hidrógeno 30, que puede incluir uno o más fluidos que pueden utilizarse como reactivos para producir la corriente de hidrógeno del producto 21. Por ejemplo, el fluido de producción de hidrógeno puede incluir una materia prima que contenga carbono, como al menos un hidrocarburo y/o alcohol. Ejemplos de hidrocarburos adecuados incluyen metano, propano, gas natural, diésel, queroseno, gasolina, etc. Ejemplos de alcoholes adecuados incluyen metanol, etanol, polioles (como etilenglicol y propilenglicol), etc. Además, el fluido de producción de hidrógeno 30 puede incluir agua, como cuando el ensamble de procesamiento de combustible genera la corriente de hidrógeno del producto a través de la reformación de vapor y/o la reformación térmica automática. Cuando el ensamble de procesamiento de combustible 24 genera la corriente de hidrógeno del producto a través de pirólisis u oxidación parcial catalítica, la corriente de alimentación 26 no contiene agua.
En algunas realizaciones, el sistema de suministro de materia prima 22 puede configurarse para suministrar un fluido de producción de hidrógeno 30 que contiene una mezcla de agua y una materia prima que contiene carbono y que es miscible con agua (como metanol y/u otro alcohol soluble en agua). La relación entre agua y materia prima que contiene carbono en una corriente de fluido de este tipo puede variar según uno o más factores, como la materia prima que contiene carbono que se utiliza, las preferencias del usuario, el diseño del ensamble de procesamiento de combustible, los mecanismos utilizados por el ensamble de procesamiento de combustible para generar la corriente de hidrógeno del producto, etc. Por ejemplo, la relación molar entre agua y carbono puede ser de aproximadamente 1:1 a 3:1. Además, las mezclas de agua y metanol pueden suministrarse a o cerca de una relación molar de 1:1 (37 % de agua en peso, 63 % de metanol en peso), mientras que las mezclas de hidrocarburos u otros alcoholes pueden suministrarse a una relación molar aguacarbono superior a 1:1.
Cuando el ensamble de procesamiento de combustible 24 genera una corriente de hidrógeno del producto 21 a través de la reforma, la corriente de alimentación 26 puede incluir, por ejemplo, aproximadamente 25-75 % de metanol o etanol en volumen (u otra materia prima que contenga carbono miscible en agua adecuada) y aproximadamente 25-75 % de volumen de agua. En el caso de corrientes de alimentación que incluyan al menos sustancialmente metanol y agua, dichas corrientes pueden incluir aproximadamente 50-75 % de metanol en volumen y aproximadamente 25-50 % de agua en volumen. Las corrientes que contienen etanol u otros alcoholes miscibles en agua pueden contener aproximadamente 25 60 % de alcohol en volumen y aproximadamente 40-75 % de agua en volumen. Un ejemplo de una corriente de alimentación para el ensamble de generación de hidrógeno 20 que utiliza la reformación por vapor o la reformación térmica automática contiene 69 % de metanol en volumen y 31 % de agua en volumen.
Aunque se muestra que el sistema de suministro de materia prima 22 está configurado para suministrar una única corriente de alimentación 26, el sistema de suministro de materia prima puede configurarse para suministrar dos o más corrientes de alimentación 26. Esas corrientes pueden contener las mismas o diferentes materias primas y pueden tener diferentes composiciones, al menos un componente común, ningún componente común o las mismas composiciones. Por ejemplo, una primera corriente de alimentación puede incluir un primer componente, como una materia prima que contiene carbono y una segunda corriente de alimentación puede incluir un segundo componente, como el agua. Además, aunque el sistema de suministro de materia prima 22 puede, en algunas realizaciones, configurarse para suministrar una sola corriente de combustible 28, el sistema de suministro de materia prima puede configurarse para suministrar dos o más corrientes de combustible. Las corrientes de combustible pueden tener diferentes composiciones, al menos un componente común, ningún componente común o las mismas composiciones. Además, las corrientes de alimentación y combustible pueden descargarse del sistema de suministro de materia prima en diferentes fases. Por ejemplo, una de las corrientes puede ser una corriente de líquido mientras que la otra es una corriente de gas. En algunas realizaciones, ambas corrientes pueden ser corrientes líquidas, mientras que en otras realizaciones ambas corrientes pueden ser corrientes de gas. Además, aunque se ha demostrado que el ensamble de generación de hidrógeno 20 incluye un único sistema de suministro de materia prima 22, el ensamble de generación de hidrógeno puede incluir dos o más sistemas de suministro de materia prima 22.
El ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir una región de producción de hidrógeno 32 configurada para producir una corriente de salida 34 que contenga gas hidrógeno a través de cualquier mecanismo o mecanismos adecuados de producción de hidrógeno. La corriente de salida puede incluir gas hidrógeno como al menos un componente mayoritario y puede incluir componentes gaseosos adicionales. Por lo tanto, la corriente de salida 34 puede denominarse “corriente de gas mixto” que contiene gas hidrógeno como su componente mayoritario, pero que incluye otros gases.
La región de producción de hidrógeno 32 puede incluir cualquier lecho o región que contenga catalizador adecuado. Cuando el mecanismo de producción de hidrógeno se está reformando con vapor, la región de producción de hidrógeno puede incluir un catalizador de reformación de vapor adecuado 36 para facilitar la producción de corrientes de salida 34 a partir de corrientes de alimentación 26 que contienen una materia prima que contiene carbono y agua. En tal realización, el ensamble de procesamiento de combustible 24 puede denominarse “reformador de vapor”, la región de producción de hidrógeno 32 puede denominarse “región de reforma” y la corriente de salida 34 puede denominarse “corriente reformada”. Los otros gases que pueden estar presentes en la corriente reformada pueden incluir monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano, vapor y/o materia prima que contiene carbono sin reacción.
Cuando el mecanismo de producción de hidrógeno se está reformando de manera térmica automática, la región de producción de hidrógeno 32 puede incluir un catalizador de reforma térmica automática adecuado para facilitar la producción de corrientes de salida 34 a partir de corrientes de alimentación 26 que contienen agua y una materia prima que contiene carbono en presencia de aire. Además, el ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir un ensamble de suministro de aire 38 configurado para suministrar corrientes de aire a la región de producción de hidrógeno.
En algunas realizaciones, el ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir una región de purificación (o separación) 40, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para producir al menos una corriente rica en hidrógeno 42 a partir de la corriente de salida (o mezcla de gas) 34. La corriente rica en hidrógeno 42 puede incluir una mayor concentración de hidrógeno que la corriente de salida 34 y/o una concentración reducida de uno o más gases (o impurezas) que estaban presentes en esa corriente de salida. La corriente de hidrógeno del producto 21 incluye al menos una porción de la corriente rica en hidrógeno 42. Por lo tanto, la corriente de hidrógeno del producto 21 y la corriente rica en hidrógeno 42 pueden ser la misma corriente y tener la misma composición y caudales. Alternativamente, parte del gas hidrógeno purificado en la corriente rica en hidrógeno 42 puede almacenarse para su uso posterior, como en un ensamble de almacenamiento de hidrógeno adecuado y/o puede ser consumido por el ensamble de procesamiento de combustible. La región de purificación 40 también puede denominarse “dispositivo de purificación de hidrógeno” o “ensamble de procesamiento de hidrógeno”.
En algunas realizaciones, la región de purificación 40 puede producir al menos una corriente de subproducto 44, que puede no contener gas hidrógeno o algún gas hidrógeno. La corriente de subproducto puede agotarse, enviarse a un ensamble de quemador y/u otra fuente de combustión, utilizarse como corriente de fluido calentado, almacenarse para su uso posterior, y/o utilizarse, almacenarse y/o desecharse de otro modo. Además, la región de purificación 40 puede emitir la corriente de subproducto como una corriente continuo que responde a la entrega de la corriente de salida 34, o puede emitir esa corriente de forma intermitente, como en un proceso por lotes o cuando la porción de subproducto de la corriente de salida se retiene al menos temporalmente en la región de purificación.
El ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir una o más regiones de purificación configuradas para producir uno o más corrientes de subproductos que contengan cantidades suficientes de gas hidrógeno para ser adecuado para su uso como una corriente de combustible (o una corriente de materia prima) para un ensamble de calentamiento para el ensamble de procesamiento de combustible. En algunas realizaciones, la corriente de subproducto puede tener suficiente valor de combustible o contenido de hidrógeno para permitir que un ensamble de calentamiento mantenga la región de producción de hidrógeno a una temperatura de funcionamiento deseada o dentro de un rango de temperaturas seleccionado. Por ejemplo, la corriente de subproductos puede incluir gas hidrógeno, como gas hidrógeno al 10-30 % en peso, gas hidrógeno al 15-25 % en peso, gas hidrógeno al 20-30 % en peso, gas hidrógeno al menos al 10 o 15 % en peso, gas hidrógeno al menos al 20 % en peso, etc.
La región de purificación 40 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para reducir la concentración de al menos un componente de la corriente de salida 21. En la mayoría de las aplicaciones, la corriente rica en hidrógeno 42 tendrá una mayor concentración de hidrógeno que la corriente de salida (o corriente de gas mezclado) 34. La corriente rica en hidrógeno también puede tener una concentración reducida de uno o más componentes no-hidrógeno que estaban presentes en la corriente de salida 34 con la concentración de hidrógeno de la corriente rica en hidrógeno siendo más, la misma o menor que la corriente de salida. Por ejemplo, en los sistemas convencionales de pilas de combustible, el monóxido de carbono puede dañar un apilamiento de pilas de combustible si está presente incluso en unas pocas partes por millón, mientras que otros componentes no hidrógeno que pueden estar presentes en la corriente de salida 34, como el agua, no dañarán el apilamiento incluso si están presentes en concentraciones mucho mayores. Por lo tanto, en tal aplicación, la región de purificación puede no aumentar la concentración total de hidrógeno, pero reducirá la concentración de uno o más componentes no hidrógeno que son dañinos, o potencialmente dañinos, para la aplicación deseada para la corriente de hidrógeno del producto.
Entre los ejemplos de dispositivos adecuados para la región de purificación 40 se incluyen una o más membranas selectivas de hidrógeno 46, ensambles químicos de eliminación de monóxido de carbono 48 y/o sistemas de adsorción por oscilación de presión (PSA) 50. La región de purificación 40 puede incluir más de un tipo de dispositivo de purificación y los dispositivos pueden tener las mismas estructuras o diferentes y/o funcionar por el mismo mecanismo o mecanismos diferentes. El ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir al menos un orificio restrictivo y/u otro restrictor de flujo aguas abajo de la región o regiones de purificación, como asociado con una o más corrientes de hidrógeno de producto, corrientes ricas en hidrógeno, y/o corrientes de subproductos.
Las membranas selectivas de hidrógeno 46 son permeables al gas hidrógeno, pero son al menos sustancialmente (si no completamente) impermeables a otros componentes de la corriente de salida 34. Las membranas 46 pueden estar formadas por cualquier material permeable al hidrógeno adecuado para su uso en el entorno operativo y los parámetros en los que se opera la región de purificación 40. Ejemplos de materiales adecuados para membranas 46 incluyen paladio y aleaciones de paladio, y especialmente películas delgadas de tales metales y aleaciones metálicas. Las aleaciones de paladio han demostrado ser particularmente eficaces, especialmente el paladio con un peso de 35 % a 45 % de cobre. Una aleación de paladio-cobre que contiene aproximadamente 40 % de peso de cobre ha demostrado ser particularmente efectiva, aunque se pueden utilizar otras concentraciones y componentes relativos. Otra aleación especialmente efectiva es el paladio con 2 % de peso a 10 % de peso de oro, especialmente el paladio con 5 % de peso de oro. Cuando se utilizan aleaciones de paladio y paladio, las membranas selectivas de hidrógeno 46 a veces pueden denominarse “láminas”.
Los ensambles químicos de eliminación de monóxido de carbono 48 son dispositivos que reaccionan químicamente con monóxido de carbono y/u otros componentes indeseables de la corriente de salida 34 para formar otras composiciones que no son tan potencialmente perjudiciales. Ejemplos de ensambles químicos de eliminación de monóxido de carbono incluyen reactores de cambio de gas-agua que están configurados para producir gas hidrógeno y dióxido de carbono a partir de agua y monóxido de carbono, reactores de oxidación parcial que están configurados para convertir el monóxido de carbono y el oxígeno (generalmente del aire) en dióxido de carbono, y reactores de metanación que están configurados para convertir monóxido de carbono e hidrógeno en metano y agua. El ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir más de un tipo y/o número de ensambles de remoción de químicos 48.
La adsorción por oscilación de presión (PSA) es un proceso químico en el que las impurezas gaseosas se eliminan de la corriente de salida 34 basado en el principio de que ciertos gases, en las condiciones adecuadas de temperatura y presión, se adsorben en un material adsorbente más fuertemente que otros gases. Típicamente, las impurezas no-hidrógeno se adsorben y se eliminan de la corriente de salida 34. La adsorción de gases de impureza se produce a presión elevada. Cuando se reduce la presión, las impurezas se desorben del material adsorbente, regenerando así el material adsorbente. Normalmente, el PSA es un proceso cíclico y requiere al menos dos lechos para un funcionamiento continuo (a diferencia de un lote). Ejemplos de materiales adsorbentes adecuados que pueden utilizarse en lechos adsorbentes son el carbón activado y las zeolitas. El sistema PSA 50 también proporciona un ejemplo de un dispositivo para su uso en la región de purificación 40 en la que los subproductos, o componentes eliminados, no se agotan directamente de la región como una corriente de gas al mismo tiempo que la purificación de la corriente de salida. En su lugar, estos componentes de subproductos se eliminan cuando el material adsorbente se regenera o se elimina de la región de purificación.
En la Figura 1, la región de purificación 40 se muestra dentro del ensamble de procesamiento de combustible 24. La región de purificación puede ubicarse por separado aguas abajo del ensamble de procesamiento de combustible, como se ilustra esquemáticamente en las líneas de guiones y punto en la Figura 1. La región de purificación 40 también puede incluir partes dentro y fuera del ensamble de procesamiento de combustible.
El ensamble de procesamiento de combustible 24 también puede incluir un ensamble de modulación de temperatura en forma de un ensamble de calentamiento 52. El ensamble de calentamiento puede configurarse para producir al menos una corriente de escape calentada (o corriente de combustión) 54 de al menos una corriente de combustible de calentamiento 28, típicamente quemado en presencia de aire. La corriente de escape calentada 54 se ilustra esquemáticamente en la Figura 1 como región de producción de hidrógeno de calentamiento 32. El ensamble de calentamiento 52 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar la corriente de escape calentada, como un quemador o catalizador de combustión en el que un combustible se quema con aire para producir la corriente de escape calentada. El ensamble de calentamiento puede incluir un encendedor o una fuente de encendido 58 que está configurada para iniciar la combustión de combustible. Ejemplos de fuentes de encendido adecuadas incluyen una o más bujías, bujías incandescentes, catalizador de combustión, luces piloto, encendedores piezoeléctricos, encendedores de chispa, encendedores de superficie caliente, etc.
En algunas realizaciones, el ensamble de calentamiento 52 puede incluir un ensamble de quemador 60 y puede denominarse un ensamble de calentamiento basado en combustión o impulsado por combustión. En un ensamble de calentamiento basado en combustión, el ensamble de calentamiento 52 se puede configurar para recibir al menos una corriente de combustible 28 y para quemar la corriente de combustible en presencia de aire para proporcionar una corriente de combustión caliente 54 que se puede utilizar para calentar al menos la región de producción de hidrógeno del ensamble de procesamiento de combustible. El aire se puede suministrar al ensamble de calentamiento a través de una variedad de mecanismos. Por ejemplo, una corriente de aire 62 puede ser entregada al ensamble de calentamiento como una corriente separada, como se muestra en la Figura 1. Alternativa o adicionalmente, la corriente de aire 62 puede ser entregada al ensamble de calentamiento con al menos una de las corrientes de combustible 28 para el ensamble de calentamiento 52 y/o extraída del ambiente en el que se utiliza el ensamble de calentamiento.
La corriente de combustión 54 puede utilizarse adicional o alternativamente, para calentar otras partes del ensamble de procesamiento de combustible y/o sistemas de pilas de combustible con los que se utiliza el ensamble de calentamiento. Además, se pueden utilizar otras configuraciones y tipos de ensambles de calentamiento 52. Por ejemplo, el ensamble de calentamiento 52 puede ser un ensamble de calentamiento con alimentación eléctrica que está configurado para calentar al menos la región de producción de hidrógeno 32 del ensamble de procesamiento de combustible 24 mediante la generación de calor utilizando al menos un elemento de calentamiento, como un elemento de calentamiento resistivo. En esas realizaciones, el ensamble de calentamiento 52 puede no recibir y quemar una corriente de combustible para calentar la región de producción de hidrógeno a una temperatura adecuada para producir hidrógeno. Ejemplos de ensambles de calentamiento se revelan en la patente de EE.UU. Número 7.632.322,
El ensamble de calentamiento 52 puede estar alojado en una coraza o carcasa común con la región de producción de hidrógeno y/o la región de separación (como se explica más adelante). El ensamble de calentamiento puede colocarse por separado en relación con la región de producción de hidrógeno 32, pero en comunicación térmica y/o de fluidos con esa región para proporcionar el calentamiento deseado de al menos la región de producción de hidrógeno. El ensamble de calentamiento 52 puede estar ubicado parcial o completamente dentro de la carcasa común, y/o al menos una parte (o todo) del ensamble de calentamiento puede estar ubicada fuera de dicha carcasa. Cuando el ensamble de calentamiento se encuentra fuera de la carcasa, los gases de combustión calientes del ensamble de quemador 60 pueden suministrarse a través de conductos de transferencia de calor adecuados a uno o más componentes dentro de la carcasa.
El ensamble de calentamiento también puede configurarse para calentar el sistema de suministro de materia prima 22, los corrientes de suministro de materia prima, la región de producción de hidrógeno 32, la región de purificación (o separación) 40 o cualquier combinación adecuada de esos sistemas, corrientes y regiones. El calentamiento de las corrientes de suministro de materia prima puede incluir la vaporización de corrientes de reactivo líquido o componentes del fluido de producción de hidrógeno utilizado para producir gas de hidrógeno en la región de producción de hidrógeno. En esa realización, el ensamble de procesamiento de combustible 24 puede describirse como que incluye una región de vaporización 64. El ensamble de calentamiento se puede configurar adicionalmente para calentar otros componentes del ensamble de generación de hidrógeno. Por ejemplo, la corriente de escape calentada puede configurarse para calentar un recipiente a presión y/u otro recipiente que contenga el combustible de calentamiento y/o el fluido de producción de hidrógeno que forma al menos porciones de la corriente de alimentación 26 y la corriente de combustible 28.
El ensamble de calentamiento 52 puede alcanzar y/o mantener en la región de producción de hidrógeno 32 las temperaturas adecuadas. Los reformadores de vapor suelen funcionar a temperaturas de 200 °C y 900 °C. Sin embargo, las temperaturas fuera de este rango están dentro del alcance de esta divulgación. Cuando la materia prima que contiene carbono es metanol, la reacción de reformación de vapor normalmente funcionará en un rango de temperatura de aproximadamente 200-500 °C. Los subensambles de ejemplo de ese rango incluyen 350-450 °C, 375-425 °C y 375-400 °C. Cuando la materia prima que contiene carbono es un hidrocarburo, etanol u otro alcohol, por lo general se utilizará un rango de temperatura de aproximadamente 400-900 °C para la reacción de reformación por vapor. Los subensambles de ejemplo de ese rango incluyen 750-850 °C, 725-825 °C, 650-750 °C, 700-800 °C, 700-900 °C, 500-800 °C, 400-600 °C y 600-800 °C. La región de producción de hidrógeno 32 puede incluir dos o más zonas, o porciones, cada una de las cuales puede operarse a la misma temperatura o a diferentes temperaturas. Por ejemplo, cuando el fluido de producción de hidrógeno incluye un hidrocarburo, la región de producción de hidrógeno 32 puede incluir dos partes productoras de hidrógeno diferentes, o regiones, con una operando a una temperatura más baja que la otra para proporcionar una región de pre-reforma. En esas realizaciones, el ensamble de procesamiento de combustible también puede denominarse que incluye dos o más regiones productoras de hidrógeno.
La corriente de combustible 28 puede incluir cualquier líquido o gas combustible que sea adecuado para ser consumido por el ensamble de calentamiento 52 para proporcionar la salida de calor deseada. Algunas corrientes de combustible pueden ser gases cuando se suministran y se queman mediante el ensamble de calentamiento 52, mientras que otras pueden suministrarse al ensamble de calentamiento como una corriente de líquido. Entre los ejemplos de combustibles de calentamiento adecuados para las corrientes de combustible 28 se incluyen materias primas que contienen carbono, como metanol, metano, etano, etanol, etileno, propano, propileno, butano, etc. Otros ejemplos incluyen combustibles condensables de bajo peso molecular, como gas licuado de petróleo, amoníaco, aminas ligeras, éter dimetilo e hidrocarburos de bajo peso molecular. Sin embargo, otros ejemplos incluyen el hidrógeno y el monóxido de carbono. En las realizaciones del ensamble de generación de hidrógeno 20 que incluyen un ensamble de modulación de temperatura en forma de un ensamble de refrigeración en lugar de un ensamble de calentamiento (como puede ser utilizado cuando un proceso de generación de hidrógeno exotérmico, por ejemplo, oxidación parcial - se utiliza en lugar de un proceso endotérmico, como la reformación de vapor), el sistema de suministro de materia prima puede configurarse para suministrar una corriente de combustible o refrigerante al ensamble. Se puede utilizar cualquier combustible o líquido refrigerante adecuado.
El ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir además una coquilla o carcasa 66 en la que se contenga al menos la región de producción de hidrógeno 32, como se muestra en la Figura 1. En algunas realizaciones, la región de vaporización 64 y/o la región de purificación 40 pueden estar contenidas adicionalmente dentro de la carcasa. La carcasa 66 puede permitir que los componentes del reformador de vapor u otro mecanismo de procesamiento de combustible se muevan como una unidad. La carcasa también puede proteger los componentes del ensamble de procesamiento de combustible contra daños al proporcionar un recinto protector y/o puede reducir la demanda de calefacción del ensamble de procesamiento de combustible porque los componentes pueden calentarse como una unidad. La carcasa 66 puede incluir material aislante 68, como un material aislante sólido, material aislante de manta y/o una cavidad llena de aire. El material aislante puede estar dentro de la carcasa, fuera de la carcasa o ambos. Cuando el material aislante está fuera de la carcasa, el ensamble de procesamiento de combustible 24 puede incluir además una cubierta exterior o camisa 70 externa al aislamiento, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 1. El ensamble de procesamiento de combustible puede incluir una carcasa diferente que incluya componentes adicionales del ensamble de procesamiento de combustible, como el sistema de suministro de materia prima 22 y/u otros componentes.
Uno o más componentes del ensamble de procesamiento de combustible 24 pueden extenderse más allá de la carcasa o estar ubicados fuera de la carcasa. Por ejemplo, la región de purificación 40 puede estar ubicada fuera de la carcasa 66, como estando separada de la carcasa pero en comunicación de fluidos mediante conductos de transferencia de fluidos adecuados. Como otro ejemplo, una porción de la región de producción de hidrógeno 32 (como porciones de uno o más lechos catalizadores de reforman) puede extenderse más allá de la cáscara, como se indica esquemáticamente con una línea discontinua que representa una configuración alternativa de la carcasa en la Figura 1. Los ejemplos de ensambles de generación de hidrógeno adecuados y sus componentes se describen en los las patentes de EE.UU. Números 5.861.137; 5.997.594; y 6.221.117.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se muestra en la Figura 2, y generalmente se indica en 72. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 72 puede incluir uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno 20. El ensamble de generación de hidrógeno 72 puede incluir un sistema de suministro de materia prima 74, una región de vaporización 76, una región de producción de hidrógeno 78 y un ensamble de calentamiento 80, como se muestra en la Figura 2. En algunas realizaciones, el ensamble de generación de hidrógeno 72 también puede incluir una región de purificación 82.
El sistema de suministro de materia prima puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para suministrar uno o más corrientes de alimentación y/o combustible a uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno. Por ejemplo, el sistema de suministro de materia prima puede incluir un tanque (o contenedor) de materia prima 84 y una bomba 86. El tanque de materia prima puede contener cualquier fluido de producción de hidrógeno adecuado 88, como agua y una materia prima que contenga carbono (por ejemplo, una mezcla de metanol/agua). La bomba 86 puede tener cualquier estructura adecuada configurada para suministrar el fluido de producción de hidrógeno, que puede estar en forma de al menos una corriente de alimentación que contiene líquido 90 que incluya agua y una materia prima que contenga carbono, a la región de vaporización 76 y/o a la región de producción de hidrógeno 78.
La región de vaporización 76 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir y vaporizar al menos una parte de una corriente de alimentación que contiene líquido, como la corriente de alimentación que contiene líquido 90. Por ejemplo, la región de vaporización 76 puede incluir un vaporizador 92 configurado para transformar al menos parcialmente la corriente de alimentación que contiene líquido 90 en una o más corrientes de alimentación de vapor 94. Las corrientes de alimentación de vapor, en algunas realizaciones, pueden incluir líquido. Un ejemplo de un vaporizador adecuado es un vaporizador de tubo en espiral, como un tubo de acero inoxidable en espiral.
La región de producción de hidrógeno 78 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir una o más corrientes de alimentación, como corrientes de alimentación de vapor 94 desde la región de vaporización, para producir una o más corrientes de salida 96 que contengan gas hidrógeno como componente mayoritario y otros gases. La región de producción de hidrógeno puede producir la corriente de salida a través de cualquier mecanismo o mecanismos adecuados. Por ejemplo, la región de producción de hidrógeno 78 puede generar corrientes de salida 96 a través de una reacción de reformación de vapor. En ese ejemplo, la región de producción de hidrógeno 78 puede incluir una región de reformación de vapor 97 con un catalizador de reformación 98 configurado para facilitar y/o promover la reacción de reformación de vapor. Cuando la región de producción de hidrógeno 78 genera corrientes de salida 96 a través de una reacción de reformación de vapor, el ensamble de generación de hidrógeno 72 puede denominarse “ensamble de generación de hidrógeno de reformación de vapor” y la corriente de salida 96 puede denominarse “corriente reformada”.
El ensamble de calentamiento 80 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para producir al menos una corriente de escape calentada 99 para calentar uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno 72. Por ejemplo, el ensamble de calentamiento puede calentar la región de vaporización a cualquier temperatura adecuada, como al menos una temperatura de vaporización mínima o la temperatura en la que al menos una parte de la corriente de alimentación que contiene líquido se vaporiza para formar la corriente de alimentación de vapor. Además, o alternativamente, el ensamble de calentamiento 80 puede calentar la región de producción de hidrógeno a cualquier temperatura adecuada, como al menos una temperatura mínima de producción de hidrógeno o la temperatura en la que al menos una parte de la corriente de alimentación de vapor se hace reaccionar para producir gas hidrógeno para formar la corriente de salida. El ensamble de calentamiento puede estar en comunicación térmica con uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno, como la región de vaporización y/o la región de producción de hidrógeno.
El ensamble de calentamiento puede incluir un ensamble de quemador 100, al menos un soplador de aire 102 y un ensamble de encendedor 104, como se muestra en la Figura 2. El ensamble del quemador puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir al menos una corriente de aire 106 y al menos una corriente de combustible 108 y para quemar al menos una corriente de combustible dentro de una región de combustión 110 para producir una corriente de escape calentada 99. La corriente de combustible puede ser proporcionada por el sistema de suministro de materia prima 74 y/o la región de purificación 82. La región de combustión puede estar contenida dentro de un recinto del ensamble de generación de hidrógeno. El soplador de aire 102 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar corrientes de aire 106. El ensamble de encendedor 104 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para encender corrientes de combustible 108.
La región de purificación 82 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para producir al menos una corriente rica en hidrógeno 112, que puede incluir una concentración de hidrógeno mayor que la corriente de salida 96 y/o una concentración reducida de uno o más gases (o impurezas) que estaban presentes en esa corriente de salida. La región de purificación puede producir al menos una corriente de subproducto o de combustible 108, que puede enviarse al ensamble de quemador 100 y utilizarse como una corriente de combustible para ese ensamble, como se muestra en la Figura 2. La región de purificación 82 puede incluir un orificio restrictor de flujo 111, un ensamble de filtro 114, un ensamble de membrana 116 y un ensamble de reactor de metanación 118. El ensamble de filtro (como uno o más filtros de gas caliente) se puede configurar para eliminar las impurezas de la corriente de salida 96 antes del ensamble de membrana de purificación de hidrógeno.
El ensamble de membrana 116 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir corrientes de gas mixto o de salida 96 que contenga gas hidrógeno y otros gases, y para generar corrientes ricas en hidrógeno o de permeado 112 que contenga una mayor concentración de gas hidrógeno y/o una menor concentración de otros gases que la corriente de gas mezclado. El ensamble de membrana 116 puede incorporar membranas permeables al hidrógeno (o selectivas de hidrógeno) que son planas o tubulares, y más de una membrana permeable al hidrógeno puede incorporarse al ensamble de membrana 116. Las corrientes de permeado se pueden utilizar para cualquier aplicación adecuada, como para una o más pilas de combustible. En algunas realizaciones, el ensamble de membrana puede generar una corriente de combustible o subproducto 108 que incluya al menos una parte sustancial de los otros gases. El ensamble de reactor de metanación 118 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para convertir monóxido de carbono e hidrógeno en metano y agua. Aunque se muestra que la región de purificación 82 incluye el orificio restrictor de flujo 111, el ensamble de filtro 114, el ensamble de membrana 116 y el ensamble de reactor de metanación 118, la región de purificación puede tener menos que todos esos ensambles, y/o puede, alternativamente, o, además, incluir uno o más componentes configurados para purificar la corriente de salida 96. Por ejemplo, la región de purificación 82 puede incluir solo el ensamble de membrana 116.
En algunas realizaciones, el ensamble de generación de hidrógeno 72 puede incluir una coquilla o carcasa 120 que puede contener al menos parcialmente uno o más componentes de ese ensamble. Por ejemplo, la carcasa 120 puede contener al menos parcialmente la región de vaporización 76, la región de producción de hidrógeno 78, el ensamble de calentamiento 80 y/o la región de purificación 82, como se muestra en la Figura 2. La carcasa 120 puede incluir uno o más orificios de escape 122 configurados para descargar al menos una corriente de escape de combustión 124 producida por el ensamble de calentamiento 80.
El ensamble de generación de hidrógeno 72 puede, en algunas realizaciones, incluir un sistema de control 126, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar el funcionamiento del ensamble de generación de hidrógeno 72. Por ejemplo, el ensamble de control 126 puede incluir un ensamble de control 128, al menos una válvula 130, al menos una válvula de descarga de presión 132 y uno o más dispositivos de medición de temperatura 134. El ensamble de control 128 puede detectar temperaturas en la región de producción de hidrógeno y/o en las regiones de purificación a través del dispositivo de medición de temperatura 134, que puede incluir uno o más termopares y/u otros dispositivos adecuados. En función de las temperaturas detectadas, el ensamble de control y/o un operador del sistema de control pueden ajustar el suministro de corriente de alimentación 90 a la región de vaporización 76 y/o a la región de producción de hidrógeno 78 a través de válvulas 130 y bombas 86. Las válvulas 130 pueden incluir una válvula solenoide y/o cualquier válvula adecuada. Las válvulas de descarga de presión 132 se pueden configurar para garantizar que se libere el exceso de presión en el sistema.
En algunas realizaciones, el ensamble de generación de hidrógeno 72 puede incluir un ensamble de intercambio de calor 136, que puede incluir uno o más intercambiadores de calor 138 configurados para transferir calor de una parte del ensamble de generación de hidrógeno a otra parte. Por ejemplo, el ensamble de intercambio de calor 136 puede transferir calor de la corriente rica en hidrógeno 112 a la corriente de alimentación 90 para elevar la temperatura de la corriente de alimentación antes de entrar en la región de vaporización 76, así como para enfriar la corriente rica en hidrógeno 112.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 140 en la Figura 3. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 140 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno 140 puede incluir un sistema de suministro de materia prima o un ensamble de alimentación 142 y un ensamble de procesamiento de combustible 144 configurado para recibir al menos una corriente de alimentación del sistema de suministro de materia prima y producir una o más corrientes de hidrógeno de producto, como una corriente de gas de hidrógeno, de las corrientes de alimentación.
El sistema de suministro de materia prima puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para suministrar uno o más corrientes de alimentación y/o combustible a uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno, como el ensamble de procesamiento de combustible 144. Por ejemplo, el sistema de suministro de materia prima puede incluir un tanque de materia prima o un tanque de alimentación (y/o contenedor) 146, un conducto de alimentación 148, una bomba 150 y un sistema de control 152. El tanque de alimentación puede contener materia prima para una o más corrientes de alimentación del ensamble de procesamiento de combustible. Por ejemplo, el tanque de alimentación 146 puede contener cualquier fluido de producción de hidrógeno adecuado, como agua y una materia prima que contenga carbono (por ejemplo, una mezcla de metanol/agua).
El conducto de alimentación 148 puede conectar fluidamente el tanque de alimentación 146 con el ensamble de procesamiento de combustible 144. El conducto de alimentación puede incluir una parte de alimentación 154 y una parte de derivación 156. La parte de derivación se puede configurar para evitar la sobrepresurización en el conducto de alimentación, en el ensamble de procesamiento de combustible y/o en uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno 140. Por ejemplo, la parte de derivación 156 puede incluir un ensamble de válvula 158, como una válvula de liberación de presión o una válvula de retención.
La bomba 150 puede tener cualquier estructura adecuada configurada para suministrar una o más corrientes de alimentación y/o combustible al ensamble de procesamiento de combustible en una pluralidad de caudales al ensamble de procesamiento de combustible 144 a través, por ejemplo, del conducto de alimentación 148. Por ejemplo, la bomba 150 puede ser una bomba de velocidad variable (o una bomba que incluye un motor de velocidad variable) que inyecta las corrientes de alimentación y/o combustible en el ensamble de procesamiento de combustible bajo presión. La bomba puede funcionar a una velocidad basada en una señal de control del sistema de control. Por ejemplo, la bomba 150 puede funcionar o girar a una velocidad más alta (lo que provoca que la bomba descargue las corrientes de alimentación y/o combustible a un caudal más alto) cuando la señal de control aumenta de magnitud, mientras que la bomba puede funcionar o girar a una velocidad más baja (lo que provoca que la bomba descargue la corriente de alimentación y/o combustible a un caudal inferior) cuando la señal de control disminuye en magnitud.
La presión en el ensamble de procesamiento de combustible (como en la región de producción de hidrógeno del ensamble de procesamiento de combustible) puede aumentar con caudales de bomba más altos y puede disminuir con caudales de bomba más bajos. Por ejemplo, uno o más dispositivos de restricción de flujo fijo en el ensamble de procesamiento de combustible pueden causar un aumento proporcional de la presión con caudales de bomba más altos y una disminución proporcional de la presión con caudales de bomba más bajos. Debido a que el conducto de alimentación 148 conecta fluidamente el sistema de suministro de materia prima y el ensamble de procesamiento de combustible, un aumento (o disminución) de la presión en el ensamble de procesamiento de combustible puede provocar un aumento (o disminución) de la presión en el conducto de alimentación aguas abajo desde la bomba 150.
El sistema de control 152 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar y/u operar la bomba 150 y/u otros dispositivos controlados del ensamble de generación de hidrógeno 140. Por ejemplo, el sistema de control 152 puede incluir un ensamble de sensor 160, un ensamble de control 162 y conexiones de comunicación 164.
El ensamble del sensor puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para detectar y/o medir una o más variables de funcionamiento y/o parámetros adecuados en el ensamble de generación de hidrógeno y/o generar una o más señales basadas en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos. Por ejemplo, el ensamble del sensor puede detectar masa, volumen, flujo, temperatura, corriente eléctrica, presión, índice de refracción, conductividad térmica, densidad, viscosidad, absorbancia óptica, conductividad eléctrica y/u otras variables y/o parámetros adecuados. En algunas realizaciones, el ensamble del sensor puede detectar uno o más eventos de activación. Un “evento de activación”, como se utiliza en este documento, es un evento medible en el que se alcanza o excede un valor umbral predeterminado o un rango de valores representativo de una cantidad predeterminada de uno o más de los componentes que forman una o más corrientes asociadas con el ensamble de generación de hidrógeno.
Por ejemplo, el ensamble de sensor 160 puede incluir uno o más sensores 166 configurados para detectar presión, temperatura, caudal, volumen y/u otros parámetros. Los sensores 166 pueden, por ejemplo, incluir al menos un sensor de alimentación 168 configurado para detectar una o más variables de funcionamiento adecuadas, parámetros y/o eventos de activación en el conducto de alimentación 148. El sensor de alimentación se puede configurar para detectar, por ejemplo, la presión en el conducto de alimentación y/o generar una o más señales en función de la presión detectada.
El ensamble de control 162 se puede configurar para comunicarse con el ensamble de sensor 160 y la bomba 150 (y/u otros dispositivos controlados del ensamble de generación de hidrógeno 140) a través de conexiones de comunicación 164. Por ejemplo, el ensamble de control 162 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para seleccionar un caudal de la pluralidad de caudales de la bomba 150 en función de la presión detectada en el conducto de alimentación, y/o para operar la bomba al caudal seleccionado. Las conexiones de comunicación 164 pueden ser cualquier mecanismo cableado y/o inalámbrico adecuado para la comunicación unidireccional o bidireccional entre los dispositivos correspondientes, como señales de entrada, señales de comando, parámetros medidos, etc.
El ensamble de control 162 puede, por ejemplo, incluir al menos un procesador 170, como se muestra en la Figura 4. El procesador puede comunicarse con el ensamble de sensor 160 y la bomba 150 y/u otros dispositivos controlados a través de conexiones de comunicación 148. El procesador 170 puede tener cualquier forma adecuada, como un dispositivo computarizado, software que se ejecuta en una computadora, un procesador integrado, un controlador lógico programable, un dispositivo analógico (con una o más resistencias) y/o dispositivos funcionalmente equivalentes. El ensamble de control puede incluir cualquier software, hardware y/o firmware adecuado. Por ejemplo, el ensamble de control 162 puede incluir dispositivos de memoria 172 en los que se pueden almacenar parámetros de funcionamiento preseleccionados, preprogramados y/o seleccionados por el usuario. El dispositivo de memoria puede incluir partes volátiles, partes no volátiles y/o ambas.
En algunas realizaciones, el procesador 170 puede tener la forma de un acondicionador de señal 174, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para acondicionar una o más señales recibidas desde el ensamble de sensor 160. El acondicionador de señal puede amplificar, filtrar, convertir, invertir, hacer coincidir en rango, aislar y/o modificar de otro modo una o más señales recibidas del ensamble del sensor de modo que las señales acondicionadas sean adecuadas para los componentes corriente abajo. Por ejemplo, el acondicionador de señal 174 puede invertir una o más señales recibidas del ensamble de sensor 160. “Invertir”, como se utiliza aquí, se refiere a uno o más de los siguientes: convertir una señal con una característica que tiene valores ascendentes en una señal con la característica que tiene valores descendentes, convertir una señal con una característica que tiene valores descendentes en una señal con la característica que tiene valores ascendentes, convertir una señal con una característica que tiene un valor alto en una señal con la característica que tiene un valor bajo (o que tiene el valor más alto al valor más bajo), y/o convertir una señal con una característica que tiene un valor bajo en una señal con la característica que tiene un valor alto (o que tiene el valor más bajo al valor más alto). Las características de las señales pueden incluir voltaje, corriente, etc. Uno o más de los valores convertidos pueden coincidir y/o corresponder a valores de la señal original, como convertir el valor original más alto al valor original más bajo y/o convertir el valor original más bajo al valor original más alto. Alternativamente, uno o más de los valores convertidos pueden ser diferentes de los valores originales de las señales.
En algunas realizaciones, el ensamble de control 162 puede incluir una interfaz de usuario 176, como se muestra en la Figura 4. La interfaz de usuario puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para permitir que un usuario supervise y/o interactúe con el funcionamiento del procesador 170. Por ejemplo, la interfaz de usuario 176 puede incluir una región de visualización 178, un dispositivo de entrada de usuario 180 y/o un dispositivo de señalización de usuario 182, como se muestra en la Figura 4. La región de visualización puede incluir una pantalla y/u otro mecanismo de visualización adecuado en el que se presenta información al usuario. Por ejemplo, la región de visualización 178 puede mostrar valores actuales medidos por uno o más sensores 166, parámetros de funcionamiento actuales del ensamble de generación de hidrógeno, valores o rangos de umbral almacenados, valores medidos previamente y/u otra información relacionada con el funcionamiento y/o el rendimiento del ensamble de generación de hidrógeno.
El dispositivo de entrada de usuario 180 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir la entrada del usuario y enviarla al procesador 170. Por ejemplo, el dispositivo de entrada de usuario puede incluir diales giratorios, interruptores, pulsadores, teclados, teclados numéricos, un ratón, pantallas táctiles, etc. El dispositivo de entrada de usuario 180 puede, por ejemplo, permitir que un usuario especifique cómo se acondicionarán las señales del ensamble de sensor 160, tal como saber si la señal se invertirá, cuál debe ser el rango de valores de la señal invertida, etc. El dispositivo de señalización de usuario 182 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para alertar al usuario cuando se ha excedido un nivel de umbral aceptable. Por ejemplo, el dispositivo de señalización del usuario puede incluir una alarma, luces y/u otros mecanismos adecuados para alertar a un usuario.
En algunas realizaciones, el ensamble de control 162 se puede configurar para acondicionar únicamente las señales recibidas del ensamble de sensor 160 a través del acondicionador de señal 168 sin procesamiento adicional de la señal y/o envío de una señal diferente. En otras palabras, las señales del ensamble de sensor 160 pueden acondicionarse a través del acondicionador de señal 168 y las señales acondicionadas pueden enviarse a la bomba 150 y/u otros dispositivos controlados a través de conexiones de comunicación 164 para operar la bomba y/u otros dispositivos controlados sin procesamiento adicional por parte del ensamble de control y/u otros ensambles.
La señal acondicionada (como una señal invertida) se puede configurar, por ejemplo, para seleccionar un caudal para la bomba 150 de entre la pluralidad de caudales. Cuando la señal acondicionada se configura para seleccionar un caudal para la bomba, el ensamble de control se puede describir como configurado para seleccionar el caudal basado en (o basado únicamente en) la señal acondicionada.
Un ejemplo de control de la bomba 150 con una señal acondicionada se muestra en el gráfico 184 de la Figura 5. El ensamble de sensor 160 puede incluir el sensor de alimentación 168 que detecta la presión y envía una señal de detección 186 al ensamble de control 162 en función de la presión detectada. La señal de detección puede ser una señal de voltaje como se muestra en la Figura 5, una señal de corriente u otras señales adecuadas que son proporcionales a la presión detectada. Las señales de detección pueden ser cualquier voltaje y/o corriente adecuada, como 0-5 voltios y/o 4-20 miliamperios (mA).
El ensamble de control 162 puede acondicionar (por ejemplo, invertir) la señal de detección en una señal acondicionada 188 de manera que la señal acondicionada esté configurada para seleccionar uno o más parámetros (como el caudal y/o la velocidad) para la bomba 150 y/u otros dispositivos controlados. La señal o señales acondicionadas pueden ser cualquier voltaje y/o corriente adecuada, tales como 0-5 voltios y/o 4-20 mA. Los voltajes y la presión mostrados en la Figura 5 son solo un ejemplo de los diversos voltajes y presiones que pueden ser generados y/o detectados por el sistema de control 152. En otras palabras, el sistema de control 152 no se limita al funcionamiento en las tensiones y presiones que se muestran en esa figura.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 190 en la Figura 6. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 190 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno 190 puede incluir un sistema de suministro de materia prima o un ensamble de alimentación 192 y un ensamble de procesamiento de combustible 194 configurado para recibir al menos una corriente de alimentación del sistema de suministro de materia prima y producir una o más corrientes de hidrógeno de producto, como una corriente de gas de hidrógeno, de las corrientes de alimentación.
El sistema de suministro de materia prima puede incluir un tanque de materia prima o un tanque de alimentación (y/o contenedor) 196, un conducto de alimentación 198, una bomba 200 y un sistema de control 202. El tanque de alimentación puede contener materia prima para una o más corrientes de alimentación del ensamble de procesamiento de combustible. El conducto de alimentación 198 puede conectar fluidamente el tanque de alimentación 196 con el ensamble de procesamiento de combustible 194. El conducto de alimentación puede incluir una parte de alimentación 204 y una parte de derivación 206. La parte de derivación se puede configurar para evitar la sobrepresurización en el ensamble de generación de hidrógeno 190. Por ejemplo, la parte de derivación 206 puede incluir una válvula de descarga de presión 208.
La bomba 200 puede tener cualquier estructura adecuada configurada para suministrar una o más corrientes de alimentación y/o combustible al ensamble de procesamiento de combustible en una pluralidad de caudales al ensamble de procesamiento de combustible 194 a través, por ejemplo, del conducto de alimentación 198. Por ejemplo, la bomba 200 puede ser una bomba de velocidad variable (o una bomba que incluye un motor de velocidad variable) que inyecta las corrientes de alimentación y/o combustible en el ensamble de procesamiento de combustible bajo presión. La bomba puede funcionar a una velocidad basada en una señal de control del sistema de control.
El sistema de control 202 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar y/u operar la bomba 200 y/u otros dispositivos controlados del ensamble de generación de hidrógeno 190. Por ejemplo, el sistema de control 202 puede incluir al menos un transductor de presión 210, un ensamble de control 212 y conexiones de comunicación 214. El transductor de presión 210 se puede configurar para detectar la presión en el conducto de alimentación 198. Aunque se muestra que el transductor de presión 210 está adyacente a la bomba 200 y/o a la parte de derivación 206, el transductor de presión puede colocarse en cualquier parte adecuada a lo largo de la parte de alimentación.
El ensamble de control 212 puede incluir un ensamble de fuente de alimentación 216 y un ensamble de acondicionador de señal 218. El ensamble de fuente de alimentación puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para proporcionar alimentación adecuada al ensamble de acondicionador de señal. Por ejemplo, el ensamble de fuente de alimentación puede incluir una o más baterías, uno o más paneles solares, uno o más conectores para conectarse a una fuente de alimentación de CC o CA, etc. En algunas realizaciones, el ensamble de fuente de alimentación 216 puede incluir una fuente de alimentación de CC, que puede proporcionar el mismo voltaje que se requiere para operar la bomba 200 y/o el transductor de presión 210.
El ensamble de acondicionador de señal 218 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para acondicionar una o más señales recibidas del transductor de presión 210 de manera que una o más de las señales acondicionadas se puedan utilizar para operar la bomba 200. Por ejemplo, el ensamble de acondicionador de señal 218 puede invertir las señales de presión (o señales del transductor) recibidas del transductor de presión y transmitir las señales invertidas a través de las conexiones de comunicación 214 a la bomba 200. Las señales invertidas pueden configurarse para seleccionar una velocidad y/o caudal para la bomba 200 entre la pluralidad de velocidades y/o caudales de la bomba. Cuando las señales invertidas se utilizan para controlar la velocidad de la bomba, las señales pueden denominarse “señales de control de velocidad”.
Un ejemplo de un ensamble de purga de los ensambles de generación de hidrógeno descritos en la presente divulgación se muestra en la Figura 7 y generalmente se indica en 220. El ensamble de purga puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para purgar una o más partes de un ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de purga 220 puede configurarse para purgar uno o más gases de los reactores, purificadores, ensambles de procesamiento de combustible u otros componentes y/o dispositivos de los ensambles de generación de hidrógeno de la presente divulgación y/u otros ensambles de generación de hidrógeno. Por ejemplo, el ensamble de purga 220 puede incluir un ensamble de gas presurizado 222, un conducto de purga 224 y un ensamble de válvula 226. El conducto de purga 224 se puede configurar para conectar con fluidez el ensamble de gas presurizado y una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno.
El ensamble de gas presurizado 222 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para conectarse y/o recibir al menos un ensamble de suministro de gas 228. Por ejemplo, el ensamble de gas presurizado 222 puede incluir cualquier conector, tubería, válvula u otros componentes adecuados configurados para conectarse y/o recibir el ensamble de suministro de gas 228. El ensamble de suministro de gas puede incluir uno o más contenedores de gas presurizado (como uno o más cartuchos y/o cilindros) y/o uno o más tanques de gas presurizado. El ensamble de suministro de gas puede incluir cualquier gas presurizado adecuado configurado para purgar uno o más componentes de los ensambles de generación de hidrógeno descritos en la presente divulgación. Por ejemplo, el ensamble de suministro de gas puede incluir dióxido de carbono comprimido o nitrógeno comprimido.
El conducto de purga 224 se puede configurar para conectar con fluidez el ensamble de gas presurizado y una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno, como el ensamble de procesamiento de combustible. El conducto de purga puede incluir conectores, tuberías, válvulas y/u otros componentes adecuados para proporcionar la conexión de fluido entre los ensambles anteriores.
El ensamble de válvula 226 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar la corriente del gas presurizado a través del conducto de purga 224 desde el ensamble de gas presurizado 222 hasta una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno. Por ejemplo, el ensamble de válvula 226 puede configurarse para permitir que al menos un gas presurizado fluya a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno y/o para evitar que al menos un gas presurizado fluya a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado hasta una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de válvula se puede configurar para permitir o evitar la corriente en función de una o más variables, parámetros y/o eventos de activación detectados. Por ejemplo, el ensamble de válvula puede configurarse para permitir la corriente de al menos un gas presurizado desde el ensamble de gas presurizado a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno cuando se interrumpe la alimentación a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno.
En algunas realizaciones, un sistema de control 230 puede controlar una o más válvulas del ensamble de válvula 226. El sistema de control 230 también puede controlar uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno, o puede estar dedicado a controlar solo el ensamble de purga 220. En algunas realizaciones, el ensamble de válvula 226 puede configurarse para gestionar la corriente en el conducto de purga, independientemente del sistema de control 230 y/o cualquier sistema de control del ensamble de generación de hidrógeno. En otras palabras, el ensamble de válvula 226 puede configurarse para permitir y evitar selectivamente la corriente sin dirección del sistema de control 230 y/o cualquier sistema de control del ensamble de generación de hidrógeno.
El ensamble de purga puede estar ubicado dentro del recinto o carcasa 66, fuera de la carcasa, o parcialmente dentro de la carcasa y parcialmente fuera de la carcasa. En algunas realizaciones, al menos una parte del ensamble de procesamiento de combustible puede estar contenida dentro de un recinto y al menos una parte del ensamble de purga puede estar contenida dentro del recinto, como se muestra en la Figura 1.
El ensamble de purga 220 puede conectarse a cualquier otro componente o componentes adecuados del ensamble de generación de hidrógeno. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 2, el ensamble de purga 220 puede conectarse al conducto de alimentación, ya sea aguas arriba del ensamble de intercambio de calor 136 (como se muestra a través del conducto de purga 224), y/o aguas abajo del ensamble de intercambio de calor (como se muestra a través de un conducto de purga 225). En algunas realizaciones, el conducto de alimentación del ensamble de generación de hidrógeno puede incluir una válvula de retención 232 para evitar el reflujo del gas presurizado en el sistema de suministro de materia prima, como cuando la bomba no impide el reflujo. El gas presurizado del ensamble de purga puede salir del ensamble de generación de hidrógeno en cualquier parte adecuada, como el quemador y/o la línea de hidrógeno del producto.
Otro ejemplo del ensamble de purga 220 se muestra en la Figura 8 y generalmente se indica en 232. El ensamble de purga 232 puede incluir un ensamble de gas presurizado 234, un conducto de purga 236 y un ensamble de válvula 238. El ensamble de gas presurizado puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para recibir al menos un recipiente de gas presurizado 240 que tenga al menos un gas presurizado. El conducto de purga 236 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para conectar fluidamente el ensamble de gas presurizado 234 y una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno.
El ensamble de válvula 238 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar la corriente de al menos un gas presurizado a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno. Por ejemplo, el ensamble de válvula 238 puede incluir una válvula manual 240 y una válvula solenoide (o válvula solenoide de purga) 242, como se muestra en la Figura 8. La válvula manual puede cerrarse para aislar el ensamble de gas presurizado de una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno, como cuando se instala o se conecta un recipiente de gas comprimido o presurizado al ensamble de gas presurizado. La válvula manual 240 se puede abrir para permitir que la válvula solenoide administre la corriente del gas a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno. En ocasiones, la válvula manual 240 puede denominarse “válvula de aislamiento manual”.
La válvula solenoide 242 puede incluir al menos un solenoide o un solenoide de purga 244 y en una válvula o válvula de purga 246. La válvula se puede configurar para moverse entre una pluralidad de posiciones, incluso entre una posición cerrada y una posición abierta. En la posición cerrada, el ensamble de gas presurizado está aislado de una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno y el gas presurizado no fluye a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado. En la posición abierta, el ensamble de gas presurizado está en comunicación fluida con una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno y se permite que el gas presurizado fluya a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado. El solenoide 244 se puede configurar para mover la válvula 226 entre las posiciones abierta y cerrada en función de una o más variables, parámetros y/o eventos de activación detectados. La válvula solenoide 242 puede, por ejemplo, configurarse para permitir la corriente de al menos un gas presurizado desde el ensamble de gas presurizado a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno cuando se interrumpe la alimentación del solenoide y/o una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno, por ejemplo, cuando se interrumpe la alimentación al ensamble de procesamiento de combustible.
Por ejemplo, la válvula 246 se puede configurar para estar en la posición abierta sin alimentación al solenoide 244 (también se puede denominar “normalmente abierta”), como por ejemplo, mediante el empuje de uno o más elementos de sesgo o resortes (no se muestra). Además, la válvula 246 se puede configurar para estar en la posición cerrada con alimentación al solenoide 244 (que puede mover la válvula a la posición cerrada contra el empuje de los elementos de sesgo). Por lo tanto, una pérdida de energía eléctrica a una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno (y/o una pérdida de energía eléctrica al solenoide 244) puede hacer que la válvula 246 se mueva automáticamente de la posición cerrada a la posición abierta. En otras palabras, la válvula 246 de la válvula solenoide 242 se puede configurar para estar en la posición cerrada cuando hay alimentación al solenoide y/o una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno (como el ensamble de procesamiento de combustible), y puede moverse automáticamente a la posición abierta cuando se interrumpe la alimentación al solenoide y/o una o más partes del ensamble de generación de hidrógeno.
En algunas realizaciones, un sistema de control 248 puede controlar la válvula solenoide 242. Por ejemplo, el sistema de control 248 se puede configurar para enviar una señal de control al solenoide 244 y el solenoide se puede configurar para mover la válvula 246 a la posición cerrada cuando se recibe la señal de control. Además, la válvula 246 se puede configurar para moverse automáticamente a la posición abierta cuando el solenoide no recibe una señal de control del sistema de control. El sistema de control 248 puede controlar uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno o puede estar separado de cualquier sistema de control. La válvula solenoide puede, en algunas realizaciones, ser controlada tanto por el sistema de control como por si se suministra alimentación al solenoide.
En algunas realizaciones, el ensamble de purga 220 puede incluir un orificio de restricción de flujo 250, que puede configurarse para reducir o limitar el caudal del gas presurizado descargado del ensamble de gas presurizado. Por ejemplo, cuando el gas presurizado es nitrógeno, el orificio de restricción de flujo puede reducir o limitar el caudal del gas nitrógeno para evitar la sobrepresión en uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno, como en el reformador y/o purificador. Sin embargo, cuando el gas presurizado es gas comprimido licuado, como el dióxido de carbono, el ensamble de purga puede no incluir el orificio de restricción de flujo.
Los ensambles de purga de la presente divulgación pueden utilizarse como parte de (o en) cualquier ensamble de generación de hidrógeno adecuado, como un ensamble de generación de hidrógeno con un reformador pero sin un purificador de hidrógeno, un ensamble de generación de hidrógeno con un purificador de hidrógeno pero sin un reformador, un ensamble de generación de hidrógeno con un reformador de metanol/agua, un reformador de gas natural, un reformador de GLP, etc.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 252 en la Figura 9. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 252 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno 252 puede incluir un recinto o carcasa 254, una región de producción de hidrógeno 256, un ensamble de calentamiento 258 y un ensamble de gestión de escape 260. El recinto o carcasa puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para contener al menos parcialmente uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno 252 y/o proporcionar aislamiento (como aislamiento térmico) para esos componentes. El recinto puede definir una zona aislada o una zona caliente aislada 261 para los componentes dentro del recinto. El recinto 254 puede incluir al menos un puerto de escape 262 configurado para expulsar los gases dentro del recinto al entorno y/o a un sistema de recolección de gases de escape.
La región de producción de hidrógeno 256 puede estar parcial o totalmente contenida dentro del recinto. La región de producción de hidrógeno puede recibir una o más corrientes de alimentación 264 y producir una corriente de salida 266 que contenga gas hidrógeno a través de cualquier mecanismo o mecanismos adecuados de producción de hidrógeno, como la reforma por vapor, la reforma térmica automática, etc. La corriente de salida puede incluir gas hidrógeno como al menos un componente mayoritario y puede incluir gases adicionales. Cuando el ensamble de generación de hidrógeno 252 es un ensamble de generación de hidrógeno que reforma a vapor, entonces la región de producción de hidrógeno se puede referir como configurada para producir, a través de una reacción de reforma de vapor, una corriente reformada 266.
En algunas realizaciones, el ensamble de generación de hidrógeno 252 puede incluir una región de purificación 268, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para producir al menos una corriente rica en hidrógeno (o permeada) 270 a partir de la corriente de salida (o reformada) 266 y al menos una corriente de subproducto 272 (que puede contener nada o algo de gas hidrógeno). Por ejemplo, la región de purificación puede incluir una o más membranas selectivas de hidrógeno 274. Las membranas selectivas de hidrógeno pueden configurarse para producir al menos una parte de la corriente de permeado desde la porción de la corriente reformada que pasa a través de las membranas selectivas de hidrógeno, y producir al menos una parte de la corriente de subproducto de la porción de la corriente reformada que no pasa a través de las membranas selectivas de hidrógeno. En algunas realizaciones, el ensamble de generación de hidrógeno 252 puede incluir una región de vaporización 276, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para vaporizar la corriente o corrientes de alimentación que contengan uno o más líquidos.
El ensamble de calentamiento 258 se puede configurar para recibir al menos una corriente de aire 278 y al menos una corriente de combustible 280 y para quemar la corriente o corrientes de combustible dentro de una región de combustión 282 contenida en el recinto 254. La corriente de combustible 280 puede producirse desde la región de producción de hidrógeno (y/o la región de purificación), y/o puede producirse independientemente del ensamble de generación de hidrógeno. La combustión de la corriente o corrientes de combustible puede producir una o más corrientes de escape calentadas 284. La corriente o corrientes de escape calentadas pueden calentar, por ejemplo, la región de producción de hidrógeno 256, como por lo menos a una temperatura mínima de producción de hidrógeno. Además, la corriente o corrientes de escape calentadas pueden calentar la región de vaporización 276, como al menos a una temperatura de vaporización mínima.
El ensamble de gestión de escape 260 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar los corrientes de escape en el recinto 254, como las corrientes de escape calentadas 284. Por ejemplo, el ensamble de gestión de escape puede incluir un ensamble de sensor 286, un ensamble de amortiguador 288 y un ensamble de control 290, como se muestra en la Figura 9.
El ensamble de sensor 286 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para detectar y/o medir una o más variables y/o parámetros de funcionamiento adecuados en el ensamble de generación de hidrógeno y/o generar una o más señales basadas en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos. Por ejemplo, el ensamble del sensor puede detectar masa, volumen, flujo, temperatura, corriente eléctrica, presión, índice de refracción, conductividad térmica, densidad, viscosidad, absorbancia óptica, conductividad eléctrica y/u otras variables y/o parámetros adecuados. En algunas realizaciones, el ensamble del sensor puede detectar uno o más eventos de activación.
Por ejemplo, el ensamble de sensor 286 puede incluir uno o más sensores 292 configurados para detectar presión, temperatura, caudal, volumen y/u otros parámetros en cualquier parte adecuada del ensamble de generación de hidrógeno. Los sensores 292 pueden, por ejemplo, incluir al menos un sensor de región de producción de hidrógeno 294 configurado para detectar una o más variables de funcionamiento, parámetros y/o eventos de activación adecuados en la región de producción de hidrógeno 256. El sensor de la región de producción de hidrógeno puede configurarse para detectar, por ejemplo, la temperatura en la región de producción de hidrógeno y/o generar una o más señales basadas en la temperatura detectada en la región de producción de hidrógeno.
Además, los sensores 292 pueden incluir al menos un sensor de región de purificación 296 configurado para detectar una o más variables de funcionamiento, parámetros y/o eventos de activación adecuados en la región de purificación 268. El sensor de la región de purificación se puede configurar para detectar, por ejemplo, la temperatura en la región de purificación y/o generar una o más señales basadas en la temperatura detectada en la región de purificación.
El ensamble de amortiguador 288 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar el flujo, como el flujo de gases de escape (o corrientes de escape calentadas 284), a través del puerto de escape 262. Por ejemplo, el ensamble de amortiguador 288 puede incluir al menos un amortiguador 298 y al menos un accionador 300. El amortiguador puede estar conectado de forma móvil al puerto de escape 262. Por ejemplo, el amortiguador 298 puede estar conectado deslizable, pivotable y/o rotativamente al puerto de escape.
Además, el amortiguador se puede configurar para moverse entre una pluralidad de posiciones. Estas posiciones pueden incluir, por ejemplo, una posición totalmente abierta 302, una posición cerrada 304 y una pluralidad de posiciones abiertas intermedias 306 entre las posiciones totalmente abierta y cerrada, como se muestra en las figuras 10-12. En la posición completamente abierta, el amortiguador 298 puede permitir que una o más corrientes de escape 307 (como corrientes de escape calentadas 284 y/u otros gases de escape en el recinto) fluyan a través del puerto de escape 262. En la posición cerrada, el amortiguador 298 puede bloquear el puerto de escape e impedir que las corrientes de escape fluyan a través del puerto de escape. Las posiciones de apertura intermedia pueden permitir que los corrientes de escape fluyan a través del puerto de escape 262 a una velocidad menor que cuando el amortiguador está en la posición completamente abierta. Durante el funcionamiento, la temperatura en la región de producción de hidrógeno puede disminuir cuando el amortiguador restringe la corriente o corrientes de escape.
El amortiguador 298 puede incluir cualquier estructura adecuada. Por ejemplo, el amortiguador 298 puede ser un amortiguador tipo compuerta con una o más placas que se deslizan a través del puerto de escape, como se muestra en las figuras 10-12. Además, el amortiguador 298 puede ser un amortiguador tipo aleta, como se muestra en la Figura 9. Por ejemplo, el amortiguador tipo aleta puede incluir insertos de círculo completo o de medio círculo que giran para abrir o cerrar el escape. El actuador 300 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para mover el amortiguador 298 entre la pluralidad de posiciones. En algunas realizaciones, el actuador puede mover el amortiguador de forma incremental entre las posiciones completamente abierta y cerrada. Aunque se muestra que el ensamble de amortiguador 288 incluye un solo amortiguador y un solo actuador, el ensamble de amortiguador puede incluir dos o más amortiguadores y/o dos o más actuadores.
El ensamble de control 290 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar el ensamble de amortiguador 288 basado, al menos en parte, en las entradas del ensamble de sensor 286, tal como basado, al menos en parte, en variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos por el ensamble de sensor. El ensamble de control 290 puede recibir entradas únicamente del ensamble de sensor 286 o el ensamble de control puede recibir entradas de otros ensambles de sensor del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de control 290 puede controlar solo el ensamble de amortiguador, o el ensamble de control puede controlar uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno.
El ensamble de control 290 puede, por ejemplo, configurarse para mover el amortiguador 298, por ejemplo, a través del actuador 300, entre las posiciones completamente abierta y cerrada, basándose, al menos en parte, en la temperatura detectada en la región de producción de hidrógeno y/o la región de purificación. Cuando el ensamble de control 290 recibe entradas de dos o más sensores, el ensamble de control puede seleccionar la entrada con un valor más alto, puede seleccionar la entrada con un valor más bajo, puede calcular un promedio de los valores de entrada, puede calcular una mediana de los valores de entrada, y/o puede realizar otros cálculos adecuados. Por ejemplo, el ensamble de control 290 puede configurarse para mover el amortiguador hacia (o incrementalmente hacia) la posición cerrada cuando la temperatura detectada en las regiones de producción de hidrógeno y/o de purificación esté por encima de una temperatura máxima predeterminada, y/o para mover el amortiguador hacia (o incrementalmente hacia) la posición completamente abierta cuando la temperatura detectada en las regiones de producción de hidrógeno y/o de purificación esté por debajo de una temperatura mínima predeterminada. Las temperaturas máximas y mínimas predeterminadas pueden ser cualquier temperatura máxima y mínima adecuada. Por ejemplo, las temperaturas máxima y mínima se pueden establecer en función de un rango de temperaturas deseado para operar las regiones de vaporización, producción de hidrógeno y/o purificación.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 308 en la Figura 13. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 308 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno puede proporcionar o suministrar hidrógeno a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 310, como una pila de combustible, un horno de hidrógeno, etc. El ensamble de generación de hidrógeno 308 puede incluir, por ejemplo, un ensamble de procesamiento de combustible 312 y un sistema de gestión de hidrógeno del producto 314.
El ensamble de procesamiento de combustible 312 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar una o más corrientes de hidrógeno de producto 316 (como una o más corrientes de gas de hidrógeno) a partir de una o más corrientes de alimentación 318 a través de uno o más mecanismos adecuados, tales como reformación de vapor, reformación térmica automática, electrólisis, termólisis, oxidación parcial, reformación de plasma, división de agua fotocatalítica, ciclo de azufre-yodo, etc. Por ejemplo, el ensamble de procesamiento de combustible 312 puede incluir uno o más reactores generadores de hidrógeno 320, como reformadores, electrolizadores, etc. Las corrientes de alimentación 318 pueden suministrarse al ensamble de procesamiento de combustible a través de uno o más conductos de alimentación 317 de uno o más sistemas de suministro de materia prima (no se muestran).
El ensamble de procesamiento de combustible 312 puede configurarse para que funcione entre una pluralidad de modos, como un modo de funcionamiento y un modo de espera. En el modo de funcionamiento, el ensamble de procesamiento de combustible puede producir o generar las corrientes de hidrógeno del producto a partir de las corrientes de alimentación. Por ejemplo, en el modo de funcionamiento, el sistema de suministro de materia prima puede suministrar la corriente de alimentación al ensamble de procesamiento de combustible y/o puede realizar otras operaciones. Además, en el modo de funcionamiento, el ensamble de procesamiento de combustible puede recibir la corriente de alimentación, puede quemar la corriente de combustible a través del ensamble de calentamiento, puede vaporizar la corriente de alimentación a través de la región de vaporización, puede generar la corriente de salida a través de la región de producción de hidrógeno, puede generar la corriente de hidrógeno del producto y la corriente de subproducto a través de la región de purificación, y/o puede realizar otras operaciones.
En el modo de espera, es posible que el ensamble de procesamiento de combustible 312 no produzca las corrientes de hidrógeno producto de las corrientes de alimentación. Por ejemplo, en el modo de espera, es posible que el sistema de suministro de materia prima no envíe la corriente de alimentación al ensamble de procesamiento de combustible y/o que no realice otras operaciones. Además, en el modo de espera, es posible que el ensamble de procesamiento de combustible no reciba la corriente de alimentación, que no queme la corriente de combustible a través del ensamble de calentamiento, que no vaporice la corriente de alimentación a través de la región de vaporización, que no genere la corriente de salida a través de la región de producción de hidrógeno, que no genere la corriente de hidrógeno del producto y la corriente de subproducto a través de la región de purificación, y/o que no realice otras operaciones. El modo de espera puede incluir cuando el ensamble de procesamiento de combustible está apagado o cuando no hay alimentación al ensamble de procesamiento de combustible.
En algunas realizaciones, la pluralidad de modos puede incluir uno o más modos de salida reducida. Por ejemplo, el ensamble de procesamiento de combustible 312 puede producir o generar corrientes de hidrógeno de producto 316 a una primera velocidad de salida cuando está en el modo de funcionamiento (como a una velocidad de salida máxima o a una velocidad de salida normal), y producir o generar las corrientes de hidrógeno de producto a una segunda, tercera, cuarta o más velocidades que sean más bajas (o más altas) que la primera cuando se encuentra en el modo de salida reducida (como a una velocidad de salida mínima).
El sistema de gestión de hidrógeno del producto 314 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar el hidrógeno del producto generado por el ensamble de procesamiento de combustible 312. Además, el sistema de gestión de hidrógeno del producto puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para interactuar con el ensamble de procesamiento de combustible 312 para mantener cualquier cantidad adecuada de hidrógeno del producto disponible para los dispositivos de consumo de hidrógeno 310. Por ejemplo, el sistema de gestión de hidrógeno del producto 314 puede incluir un conducto de producto 322, un tanque de amortiguación 324, un conducto de tanque de amortiguación 325, un ensamble de sensor 326 y un ensamble de control 328.
El conducto de producto 322 se puede configurar para conectar con fluidez el ensamble de procesamiento de combustible 312 con el tanque de amortiguación 324. El tanque de amortiguación 324 se puede configurar para recibir la corriente de hidrógeno del producto 316 a través del conducto de producto 322, para retener una cantidad o volumen predeterminados de la corriente de hidrógeno del producto, y/o para proporcionar la corriente de hidrógeno del producto a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 310. En algunas realizaciones, el tanque de amortiguación puede ser un tanque de amortiguación de menor presión. El tanque de amortiguación puede ser de cualquier tamaño adecuado basado en uno o más factores, tales como el consumo de hidrógeno esperado o real por el dispositivo o dispositivos de consumo de hidrógeno, las características de ciclo del reactor generador de hidrógeno, el ensamble de procesamiento de combustible, etc.
En algunas realizaciones, el tanque de amortiguación 324 puede dimensionarse para proporcionar suficiente hidrógeno durante un tiempo mínimo de funcionamiento del dispositivo o dispositivos de consumo de hidrógeno y/o durante un tiempo mínimo de funcionamiento para el ensamble de procesamiento de combustible, por ejemplo, una cantidad mínima de tiempo de funcionamiento para la región de vaporización, la región de producción de hidrógeno y/o la región de purificación. Por ejemplo, el tanque de amortiguación puede tener un tamaño para dos, cinco, diez o más minutos de funcionamiento del ensamble de procesamiento de combustible. El conducto del tanque de amortiguación 325 se puede configurar para conectar fluidamente el tanque de amortiguación 324 con los dispositivos de consumo de hidrógeno 310.
El ensamble de sensor 326 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para detectar y/o medir una o más variables y/o parámetros de funcionamiento adecuados en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos. Por ejemplo, el ensamble del sensor puede detectar masa, volumen, flujo, temperatura, corriente eléctrica, presión, índice de refracción, conductividad térmica, densidad, viscosidad, absorbancia óptica, conductividad eléctrica y/u otras variables y/o parámetros adecuados. En algunas realizaciones, el ensamble del sensor puede detectar uno o más eventos de activación.
Por ejemplo, el ensamble de sensor 326 puede incluir uno o más sensores 330 configurados para detectar presión, temperatura, caudal, volumen y/u otros parámetros. Los sensores 330 pueden, por ejemplo, incluir al menos un sensor de tanque de amortiguación 332 configurado para detectar una o más variables de funcionamiento, parámetros y/o eventos de activación adecuados en el tanque de amortiguación. El sensor del tanque de amortiguación puede configurarse para detectar, por ejemplo, la presión en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en la presión detectada. Por ejemplo, a menos que el hidrógeno del producto se esté retirando del tanque de amortiguación a un caudal igual a, o superior a, el caudal entrante en el tanque de amortiguación, la presión del tanque de amortiguación puede aumentar y el sensor del tanque puede detectar el aumento de presión en el tanque de amortiguación.
El ensamble de control 328 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar el ensamble de procesamiento de combustible 312 basado, al menos en parte, en las entradas del ensamble de sensor 326, tal como basado, al menos en parte, en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos por el ensamble de sensor. El ensamble de control 328 puede recibir entradas únicamente del ensamble de sensor 326 o el ensamble de control puede recibir entradas de otros ensambles de sensor del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de control 328 puede controlar solo el ensamble de procesamiento de combustible, o el ensamble de control puede controlar uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de control puede comunicarse con el ensamble del sensor, el ensamble de procesamiento de combustible y/o un ensamble de válvula del producto (descrito más adelante) a través de conexiones de comunicación 333. Las conexiones de comunicación 333 pueden ser cualquier mecanismo cableado y/o inalámbrico adecuado para la comunicación unidireccional o bidireccional entre los dispositivos correspondientes, como señales de entrada, señales de comando, parámetros medidos, etc.
El ensamble de control 328 puede, por ejemplo, configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible 312 entre los modos de funcionamiento y en espera, basándose, al menos en parte, en la presión detectada en el tanque de amortiguación 324. Por ejemplo, el ensamble de control 328 puede configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de espera cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por encima de una presión máxima predeterminada, y/o para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de funcionamiento cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por debajo de una presión mínima predeterminada.
Las presiones máxima y mínima predeterminadas pueden ser cualquier presión máxima y mínima adecuada. Esas presiones predeterminadas pueden ajustarse de forma independiente o sin tener en cuenta otras presiones predeterminadas y/u otras variables predeterminadas. Por ejemplo, la presión máxima predeterminada se puede ajustar en función del rango de presión de funcionamiento del ensamble de procesamiento de combustible, por ejemplo, para evitar la sobrepresión en el ensamble de procesamiento de combustible debido a la contrapresión del sistema de gestión de hidrógeno del producto. Además, la presión mínima predeterminada se puede establecer en función de la presión requerida por el dispositivo o dispositivos de consumo de hidrógeno. Alternativamente, el ensamble de control 328 puede operar el ensamble de procesamiento de combustible para funcionar en el modo de funcionamiento dentro de un rango predeterminado de diferenciales de presión (como entre el ensamble de procesamiento de combustible y el tanque de amortiguación y/o entre el tanque de amortiguación y el dispositivo o dispositivos de consumo de hidrógeno), y en el modo de espera cuando está fuera del rango predeterminado de diferenciales de presión.
En algunas realizaciones, el sistema de gestión de hidrógeno del producto 314 puede incluir un ensamble de válvula del producto 334, que puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar y/o dirigir el flujo en el conducto de producto 322. Por ejemplo, el ensamble de válvula del producto puede permitir que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible hasta el tanque de amortiguación, como se indica en 335. Además, el ensamble de válvula del producto 334 se puede configurar para ventilar la corriente de hidrógeno 316 del ensamble de procesamiento de combustible 312, como se indica en 337. La corriente de hidrógeno del producto ventilado puede descargarse a la atmósfera y/o a un sistema de gestión de hidrógeno del producto ventilado (no se muestra).
El ensamble de válvula del producto 334 puede incluir, por ejemplo, una o más válvulas 336 que están configuradas para funcionar entre una posición de flujo en la que la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible fluye a través del conducto de producto y dentro del tanque de amortiguación, y una posición de ventilación en la que se ventila la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible. La válvula o válvulas 336 pueden colocarse a lo largo de cualquier parte o partes adecuadas del conducto de producto antes del tanque de amortiguación.
El ensamble de control 328 puede configurarse para operar el ensamble de válvula del producto basándose, por ejemplo, en las entradas del ensamble de sensor. Por ejemplo, el ensamble de control puede dirigir o controlar el ensamble de válvula del producto (y/o válvulas 336) para ventilar la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en modo de espera. Además, el ensamble de control 328 puede dirigir o controlar el ensamble de válvula del producto 334 (y/o válvulas 336) para permitir que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible al tanque de amortiguación cuando el ensamble de procesamiento de combustible 312 está en el modo de funcionamiento y/o modo de salida reducida.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 338 en la Figura 14. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 338 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno puede proporcionar o suministrar hidrógeno a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 340, como una pila de combustible, un horno de hidrógeno, etc. El ensamble de generación de hidrógeno 338 puede incluir, por ejemplo, un ensamble de procesamiento de combustible 342 y un sistema de gestión de hidrógeno del producto 344. El ensamble de procesamiento de combustible 342 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar una o más corrientes de hidrógeno de producto 346 (como una o más corrientes de gas de hidrógeno) a partir de una o más corrientes de alimentación 348 a través de uno o más mecanismos adecuados.
El sistema de gestión de hidrógeno del producto 344 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar el hidrógeno del producto generado por el ensamble de procesamiento de combustible 342. Además, el sistema de gestión de hidrógeno del producto puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para interactuar con el ensamble de procesamiento de combustible 342 para mantener cualquier cantidad adecuada de hidrógeno del producto disponible para los dispositivos de consumo de hidrógeno 340. Por ejemplo, el sistema de gestión de hidrógeno del producto 344 puede incluir un conducto de producto 349, un tanque de amortiguación 352, un conducto de tanque de amortiguación 353, un ensamble de sensor de tanque de amortiguación 354, un ensamble de válvula del producto 355 y un ensamble de control 356.
El conducto de producto 349 se puede configurar para conectar con fluidez el ensamble de procesamiento de combustible 342 con el tanque de amortiguación 352. El conducto del producto puede incluir cualquier número adecuado de válvulas, como válvulas de retención (como válvulas de retención 350), válvulas de control y/u otras válvulas adecuadas. La válvula de retención 350 puede impedir el reflujo desde el tanque de amortiguación hacia el ensamble de procesamiento de combustible. La válvula de retención puede abrirse a cualquier presión adecuada, como 0,070 kg/cm2 (1 psi) o menos. El tanque de amortiguación 352 se puede configurar para recibir la corriente de hidrógeno del producto 346 a través del conducto de producto 349, para retener una cantidad o volumen predeterminados de la corriente de hidrógeno del producto, y/o para proporcionar la corriente de hidrógeno del producto a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 340.
El conducto del tanque de amortiguación 353 se puede configurar para conectar con fluidez el tanque de amortiguación 352 y los dispositivos de consumo de hidrógeno 340. El conducto del tanque de amortiguación puede incluir cualquier número adecuado de válvulas, como válvulas de retención, válvulas de control y/u otras válvulas adecuadas. Por ejemplo, el conducto del tanque de amortiguación puede incluir una o más válvulas de control 351. La válvula de control 351 puede permitir el aislamiento del tanque de amortiguación y/u otros componentes del ensamble de generación de hidrógeno. La válvula de control puede, por ejemplo, ser controlada por el ensamble de control 356 y/u otros ensambles de control.
El ensamble de sensor del tanque 354 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para detectar y/o medir una o más variables y/o parámetros de funcionamiento adecuados en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos. Por ejemplo, el ensamble del sensor del tanque de amortiguación puede detectar masa, volumen, flujo, temperatura, corriente eléctrica, presión, índice de refracción, conductividad térmica, densidad, viscosidad, absorbancia óptica, conductividad eléctrica y/u otras variables y/o parámetros adecuados. En algunas realizaciones, el ensamble de sensor del tanque de amortiguación puede detectar uno o más eventos de activación. Por ejemplo, el ensamble de sensor del tanque de amortiguación 354 puede incluir uno o más sensores del tanque 358 configurados para detectar presión, temperatura, caudal, volumen y/u otros parámetros. Por ejemplo, los sensores del tanque de amortiguación 358 pueden configurarse para detectar la presión en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en la presión detectada.
El ensamble de válvula del producto 355 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar y/o dirigir el flujo directo en el conducto de producto 349. Por ejemplo, el ensamble de válvula del producto puede permitir que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible hasta el tanque de amortiguación, como se indica en 359. Además, el ensamble de válvula del producto 355 se puede configurar para ventilar la corriente de hidrógeno 346 del ensamble de procesamiento de combustible 342, como se indica en 361. La corriente de hidrógeno del producto ventilado puede descargarse a la atmósfera o a un sistema de gestión de hidrógeno del producto ventilado (no se muestra), incluida la descarga de hidrógeno del producto ventilado de regreso al ensamble de procesamiento de combustible.
El ensamble de válvula del producto 355 puede incluir, por ejemplo, una válvula solenoide de tres vías 360. La válvula solenoide de tres vías puede incluir un solenoide 362 y una válvula de tres vías 364. La válvula de tres vías se puede configurar para moverse entre una pluralidad de posiciones. Por ejemplo, la válvula de tres vías 364 se puede configurar para moverse entre una posición de flujo 363 y una posición de ventilación 365, como se muestra en las figuras 15-16. En la posición de flujo, se permite que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible hasta el tanque de amortiguación, como se indica en 359. En la posición de ventilación, la corriente de hidrógeno del producto procedente del ensamble de procesamiento de combustible se ventila, como se indica en 361. Además, la válvula de tres vías se puede configurar para aislar el tanque de amortiguación procedente de la corriente de hidrógeno del producto cuando la válvula está en la posición de ventilación. El solenoide 362 se puede configurar para mover la válvula 364 entre las posiciones de flujo y ventilación según las entradas recibidas del ensamble de control 356 y/u otros ensambles de control.
El ensamble de control 356 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar el ensamble de procesamiento de combustible 342 y/o el ensamble de válvula del producto 355 basado, al menos en parte, en las entradas del ensamble de sensor del tanque de amortiguación 354, tal como basado, al menos en parte, en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos por el ensamble del sensor del tanque de amortiguación. El ensamble de control 356 puede recibir entradas únicamente del ensamble de sensor del tanque de amortiguación 354 o el ensamble de control puede recibir entradas de otros ensambles de sensor del ensamble de generación de hidrógeno. Además, el ensamble de control 356 puede controlar solo el ensamble de procesamiento de combustible, solo el ensamble de válvula del producto, solo el ensamble de procesamiento de combustible y el ensamble de válvula del producto, o el ensamble de procesamiento de combustible, el ensamble de válvula del producto y/o uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de control 356 puede comunicarse con el ensamble de procesamiento de combustible, el ensamble de sensor del tanque de amortiguación y el ensamble de válvula del producto a través de las conexiones de comunicación 357. Las conexiones de comunicación 357 pueden ser cualquier mecanismo cableado y/o inalámbrico adecuado para la comunicación unidireccional o bidireccional entre los dispositivos correspondientes, como señales de entrada, señales de comando, parámetros medidos, etc.
El ensamble de control 356 puede, por ejemplo, configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible 342 entre los modos de funcionamiento y de espera (y/o modos de salida reducida) basándose, al menos en parte, en la presión detectada en el tanque de amortiguación 352. Por ejemplo, el ensamble de control 356 puede configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de espera cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por encima de una presión máxima predeterminada, para operar el ensamble de procesamiento de combustible en uno o más modos de salida reducida cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por debajo de una presión máxima predeterminada y/o por encima de una presión de funcionamiento predeterminada, y/o para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de funcionamiento cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por debajo de una presión de funcionamiento predeterminada y/o presión mínima predeterminada. Las presiones máxima y mínima predeterminadas y/o las presiones de funcionamiento predeterminadas pueden ser cualquier presión adecuada. Por ejemplo, una o más de las presiones anteriores se pueden ajustar de forma independiente en función del rango de presiones deseado para el ensamble de procesamiento de combustible, el hidrógeno del producto en el tanque de amortiguación y/o los requisitos de presión de los dispositivos de consumo de hidrógeno. Alternativamente, el ensamble de control 356 puede operar el ensamble de procesamiento de combustible para funcionar en el modo de funcionamiento dentro de un rango predeterminado de diferenciales de presión (como entre el ensamble de procesamiento de combustible y el tanque de amortiguación), y en el modo de salida reducida y/o en espera cuando se encuentra fuera del rango predeterminado de diferenciales de presión.
Además, el ensamble de control 356 puede configurarse para operar el ensamble de válvula del producto basándose, por ejemplo, en las entradas del ensamble del sensor. Por ejemplo, el ensamble de control puede dirigir o controlar el solenoide 362 para mover la válvula de tres vías 364 a la posición de ventilación cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en el modo de espera. Además, el ensamble de control 356 puede dirigir o controlar el solenoide para mover la válvula de tres vías 364 a la posición de flujo cuando el ensamble de procesamiento de combustible 342 está en el modo de funcionamiento.
El ensamble de control 356 puede, por ejemplo, incluir un controlador 366, un dispositivo de conmutación 368 y una fuente de alimentación 370. El controlador 366 puede tener cualquier forma adecuada, como un dispositivo computarizado, software que se ejecuta en una computadora, un procesador integrado, un controlador lógico programable, un dispositivo analógico y/o dispositivos funcionalmente equivalentes. Además, el controlador puede incluir cualquier software, hardware o firmware adecuado.
El dispositivo de conmutación 368 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para permitir que el controlador 366 controle el solenoide 362. Por ejemplo, el dispositivo de conmutación puede incluir un relé de estado sólido 372. El relé de estado sólido puede permitir que el controlador 366 controle el solenoide 362 a través de la fuente de alimentación 370. Por ejemplo, cuando el solenoide 362 se controla con 24 voltios, el relé de estado sólido puede permitir que el controlador 366 utilice una señal de voltaje inferior a 24 voltios (como 5 voltios) para controlar el solenoide 362. La fuente de alimentación 370 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para proporcionar energía suficiente para controlar el solenoide 362. Por ejemplo, la fuente de alimentación 370 puede incluir una o más baterías, uno o más paneles solares, etc. En algunas realizaciones, la fuente de alimentación puede incluir uno o más conectores de toma de corriente y uno o más rectificadores (no se muestran). Aunque se describe que el solenoide y el controlador funcionan a ciertas tensiones, el solenoide y el controlador pueden funcionar a cualquier tensión adecuada.
Otro ejemplo del ensamble de generación de hidrógeno 20 se indica generalmente en 374 en la Figura 17. A menos que se excluya específicamente, el ensamble de generación de hidrógeno 374 puede incluir uno o más componentes de uno o más ensambles de generación de hidrógeno descritos en esta divulgación. El ensamble de generación de hidrógeno puede proporcionar o suministrar hidrógeno a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 376, como una pila de combustible, un horno de hidrógeno, etc. El ensamble de generación de hidrógeno 374 puede incluir, por ejemplo, un ensamble de procesamiento de combustible 378 y un sistema de gestión de hidrógeno del producto 380. El ensamble de procesamiento de combustible 378 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para generar uno o más corrientes de hidrógeno de producto 382 (como uno o más corrientes de gas de hidrógeno) a partir de uno o más corrientes de alimentación 384 a través de uno o más mecanismos adecuados.
El sistema de gestión de hidrógeno del producto 380 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar el hidrógeno del producto generado por el ensamble de procesamiento de combustible 382 y/o interactuar con el ensamble de procesamiento de combustible 382 para mantener cualquier cantidad adecuada de hidrógeno del producto disponible para los dispositivos de consumo de hidrógeno 376. Por ejemplo, el sistema de gestión de hidrógeno del producto 380 puede incluir un conducto de producto 386, un tanque de amortiguación 388, un conducto de tanque de amortiguación 389, un ensamble de sensor del tanque 390, un ensamble de válvula del producto 392 y un ensamble de control 394.
El conducto de producto 386 se puede configurar para conectar con fluidez el ensamble de procesamiento de combustible 378 con el tanque de amortiguación 388. El conducto del producto puede incluir una porción o pierna de flujo 395 y una porción o pierna de ventilación 396. Además, el conducto de producto 386 puede incluir cualquier número adecuado de válvulas, como válvulas de retención (como válvulas de retención 397), válvulas de control u otras válvulas adecuadas. El tanque de amortiguación 388 se puede configurar para recibir la corriente de hidrógeno del producto 382 a través del conducto de producto 386, para retener cantidades o volúmenes predeterminados de la corriente de hidrógeno del producto, y/o para proporcionar la corriente de hidrógeno del producto a uno o más dispositivos de consumo de hidrógeno 376.
El conducto del tanque de amortiguación 389 se puede configurar para conectar con fluidez el tanque de amortiguación 388 con los dispositivos de consumo de hidrógeno 376. El conducto del tanque de amortiguación puede incluir cualquier número adecuado de válvulas, como válvulas de retención, válvulas de control y/u otras válvulas adecuadas. Por ejemplo, el conducto del tanque de amortiguación puede incluir una o más válvulas de control 398. La válvula de control 398 puede permitir el aislamiento del tanque de amortiguación y/u otros componentes del ensamble de generación de hidrógeno. La válvula de control puede, por ejemplo, ser controlada por el ensamble de control 394 y/u otros ensambles de control.
El ensamble de sensor del tanque 390 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para detectar y/o medir una o más variables y/o parámetros de funcionamiento adecuados en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos. Por ejemplo, el ensamble de sensor del tanque puede detectar masa, volumen, flujo, temperatura, corriente eléctrica, presión, índice de refracción, conductividad térmica, densidad, viscosidad, absorbancia óptica, conductividad eléctrica y/u otras variables y/o parámetros adecuados. En algunas realizaciones, el ensamble de sensor del tanque puede detectar uno o más eventos de activación. Por ejemplo, el ensamble de sensor del tanque 390 puede incluir uno o más sensores de tanque 400 configurados para detectar presión, temperatura, caudal, volumen y/u otros parámetros. Los sensores de tanque 400 pueden, por ejemplo, configurarse para detectar la presión en el tanque de amortiguación y/o generar una o más señales basadas en la presión detectada.
El ensamble de válvula del producto 392 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para gestionar y/o dirigir el flujo directo en el conducto de producto 386. Por ejemplo, el ensamble de válvula del producto puede permitir que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible hasta el tanque de amortiguación (como se indica en 401), y/o ventile la corriente de hidrógeno del producto 382 desde el ensamble de procesamiento de combustible 378 (como se indica en 403). La corriente de hidrógeno del producto ventilado puede descargarse a la atmósfera y/o a un sistema de gestión de hidrógeno del producto ventilado (no se muestra).
Por ejemplo, el ensamble de válvula del producto 392 puede incluir una primera válvula solenoide 402 y una segunda válvula solenoide 404. La primera válvula solenoide puede incluir un primer solenoide 406 y una primera válvula 408, mientras que la segunda válvula solenoide puede incluir un segundo solenoide 410 y una segunda válvula 412. Como se muestra en las figuras 18-19, la primera válvula puede configurarse para moverse entre una pluralidad de posiciones, incluyendo una primera posición abierta 407 y una primera posición cerrada 409. Además, la segunda válvula se puede configurar para moverse entre una pluralidad de posiciones, incluyendo una segunda posición abierta 411 y una segunda posición cerrada 413.
Cuando la primera válvula está en la posición abierta, se permite que la corriente de hidrógeno del producto fluya desde el ensamble de procesamiento de combustible hasta el tanque de amortiguación. Por el contrario, cuando la primera válvula está en la posición cerrada, el tanque de amortiguación se aísla de la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible (o la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible no puede fluir al tanque de amortiguación). Cuando la segunda válvula está en la posición abierta, la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible se ventila. Por el contrario, cuando la segunda válvula está en la posición cerrada, la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible no se ventila.
El primer solenoide 406 se puede configurar para mover la primera válvula 408 entre las posiciones abierta y cerrada según las entradas recibidas desde el ensamble de control 394. Además, el segundo solenoide 410 se puede configurar para mover la segunda válvula 412 entre la posición abierta y cerrada según las entradas recibidas desde el ensamble de control.
El ensamble de control 394 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para controlar el ensamble de procesamiento de combustible 378 y/o el ensamble de válvula del producto 392 basado, al menos en parte, en las entradas del ensamble de sensor del tanque de amortiguación 390, tal como basado, al menos en parte, en las variables y/o parámetros de funcionamiento detectados y/o medidos por el ensamble del sensor del tanque de amortiguación. El ensamble de control 394 puede recibir entradas únicamente del ensamble de sensor del tanque de amortiguación 390 o el ensamble de control puede recibir entradas de otros ensambles de sensor del ensamble de generación de hidrógeno. Además, el ensamble de control 394 puede controlar solo el ensamble de procesamiento de combustible, solo el ensamble de válvula del producto, solo el ensamble de procesamiento de combustible y el ensamble de válvula del producto, o el ensamble de procesamiento de combustible, el ensamble de válvula del producto y/o uno o más componentes del ensamble de generación de hidrógeno. El ensamble de control 394 puede comunicarse con el ensamble de procesamiento de combustible, el ensamble de sensor del tanque de amortiguación o el ensamble de válvula del producto a través de las conexiones de comunicación 393. Las conexiones de comunicación 393 pueden ser cualquier mecanismo cableado y/o inalámbrico adecuado para la comunicación unidireccional o bidireccional entre los dispositivos correspondientes, como señales de entrada, señales de comando, parámetros medidos, etc.
El ensamble de control 394 puede, por ejemplo, configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible 378 entre los modos de funcionamiento y en espera (y/o modos de salida reducida) basándose, al menos en parte, en la presión detectada en el tanque de amortiguación 388. Por ejemplo, el ensamble de control 394 puede configurarse para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de espera cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por encima de una presión máxima predeterminada, para operar el ensamble de procesamiento de combustible en uno o más modos de salida reducida cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por debajo de una presión máxima predeterminada y/o por encima de una presión de funcionamiento predeterminada, y/o para operar el ensamble de procesamiento de combustible en el modo de funcionamiento cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación está por debajo de una presión de funcionamiento predeterminada y/o presión mínima predeterminada. Las presiones máxima y mínima predeterminadas y/o las presiones de funcionamiento predeterminadas pueden ser cualquier presión adecuada. Por ejemplo, una o más de las presiones anteriores se pueden ajustar de forma independiente en función de un rango de presiones deseado para el ensamble de procesamiento de combustible, el hidrógeno del producto en el tanque de amortiguación y/o los requisitos de presión de los dispositivos de consumo de hidrógeno. Alternativamente, el ensamble de control 394 puede operar el ensamble de procesamiento de combustible para funcionar en el modo de funcionamiento dentro de un rango predeterminado de diferenciales de presión (como entre el ensamble de procesamiento de combustible y el tanque de amortiguación y/o entre el tanque de amortiguación y los dispositivos de consumo de hidrógeno), y en los modos de salida reducida y/o en espera cuando están fuera del rango predeterminado de diferenciales de presión.
Además, el ensamble de control 394 puede configurarse para operar el ensamble de válvula del producto basándose, por ejemplo, en las entradas del ensamble de sensor. Por ejemplo, el ensamble de control puede dirigir o controlar el primer y/o segundo solenoides para mover la primera válvula en la posición cerrada y/o la segunda válvula en la posición abierta cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en el modo de espera. Además, el ensamble de control 394 puede dirigir o controlar el primer y/o segundo solenoides para mover la primera válvula en la posición abierta y/o la segunda válvula en la posición cerrada cuando el ensamble de procesamiento de combustible 378 está en el modo de funcionamiento y/o modos de salida reducida.
El ensamble de control 394 puede, por ejemplo, incluir un controlador 414, un dispositivo de conmutación 416 y una fuente de alimentación 418. El controlador 414 puede tener cualquier forma adecuada, como un dispositivo computarizado, software que se ejecuta en una computadora, un procesador integrado, un controlador lógico programable, un dispositivo analógico y/o dispositivos funcionalmente equivalentes. Además, el controlador puede incluir cualquier software, hardware o firmware adecuado.
El dispositivo de conmutación 416 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para permitir que el controlador 414 controle el primer y/o segundo solenoides. Por ejemplo, el dispositivo de conmutación puede incluir un relé de estado sólido 420. La fuente de alimentación 418 puede incluir cualquier estructura adecuada configurada para proporcionar energía suficiente para controlar el primer y/o segundo solenoides.
Los ensambles de generación de hidrógeno de la presente divulgación pueden incluir uno o más de los siguientes: ° Un ensamble de alimentación configurado para suministrar una corriente de alimentación a un ensamble de procesamiento de combustible.
° Un tanque de alimentación configurado para contener materia prima para una corriente de alimentación.
° Un conducto de alimentación que conecta con fluidez un tanque de alimentación y un ensamble de procesamiento de combustible.
° Una bomba configurada para suministrar una corriente de alimentación a una pluralidad de caudales a un ensamble de procesamiento de combustible a través de un conducto de alimentación.
° Un ensamble de sensor de alimentación configurado para detectar la presión en un conducto de alimentación aguas abajo de una bomba.
° Un ensamble de sensor de alimentación configurado para generar una señal basada en la presión detectada.
° Un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal de entre una pluralidad de caudales en función de la presión detectada.
° Un controlador de bomba configurado para operar una bomba a un caudal seleccionado.
° Un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal para una bomba basado únicamente en la presión detectada.
° Un controlador de bomba configurado para acondicionar una señal recibida desde un ensamble de sensor.
° Un controlador de bomba configurado para invertir una señal recibida desde un ensamble de sensor de alimentación. ° Un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal basado en una señal acondicionada.
° Un controlador de bomba configurado para seleccionar un caudal basado en una señal invertida.
° Un ensamble de procesamiento de combustible configurado para recibir una corriente de alimentación.
° Un ensamble de procesamiento de combustible configurado para producir una corriente de hidrógeno del producto a partir de una corriente de alimentación.
° Un ensamble de procesamiento de combustible configurado para funcionar entre una pluralidad de modos. ° Un ensamble de procesamiento de combustible configurado para funcionar entre un modo de funcionamiento en el que el ensamble de procesamiento de combustible produce una corriente de hidrógeno del producto a partir de una corriente de alimentación, y un modo de espera en el que el ensamble de procesamiento de combustible no produce la corriente de hidrógeno del producto a partir de la corriente de alimentación.
° Un ensamble de purga.
° Un ensamble de gas presurizado configurado para recibir al menos un contenedor de gas presurizado configurado para purgar un ensamble de procesamiento de combustible.
° Un conducto de purga configurado para conectar con fluidez un ensamble de gas presurizado y un ensamble de procesamiento de combustible.
° Un ensamble de válvula de purga configurado para permitir que al menos un gas presurizado fluya a través de un conducto de purga desde un ensamble de gas presurizado a un ensamble de generación de hidrógeno cuando se interrumpe la alimentación al ensamble de generación de hidrógeno.
° Una válvula solenoide que se mueve entre una posición cerrada en la que al menos un gas presurizado no fluye a través de un conducto de purga desde un ensamble de gas presurizado, y una posición abierta en la que se permite que al menos un gas presurizado fluya a través del conducto de purga desde el ensamble de gas presurizado.
° Una válvula solenoide que está en la posición cerrada cuando hay alimentación a un ensamble de procesamiento de combustible.
° Una válvula solenoide que se mueve automáticamente a una posición abierta cuando se interrumpe la alimentación a un ensamble de procesamiento de combustible.
° Una válvula solenoide configurada para moverse a una posición cerrada cuando la válvula solenoide recibe una señal de control.
° Una válvula solenoide configurada para moverse automáticamente a una posición abierta cuando la válvula solenoide no recibe una señal de control.
° Un sistema de control configurado para enviar una señal de control a una válvula solenoide.
° Un recinto que contiene al menos una parte de un ensamble de procesamiento de combustible y al menos una parte de un ensamble de purga.
° Una carcasa que tiene un puerto de escape.
° Una región de producción de hidrógeno contenida dentro de un recinto.
° Una región de producción de hidrógeno configurada para producir, a través de una reacción de reformación de vapor, una corriente reformada a partir de al menos una corriente de alimentación.
° Una región de purificación contenida dentro de un recinto.
° Una región de purificación que incluye una membrana selectiva de hidrógeno.
° Una región de purificación configurada para producir una corriente de permeado compuesta por la porción de una corriente reformada que pasa a través de una membrana selectiva de hidrógeno, y una corriente de subproducto compuesta por la porción de la corriente reformada que no pasa a través de la membrana.
° Un ensamble de sensor de reformador configurado para detectar la temperatura dentro de una región de producción de hidrógeno.
° Un ensamble de sensor de reformador configurado para detectar la temperatura en la región de purificación.
° Un ensamble de calentamiento configurado para recibir al menos una corriente de aire y al menos una corriente de combustible.
° Un ensamble de calentamiento configurado para quemar al menos una corriente de combustible dentro de una región de combustión contenida dentro de un recinto que produce una corriente de escape calentada para calentar al menos una región de producción de hidrógeno al menos a una temperatura de producción de hidrógeno.
° Un amortiguador conectado de forma móvil a un puerto de escape.
° Un amortiguador configurado para moverse entre una pluralidad de posiciones.
° Un amortiguador configurado para moverse entre una posición completamente abierta en la que el amortiguador permite que una corriente de escape calentada fluya a través de un puerto de escape, una posición cerrada en la que el amortiguador evita que la corriente de escape calentada fluya a través del puerto de escape, y una pluralidad de posiciones intermedias abiertas entre las posiciones totalmente abierta y cerrada.
° Un controlador de amortiguador configurado para mover un amortiguador entre las posiciones completamente abierta y cerrada basado, al menos en parte, en una temperatura detectada en una región de producción de hidrógeno.
° Un controlador de amortiguador configurado para mover un amortiguador entre las posiciones completamente abierta y cerrada basado, al menos en parte, en una temperatura detectada en al menos una de la región de producción de hidrógeno y una región de purificación.
° Un controlador de amortiguador configurado para mover un amortiguador hacia una posición cerrada cuando una temperatura detectada está por encima de una temperatura máxima predeterminada.
° Un controlador de amortiguador configurado para mover un amortiguador hacia una posición abierta cuando una temperatura detectada está por debajo de una temperatura mínima predeterminada.
° Un tanque de amortiguación configurado para contener una corriente de hidrógeno del producto.
° Un conducto de producto que conecta con fluidez un ensamble de procesamiento de combustible y un tanque de amortiguación.
° Un ensamble de sensor del tanque configurado para detectar la presión en un tanque de amortiguación.
° Un ensamble de válvula del producto configurado para gestionar el flujo en un conducto de producto.
° Al menos una válvula que está configurada para funcionar entre una posición de flujo en la que una corriente de hidrógeno del producto de un ensamble de procesamiento de combustible fluye a través de un conducto de producto y dentro de un tanque de amortiguación, y una posición de ventilación en la que la corriente de hidrógeno del producto del ensamble de procesamiento de combustible se ventila antes del tanque de amortiguación.
° Una válvula solenoide de tres vías.
° Una primera válvula configurada para controlar el flujo de una corriente de hidrógeno del producto entre un ensamble de procesamiento de combustible y un tanque de amortiguación.
° Una primera válvula configurada para moverse entre una primera posición abierta en la que una corriente de hidrógeno del producto fluye entre un ensamble de procesamiento de combustible y un tanque de amortiguación, y una primera posición cerrada en la que la corriente de hidrógeno del producto no fluye entre el ensamble de procesamiento de combustible y el tanque de amortiguación.
° Una segunda válvula configurada para ventilar una corriente de hidrógeno del producto de un ensamble de procesamiento de combustible.
° Una segunda válvula configurada para moverse entre una segunda posición abierta en la que se ventila una corriente de hidrógeno del producto, y una segunda posición cerrada en la que no se ventila la corriente de hidrógeno del producto. ° Un ensamble de control configurado para operar un ensamble de procesamiento de combustible entre los modos de funcionamiento y en espera basado, al menos en parte, en la presión detectada.
° Un ensamble de control configurado para operar un ensamble de procesamiento de combustible en modo de espera cuando la presión detectada en un tanque de amortiguación está por encima de una presión máxima predeterminada. ° Un ensamble de control configurado para operar un ensamble de procesamiento de combustible en un modo de funcionamiento cuando la presión detectada en un tanque de amortiguación está por debajo de una presión mínima predeterminada.
° Un ensamble de control configurado para dirigir un ensamble de válvula del producto para ventilar una corriente de hidrógeno del producto de un ensamble de procesamiento de combustible cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en el modo de espera.
° Un ensamble de control configurado para mover al menos una válvula a una posición de flujo cuando un ensamble de procesamiento de combustible está en modo de funcionamiento.
° Un ensamble de control configurado para mover al menos una válvula a una posición de ventilación cuando un ensamble de procesamiento de combustible está en modo de espera.
° Un ensamble de control configurado para mover una primera válvula a una primera posición abierta y una segunda válvula a una segunda posición cerrada cuando un ensamble de procesamiento de combustible está en modo de funcionamiento.
° Un ensamble de control configurado para mover una primera válvula a una primera posición cerrada y una segunda válvula a una segunda posición abierta cuando un ensamble de procesamiento de combustible está en modo de espera.
Aplicabilidad Industrial
La presente divulgación, incluidos los ensambles de generación de hidrógeno, los dispositivos de purificación de hidrógeno y los componentes de dichos ensambles y dispositivos, es aplicable a las industrias de procesamiento de combustible y otras industrias en las que el gas hidrógeno se purifica, produce y/o utiliza.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un ensamble de generación de hidrógeno (308), que comprende:
un ensamble de procesamiento de combustible (312) configurado para recibir una corriente de alimentación (318) y ser operable entre una pluralidad de modos, incluido un modo de funcionamiento en el que el ensamble de procesamiento de combustible (312) produce una corriente de hidrógeno del producto (316) de la corriente de alimentación (318), y un modo de espera en el que el ensamble de procesamiento de combustible (312) no produce el hidrógeno del producto (316) de la corriente de alimentación (318);
un tanque de amortiguación (324) configurado para contener la corriente de hidrógeno del producto (316);
un primer conducto de producto (322) que conecta con fluidez el ensamble de procesamiento de combustible (312) y el tanque de amortiguación (324);
un segundo conducto de producto (325) configurado para conectar con fluidez el tanque de amortiguación (324) y un dispositivo de consumo de hidrógeno (310);
un ensamble de sensor del tanque (326) configurado para detectar la presión en el tanque de amortiguación (324); y un ensamble de control (328) configurado para operar el ensamble de procesamiento de combustible (312) entre los modos de funcionamiento y en espera basado, al menos en parte, en la presión detectada en el tanque de amortiguación (324); donde
el tanque de amortiguación (324) está configurado para recibir la corriente de hidrógeno del producto (316) como una corriente única sin dividir a través del primer conducto de producto (322);
el ensamble de control (328) está configurado para operar el ensamble de procesamiento de combustible (312) en el modo de espera cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación (324) está por encima de una presión máxima predeterminada; y
el ensamble de control (328) está configurado para operar el ensamble de procesamiento de combustible (312) en el modo de funcionamiento cuando la presión detectada en el tanque de amortiguación (324) está por debajo de una presión mínima predeterminada;
caracterizado porque
el ensamble de procesamiento de combustible (312) está configurado para producir la corriente de hidrógeno del producto (316) de la corriente de alimentación (318) a través de la reformación de la corriente; donde
el ensamble de generación de hidrógeno (308) comprende además un ensamble de válvula del producto (334) configurado para gestionar el flujo en el primer conducto de producto (322);
el ensamble de control (328) está configurado para dirigir el ensamble de válvula del producto (334) para ventilar (337) la corriente de hidrógeno del producto desde el ensamble de procesamiento de combustible (24, 312) cuando el ensamble de procesamiento de combustible (312) está en modo de espera; y
el ensamble de generación de hidrógeno (308) comprende además
un ensamble de gas de purga (220, 232) configurado para recibir al menos un recipiente de gas presurizado (222, 228, 234, 240) configurado para purgar el ensamble de procesamiento de combustible (312);
un conducto de purga (224, 236) configurado para conectar con fluidez el ensamble de gas presurizado (222, 234) al ensamble de procesamiento de combustible (312, 342, 378); y
un ensamble de válvula de purga (226, 238) configurado para permitir que al menos un gas presurizado (222, 228, 234, 240) fluya a través del conducto de purga (224, 236) desde el ensamble de gas presurizado (222, 228, 234, 240) al ensamble de procesamiento de combustible (312) cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en modo de espera o cuando se interrumpe la alimentación al ensamble de procesamiento de combustible.
2. El ensamble de conformidad con la reivindicación 1, donde el ensamble de válvula del producto (334) incluye al menos una válvula (360, 364) que está configurada para operar entre una posición de flujo (363) en la que la corriente de hidrógeno del producto (316, 349, 382) desde el ensamble de procesamiento de combustible (312) fluye a través del conducto de producto (322) y hasta el tanque de amortiguación (324), y una posición de ventilación en la que la corriente de hidrógeno del producto (316, 349, 382) del ensamble de procesamiento de combustible (312) se ventila antes que el tanque de amortiguación (324).
3. El ensamble de conformidad con la reivindicación 2, donde el ensamble de control (328) está configurado además para mover al menos una válvula (360) a la posición de flujo cuando el ensamble de procesamiento de combustible (312) está en el modo de funcionamiento.
4. El ensamble de conformidad con la reivindicación 2, donde el ensamble de control (328) está configurado además para mover al menos una válvula a la posición de ventilación cuando el ensamble de procesamiento de combustible (312) está en el modo de espera.
5. El ensamble de conformidad con la reivindicación 2, donde al menos una válvula es una válvula de tres vías.
6. El ensamble de conformidad con la reivindicación 2, donde al menos una válvula incluye una primera válvula configurada para controlar el flujo de la corriente de hidrógeno del producto (316) entre el ensamble de procesamiento de combustible (312) y el tanque de amortiguación (324), y una segunda válvula configurada para ventilar la corriente de hidrógeno del producto (316) desde el ensamble de procesamiento de combustible (312).
7. El ensamble de conformidad con la reivindicación 6, donde la primera válvula (408) está configurada para moverse entre una primera posición abierta en la que la corriente de hidrógeno del producto (316) fluye entre el ensamble de procesamiento de combustible (312) y el tanque de amortiguación (324), y una primera posición cerrada en la que la corriente de hidrógeno del producto (316, 349, 382) no fluye entre el ensamble de procesamiento de combustible (312) y el tanque de amortiguación (324), donde la segunda válvula está configurada para moverse entre una segunda posición abierta (411) en la que se ventila la corriente de hidrógeno del producto (316), y una segunda posición cerrada en la que no se ventila la corriente de hidrógeno del producto (316).
8. El ensamble de conformidad con la reivindicación 7, donde el ensamble de control (328) está configurado además para mover la primera válvula (408) a la primera posición abierta (407) y la segunda válvula (412) en la segunda posición cerrada (413) cuando el ensamble de procesamiento de combustible (312, 342, 378) está en el modo de funcionamiento.
9. El ensamble de conformidad con la reivindicación 8, donde el ensamble de control (328) está configurado además para mover la primera válvula a la primera posición cerrada y la segunda válvula en la segunda posición abierta cuando el ensamble de procesamiento de combustible (312, 342) está en el modo de espera.
10. El ensamble de conformidad con la reivindicación 1, donde el ensamble de válvula del producto incluye una válvula solenoide de tres vías (360) que tiene un solenoide (362) y una válvula de tres vías (364), y donde el ensamble de control está configurado para aislar el tanque de almacenamiento de la corriente de hidrógeno del producto producida por el ensamble de procesamiento de combustible a través de la válvula solenoide de tres vías cuando el ensamble de procesamiento de combustible está en modo de espera.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8961627B2 (en) 2011-07-07 2015-02-24 David J Edlund Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US11738305B2 (en) 2012-08-30 2023-08-29 Element 1 Corp Hydrogen purification devices
US10717040B2 (en) 2012-08-30 2020-07-21 Element 1 Corp. Hydrogen purification devices
US20140065020A1 (en) 2012-08-30 2014-03-06 David J. Edlund Hydrogen generation assemblies
US9187324B2 (en) 2012-08-30 2015-11-17 Element 1 Corp. Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US9551278B2 (en) * 2014-07-16 2017-01-24 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen production system and process
US9828561B2 (en) 2014-11-12 2017-11-28 Element 1 Corp. Refining assemblies and refining methods for rich natural gas
US9777237B2 (en) 2014-11-12 2017-10-03 Element 1 Corp. Refining assemblies and refining methods for rich natural gas
US9605224B2 (en) 2014-11-12 2017-03-28 Element 1 Corp. Refining assemblies and refining methods for rich natural gas
JP6443405B2 (ja) * 2016-07-04 2018-12-26 トヨタ自動車株式会社 熱、水素生成装置
AU2017383560B2 (en) 2016-12-23 2023-05-25 Carbon Engineering Ltd. Method and system for synthesizing fuel from dilute carbon dioxide source
US10870810B2 (en) 2017-07-20 2020-12-22 Proteum Energy, Llc Method and system for converting associated gas
CN107491112A (zh) * 2017-08-18 2017-12-19 广东卓梅尼技术股份有限公司 一种制氢装置的安全保护系统
TWI724933B (zh) * 2018-01-04 2021-04-11 美商１號組件公司 氫氣淨化裝置
CN110371926A (zh) * 2019-09-02 2019-10-25 福建顺昌智圣氢能源有限公司 一种甲醇和水多功能制氢装置
CN110790230A (zh) * 2019-10-28 2020-02-14 中科液态阳光(苏州)氢能科技发展有限公司 甲醇水中压制氢系统及其制氢方法
US11605826B2 (en) * 2019-12-17 2023-03-14 Hyaxiom, Inc. Fuel cell valve configuration
US20220396480A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-15 Element 1 Corp Hydrogen generation assemblies

Family Cites Families (169)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3154920A (en) 1961-11-30 1964-11-03 Gen Electric Catalytic igniter
US3608610A (en) 1969-10-01 1971-09-28 Ionics Apparatus for evaporative separation of liquids through microporous panels
US3761386A (en) 1971-08-02 1973-09-25 Process Research Inc Novel membrane spacer
US3984324A (en) 1973-10-11 1976-10-05 Aqua-Chem, Inc. Multiple plate ultrafilter
US3935636A (en) 1974-03-29 1976-02-03 Tyco Laboratories, Inc. Method of making a pressure transducer
US4124478A (en) 1977-02-07 1978-11-07 Tsien Hsue C Thin sheet apparatus and a fluid flow device
US4319978A (en) 1980-12-30 1982-03-16 Lea Manufacturing Company Spacer for electrodialysis stack
JPS6321204A (ja) 1986-07-15 1988-01-28 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池用改質装置
JPH0829922B2 (ja) 1986-08-01 1996-03-27 ヤマハ発動機株式会社 燃料電池用改質装置
JPH0679664B2 (ja) 1986-11-17 1994-10-12 株式会社日立製作所 燃料改質器
AU1420888A (en) 1987-02-27 1988-09-26 University Of Oregon Organic solvent soluble oxide supported hydrogenation catalyst precursors
JP2582365B2 (ja) 1987-04-08 1997-02-19 株式会社神戸製鋼所 還元性ガス発生装置
US4761165A (en) * 1987-09-01 1988-08-02 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption control method and apparatus
JPH0814633B2 (ja) 1989-05-24 1996-02-14 株式会社日立製作所 核融合炉
US5053195A (en) 1989-07-19 1991-10-01 Microelectronics And Computer Technology Corp. Bonding amalgam and method of making
US5266283A (en) 1990-05-11 1993-11-30 Bend Research, Inc. Sterically hindered, regenerable Schiff base complexes, solutions thereof and process using the same
US5645626A (en) 1990-08-10 1997-07-08 Bend Research, Inc. Composite hydrogen separation element and module
US5217506A (en) 1990-08-10 1993-06-08 Bend Research, Inc. Hydrogen-permeable composite metal membrane and uses thereof
US5498278A (en) 1990-08-10 1996-03-12 Bend Research, Inc. Composite hydrogen separation element and module
US5393325A (en) 1990-08-10 1995-02-28 Bend Research, Inc. Composite hydrogen separation metal membrane
CA2048849A1 (en) 1990-08-10 1992-02-11 David J. Edlund Thermally stable composite hydrogen-permeable metal membranes
US5139541A (en) 1990-08-10 1992-08-18 Bend Research, Inc. Hydrogen-permeable composite metal membrane
US5264008A (en) 1991-10-07 1993-11-23 United Technologies Corporation Reformer seal plate
US5225174A (en) 1991-12-11 1993-07-06 Bend Research, Inc. Nitrogen sorption
US6136222A (en) 1991-12-11 2000-10-24 Bend Research, Inc. Liquid absorbent solutions for separating nitrogen from natural gas
CA2094198A1 (en) 1992-05-15 1993-11-16 David J. Edlund Hydrogen-permeable composite metal membrane and uses thereof
US5536405A (en) 1994-05-11 1996-07-16 Uop Stacked membrane disk assemblies for fluid separations
US20050211480A1 (en) * 1995-01-17 2005-09-29 Kejha Joseph B Long range hydrogen fueled vehicle construction
US5711882A (en) 1995-09-29 1998-01-27 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation membrane module and process
US5888273A (en) 1996-09-25 1999-03-30 Buxbaum; Robert E. High temperature gas purification system
WO1997017125A1 (en) 1995-11-06 1997-05-15 Buxbaum Robert E Apparatus and methods for gas extraction
US6171574B1 (en) 1996-09-24 2001-01-09 Walter Juda Associates, Inc. Method of linking membrane purification of hydrogen to its generation by steam reforming of a methanol-like fuel
US6494937B1 (en) 2001-09-27 2002-12-17 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US6783741B2 (en) 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6376113B1 (en) 1998-11-12 2002-04-23 Idatech, Llc Integrated fuel cell system
US6319306B1 (en) 2000-03-23 2001-11-20 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membrane modules and method of forming the same
US6547858B1 (en) 1999-03-22 2003-04-15 Idatech, Llc Hydrogen-permeable metal membrane and hydrogen purification assemblies containing the same
US7195663B2 (en) 1996-10-30 2007-03-27 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US5861137A (en) 1996-10-30 1999-01-19 Edlund; David J. Steam reformer with internal hydrogen purification
US6537352B2 (en) 1996-10-30 2003-03-25 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US5997594A (en) 1996-10-30 1999-12-07 Northwest Power Systems, Llc Steam reformer with internal hydrogen purification
US6152995A (en) 1999-03-22 2000-11-28 Idatech Llc Hydrogen-permeable metal membrane and method for producing the same
US6221117B1 (en) 1996-10-30 2001-04-24 Idatech, Llc Hydrogen producing fuel processing system
JP4000608B2 (ja) 1996-11-07 2007-10-31 トヨタ自動車株式会社 水素製造充填装置および電気自動車
US5904754A (en) 1997-06-20 1999-05-18 Walter Juda Associates Diffusion-bonded palladium-copper alloy framed membrane for pure hydrogen generators and the like and method of preparing the same
US5964089A (en) * 1997-06-27 1999-10-12 Lynntech, Inc Diagnostics and control of an on board hydrogen generation and delivery system
US5791308A (en) 1997-07-18 1998-08-11 Precision Combustion, Inc. Plug assembly
US6241945B1 (en) 1998-03-16 2001-06-05 Life Science Holdings, Inc. Modular combined pump, filtration, oxygenation and/or debubbler apparatus
JPH11265833A (ja) 1998-03-17 1999-09-28 Aisan Ind Co Ltd 点火コイル用コア及び該コアの製造方法
EP1138096B1 (en) 1998-10-14 2010-10-06 IdaTech, LLC Fuel processing system
KR100286572B1 (ko) 1998-11-19 2001-04-16 남창우 금속박막을 이용한 연료전지 자동차용 소형연료개질기 및 그시스템
US6189568B1 (en) 1998-12-17 2001-02-20 Honeywell International Inc. Series mountable gas valve
DE19860253C1 (de) 1998-12-24 2000-03-30 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Membranmodul zur selektiven Gasabtrennung in Plattenstapelbauweise
US6767389B2 (en) 1999-03-22 2004-07-27 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membranes, membrane modules, purification assemblies and methods of forming the same
US6596057B2 (en) 1999-03-22 2003-07-22 Idatech, Llc Hydrogen-selective metal membranes, membrane modules, purification assemblies and methods of forming the same
JP3643729B2 (ja) 1999-06-22 2005-04-27 三洋電機株式会社 燃料改質器及びこれを具えた燃料電池システム
US6979507B2 (en) 2000-07-26 2005-12-27 Idatech, Llc Fuel cell system controller
WO2001008247A1 (en) 1999-07-27 2001-02-01 Idatech, Llc Fuel cell system controller
EP1523054B1 (en) 1999-07-27 2012-12-26 IdaTech, LLC. Fuel cell system controller
US6375906B1 (en) 1999-08-12 2002-04-23 Idatech, Llc Steam reforming method and apparatus incorporating a hydrocarbon feedstock
US7135048B1 (en) 1999-08-12 2006-11-14 Idatech, Llc Volatile feedstock delivery system and fuel processing system incorporating the same
US6383670B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Idatech, Llc System and method for controlling the operation of a fuel processing system
CA2467012C (en) * 1999-10-06 2004-11-30 Idatech, Llc System and method for controlling operation of a fuel processing system
DE10044406A1 (de) 1999-10-19 2001-07-05 Ford Global Tech Inc Wasserstoff-Separator und Verfahren zu seiner Herstellung
US6465118B1 (en) 2000-01-03 2002-10-15 Idatech, Llc System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system
US6451464B1 (en) 2000-01-03 2002-09-17 Idatech, Llc System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system
US20010045061A1 (en) 2000-03-13 2001-11-29 Ida Tech, L.L.C. Fuel processor and systems and devices containing the same
US6835481B2 (en) 2000-03-29 2004-12-28 Idatech, Llc Fuel cell system with load management
US6835354B2 (en) 2000-04-05 2004-12-28 Hyradix, Inc. Integrated reactor
WO2001093362A1 (en) 2000-06-01 2001-12-06 Idatech, Llc Fuel cells and fuel cell systems containing non-aqueous electrolytes
WO2002006153A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-24 Hydrogen Energy America Llc Method and apparatus for controlled generation of hydrogen by dissociation of water
ATE306354T1 (de) 2000-09-07 2005-10-15 Infineon Technologies Ag Lotmittel zur verwendung bei diffusionslotprozessen
US20020071976A1 (en) 2000-11-03 2002-06-13 Edlund David J. Sulfur-absorbent bed and fuel processing assembly incorporating the same
US7201783B2 (en) 2000-11-13 2007-04-10 Idatech, Llc Fuel processing system and improved feedstock therefor
US6475268B2 (en) 2000-12-22 2002-11-05 Ford Global Technologies, Inc. Supported membrane for hydrogen separation
JP2002221298A (ja) * 2001-01-26 2002-08-09 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵装置
US20020114984A1 (en) 2001-02-21 2002-08-22 Edlund David J. Fuel cell system with stored hydrogen
US7867300B2 (en) 2001-03-02 2011-01-11 Intelligent Energy, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US6569227B2 (en) 2001-09-27 2003-05-27 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US20060037476A1 (en) 2001-03-08 2006-02-23 Edlund David J Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
JP2002346372A (ja) 2001-05-23 2002-12-03 Kashiyama Kogyo Kk 液体気化供給装置および液体気化供給方法
US6890672B2 (en) 2001-06-26 2005-05-10 Idatech, Llc Fuel processor feedstock delivery system
US6660069B2 (en) 2001-07-23 2003-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen extraction unit
US7632321B2 (en) 2001-11-01 2009-12-15 Idatech, Llc Fuel processing systems, fuel cell systems, and improved feedstocks therefor
US6828048B2 (en) * 2001-11-06 2004-12-07 Utc Fuel Cells, Llc Shut-down procedure for fuel cell fuel processing system
US7045230B2 (en) * 2001-11-09 2006-05-16 Hydrogenics Corporation Chemical hydride hydrogen generation system and fuel cell stack incorporating a common heat transfer circuit
US20030167690A1 (en) 2002-03-05 2003-09-11 Edlund David J. Feedstock delivery system and fuel processing systems containing the same
MXPA04008857A (es) 2002-03-12 2005-09-08 Hy9 Corp Estructuras cataliticas reformadas con vapor.
US20030192251A1 (en) 2002-04-12 2003-10-16 Edlund David J. Steam reforming fuel processor
US20030223926A1 (en) 2002-04-14 2003-12-04 Edlund David J. Steam reforming fuel processor, burner assembly, and methods of operating the same
EP1516663A3 (en) 2002-04-14 2006-03-22 IdaTech, LLC. Steam reformer with burner
US7527661B2 (en) 2005-04-18 2009-05-05 Intelligent Energy, Inc. Compact devices for generating pure hydrogen
US6858341B2 (en) 2002-05-21 2005-02-22 Idatech, Llc Bipolar plate assembly, fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same
CN1158212C (zh) * 2002-06-25 2004-07-21 天津海蓝德能源技术发展有限公司 一种车载氢气制备装置
JP4013692B2 (ja) 2002-08-02 2007-11-28 富士電機ホールディングス株式会社 燃料電池発電装置の改質蒸気発生器
US6939529B2 (en) * 2002-10-03 2005-09-06 Millennium Cell, Inc. Self-regulating hydrogen generator
US7341609B2 (en) 2002-10-03 2008-03-11 Genesis Fueltech, Inc. Reforming and hydrogen purification system
US6864596B2 (en) * 2002-10-07 2005-03-08 Voith Siemens Hydro Power Generation, Gmbh & Co. Kg Hydrogen production from hydro power
US20040081867A1 (en) 2002-10-23 2004-04-29 Edlund David J. Distributed fuel cell network
US20040081868A1 (en) 2002-10-23 2004-04-29 Edlund David J. Distributed fuel cell network
US20040197616A1 (en) 2003-04-01 2004-10-07 Edlund David J. Oxidant-enriched fuel cell system
US6962485B2 (en) 2003-04-14 2005-11-08 Goodrich Pump And Engine Control Systems, Inc. Constant bypass flow controller for a variable displacement pump
JP4441620B2 (ja) 2003-04-16 2010-03-31 ウエストポート・パワー・インコーポレイテッド 気体燃料噴射内燃機関およびその運転方法
US7169497B2 (en) 2003-05-15 2007-01-30 The Gillette Company Electrochemical cells
US7250231B2 (en) 2003-06-09 2007-07-31 Idatech, Llc Auxiliary fuel cell system
US8414748B2 (en) * 2003-06-10 2013-04-09 Scimist, Inc. Apparatus and process for mediated electrochemical oxidation of materials
US7666539B2 (en) 2003-06-27 2010-02-23 Ultracell Corporation Heat efficient portable fuel cell systems
US7287558B2 (en) * 2003-07-03 2007-10-30 Arizona Public Service Company Hydrogen handling or dispensing system
US7029515B2 (en) 2003-08-08 2006-04-18 Hy9 Corporation Method of optimally operating a palladium-copper alloy membrane in the generation of pure hydrogen from a fossil fuel reformate at a controlled high temperature
JP2005067990A (ja) 2003-08-28 2005-03-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 改質原料用蒸発器
US7063047B2 (en) 2003-09-16 2006-06-20 Modine Manufacturing Company Fuel vaporizer for a reformer type fuel cell system
US7306868B2 (en) 2003-10-02 2007-12-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Integrated fuel cell stack and catalytic combustor apparatus, assembly, and method of use
JP4148109B2 (ja) 2003-11-26 2008-09-10 トヨタ自動車株式会社 水素精製装置および燃料電池
US20050132640A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Kelly Michael T. Fuel blends for hydrogen generators
EP1557395B1 (en) 2004-01-22 2012-07-04 Panasonic Corporation Hydrogen generator and fuel cell system
JP4664808B2 (ja) * 2004-01-22 2011-04-06 パナソニック株式会社 水素製造装置及び燃料電池発電装置
US20050188616A1 (en) 2004-02-27 2005-09-01 Bizjak Travis A. Fuel processing treatment system and fuel processing systems containing the same
US7842428B2 (en) 2004-05-28 2010-11-30 Idatech, Llc Consumption-based fuel cell monitoring and control
GB2429577B (en) 2004-05-28 2009-07-29 Idatech Llc Utilization-based fuel cell monitoring and control
JP4480486B2 (ja) 2004-06-30 2010-06-16 三洋電機株式会社 燃料電池用改質装置
JP2006040597A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス供給システム、エネルギ供給システム及びガス供給方法
US7781109B2 (en) 2004-09-03 2010-08-24 Gross Karl J Hydrogen storage and integrated fuel cell assembly
US7297183B2 (en) 2004-09-20 2007-11-20 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components, and fuel processing systems containing the same
US7470293B2 (en) 2004-10-29 2008-12-30 Idatech, Llc Feedstock delivery systems, fuel processing systems, and hydrogen generation assemblies including the same
TW200629635A (en) 2004-10-31 2006-08-16 Idatech L L C Hydrogen generation and energy production assemblies
US20060225350A1 (en) 2005-01-28 2006-10-12 John Spallone Systems and methods for controlling hydrogen generation
US7632322B2 (en) 2005-06-07 2009-12-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
WO2007019361A1 (en) 2005-08-03 2007-02-15 Genesis Fuel Tech, Inc. Water-gas shift and reforming catalyst and method of reforming alcohol
ATE421776T1 (de) 2005-08-03 2009-02-15 Genesis Fueltech Inc Reformer und brennstoffzellensystemsteuerung und betriebsverfahren
CN100417588C (zh) 2005-09-14 2008-09-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种液态烃类在钯膜反应器中制取高纯氢气的方法
US7659019B2 (en) 2005-09-16 2010-02-09 Idatech, Llc Thermally primed hydrogen-producing fuel cell system
US8021446B2 (en) * 2005-09-16 2011-09-20 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US7601302B2 (en) * 2005-09-16 2009-10-13 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
JP4863194B2 (ja) 2005-09-29 2012-01-25 株式会社Ｅｎｅｏｓセルテック 燃料電池用燃料改質装置
JP4684069B2 (ja) 2005-09-30 2011-05-18 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 高純度水素の製造方法
JP4908821B2 (ja) 2005-10-28 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 支持体付水素分離膜、それを備える燃料電池および水素分離装置ならびにそれらの製造方法
US7655183B2 (en) 2005-12-23 2010-02-02 Utc Power Corporation Durable pd-based alloy and hydrogen generation membrane thereof
US7951349B2 (en) * 2006-05-08 2011-05-31 The California Institute Of Technology Method and system for storing and generating hydrogen
US7972420B2 (en) 2006-05-22 2011-07-05 Idatech, Llc Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US7939051B2 (en) 2006-05-23 2011-05-10 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US20080187797A1 (en) 2006-07-10 2008-08-07 Protonex Technology Corporation Fuel processor for fuel cell systems
US7476455B2 (en) 2006-07-10 2009-01-13 Protonex Technology Corporation Portable fuel cell system
US7850838B2 (en) 2006-08-01 2010-12-14 Proton Energy Systems, Inc. Cold weather hydrogen generation system and method of operation
US20080213638A1 (en) 2006-08-09 2008-09-04 Ultracell Corporation Engine block for use in a fuel cell system
JP5099474B2 (ja) * 2006-11-24 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池車両
US20080138678A1 (en) 2006-12-12 2008-06-12 Hill Charles R Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US20080230039A1 (en) 2007-03-22 2008-09-25 Weiss Amanda M Continuous liquid fuel vaporizer
CN201161926Y (zh) * 2007-06-06 2008-12-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种移动化学制氢装置
JP5148176B2 (ja) * 2007-06-13 2013-02-20 東芝燃料電池システム株式会社 燃料改質装置の前処理方法および気密試験方法、並びに燃料電池発電システムの運転前処理方法
US8277986B2 (en) 2007-07-02 2012-10-02 GM Global Technology Operations LLC Bipolar plate with microgrooves for improved water transport
KR100980996B1 (ko) * 2007-07-26 2010-09-07 현대자동차주식회사 연료전지용 수소공급장치
US8262752B2 (en) 2007-12-17 2012-09-11 Idatech, Llc Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates
JP5008613B2 (ja) * 2008-06-30 2012-08-22 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP2010013323A (ja) 2008-07-04 2010-01-21 Panasonic Corp 改質装置およびその製造方法
US8220843B2 (en) 2008-07-30 2012-07-17 Parker-Hannifin Corporation Sealing joint for connecting adjoining duct pieces in an engine exhaust system
US20100055518A1 (en) 2008-08-26 2010-03-04 Idatech, Llc Hydrogen-producing assemblies, fuel cell systems including the same, methods of producing hydrogen gas, and methods of powering an energy-consuming device
US8465569B2 (en) 2008-09-16 2013-06-18 Protonex Technology Corporation Membrane support module for permeate separation in a fuel cell
US8844609B2 (en) 2009-03-11 2014-09-30 Alcatel Lucent Cooling manifold
US8557451B2 (en) 2009-04-10 2013-10-15 Protonex Technology Corporation Fuel processor for fuel cell systems
JP2011057480A (ja) 2009-09-08 2011-03-24 Panasonic Corp 水素生成装置
WO2011059446A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Azur Energy Llc Reformation and hydrogen purification system
IT1397855B1 (it) * 2010-01-27 2013-02-04 Giacomini Spa "sistema generatore di idrogeno per un combustore catalitico ad idrogeno"
US8245671B2 (en) 2010-04-08 2012-08-21 Ford Global Technologies, Llc Operating an engine with reformate
CN101956634B (zh) * 2010-09-10 2012-05-23 北京工业大学 一种车载氢/氧气制取、储存、供给装置及其控制方法
US9011580B2 (en) 2010-11-17 2015-04-21 Azur Energy Llc Hydrogen purifier
JPWO2012091121A1 (ja) * 2010-12-28 2014-06-05 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 燃料電池システム
US8961627B2 (en) 2011-07-07 2015-02-24 David J Edlund Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US20140065020A1 (en) 2012-08-30 2014-03-06 David J. Edlund Hydrogen generation assemblies
JP6127903B2 (ja) 2013-10-23 2017-05-17 トヨタ自動車株式会社 ターボ過給機付きエンジンの制御装置

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