RU2270799C2 - Способ запуска испарительного устройства - Google Patents

Способ запуска испарительного устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2270799C2
RU2270799C2 RU2003111210/15A RU2003111210A RU2270799C2 RU 2270799 C2 RU2270799 C2 RU 2270799C2 RU 2003111210/15 A RU2003111210/15 A RU 2003111210/15A RU 2003111210 A RU2003111210 A RU 2003111210A RU 2270799 C2 RU2270799 C2 RU 2270799C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrocarbon
combustion
air
mixture
evaporation
Prior art date
Application number
RU2003111210/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003111210A (ru
Inventor
Гюнтер ЭБЕРШПАХ (DE)
Гюнтер ЭБЕРШПАХ
Original Assignee
И. Эбершпехер Гмбх Унд Ко.Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by И. Эбершпехер Гмбх Унд Ко.Кг filed Critical И. Эбершпехер Гмбх Унд Ко.Кг
Publication of RU2003111210A publication Critical patent/RU2003111210A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2270799C2 publication Critical patent/RU2270799C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
    • B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
    • B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00716—Means for reactor start-up
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276—Mixing of different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1288—Evaporation of one or more of the different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1604—Starting up the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1614—Controlling the temperature
    • C01B2203/1619—Measuring the temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1642—Controlling the product
    • C01B2203/1671—Controlling the composition of the product
    • C01B2203/1676—Measuring the composition of the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/169—Controlling the feed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу запуска испарительного устройства для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода. Способ запуска испарительного устройства для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода, содержащего камеру сгорания/смешивания, в которую через устройство с входными отверстиями поступает воздух, пористую испарительную среду и приданное ей первое нагревательное устройство, орган калильного зажигания для воспламенения имеющейся в камере сгорания/смешивания углеводородно-воздушной смеси, включает следующие этапы: а) нагрев и испарение жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости; б) смешивание полученного на этапе а) пара с воздухом; в) воспламенение образованной на этапе б) смеси для запуска процесса сгорания смеси; г) поддержание процесса сгорания вплоть до истечения заданной продолжительности времени и/или до тех пор, пока в одной или нескольких заданных зонах системы не будет достигнута заданная температура; д) окончание процесса сгорания по истечении заданной продолжительности времени и/или по достижении заданной температуры. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса за счет снижения температуры в зоне каталитической реакции. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Данное изобретение относится к способу запуска испарительного устройства для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода.
Риформеры используют для того, чтобы во время каталитической реакции расщепить углеводороды или углеводородсодержащие материалы и высвободить или получить при этом водород. Этот водород может быть использован, например, в топливных элементах для вырабатывания электрической энергии или в системе отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания для очистки отработавших газов. Для того чтобы в подобных риформерах можно было преобразовать подаваемую к материалу катализатора смесь или запустить и поддержать каталитическую реакцию, требуется риформинговую зону, т.е., в основном, вступающие в контакт со смесью узлы или также материал катализатора, как и смесь, довести до определенной рабочей температуры. Температура для получения водорода из смеси паров дизельного топлива и воздуха лежит для запуска каталитической реакции в диапазоне 320°С. Если эта реакция уже возникла, то она может быть продолжена при температуре около 240°С. Это означает, однако, что, в частности, при применении в автомобилях должен происходить как можно более быстрый нагрев важных участков системы со сравнительно низких температур, которые могут лежать в диапазоне до -40°С, до этих сравнительно высоких рабочих температур. Для этого, в целом, известно, что при нагрузке бортовой системы энергоснабжения транспортных средств нагревают основные компоненты системы и также вырабатывают энергию для испарения присутствующего, в целом, в жидком виде топлива или углеводорода. Это представляет собой, однако, очень высокую нагрузку на бортовую систему энергоснабжения с тем последствием, что из-за ограниченной производительности время, протекающее до достижения требуемых температур, может быть очень длительным.
Задачей данного изобретения является создание способа запуска испарительного устройства для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода, при котором энергетически очень эффективным образом продолжительность времени до достижения рабочих температур, требуемых, в частности, в зоне материала катализатора, поддерживают низкой.
Эта задача решается в способе запуска испарительного устройства для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода, содержащего камеру сгорания/смешивания, в которую через устройство с входными отверстиями поступает воздух, пористую испарительную среду и приданное ей первое нагревательное устройство, орган калильного зажигания для воспламенения имеющейся в камере сгорания/смешивания углеводородно-воздушной смеси, включающем следующие этапы:
а) нагрев и испарение жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости;
б) смешивание полученного на этапе а) пара с воздухом;
в) воспламенение образованной на этапе б) смеси для запуска процесса сгорания смеси;
г) поддержание процесса сгорания вплоть до истечения заданной продолжительности времени и/или до тех пор, пока в одной или нескольких заданных зонах системы не будет достигнута заданная температура;
д) окончание процесса сгорания по истечении заданной продолжительности времени и/или по достижении заданной температуры.
Согласно данному изобретению, испарительное устройство эксплуатируют, следовательно, таким образом, что сначала сжигают разлагаемую собственно для получения водорода смесь, а затем, когда работающие на получение водорода системные компоненты риформера, т.е., в частности, содержащая катализатор системная зона риформера, будет находиться в состоянии, в котором может протекать каталитическая реакция, сжигание прекращают. Тогда в распоряжении имеется образованная смесь для получения водорода.
Например, может быть предусмотрено, что для испарения активируют работающее преимущественно от электричества нагревательное устройство. Это нагревательное устройство продолжают активировать преимущественно, по меньшей мере, на этапах в) и г).
Для того чтобы при достижении термического состояния, требуемого для протекания каталитической реакции, можно было закончить процесс сгорания, предложено, что на этапе д) дросселируют или прерывают подачу жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости и/или дросселируют или прерывают подачу воздуха. Каталитическая реакция по окончании процесса сгорания может быть продолжена или запущена за счет того, что по окончании процесса сгорания на этапе д) продолжают или возобновляют подачу жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости и подачу воздуха для образования смеси, разлагаемой для получения водорода.
Для того чтобы при протекании каталитической реакции нагружать бортовую систему энергоснабжения как можно меньше, предложено, что на этапе д) и/или по завершении этапа д) нагревательное устройство, активированное, по меньшей мере, вплоть до возникновения процесса сгорания, не активируют.
Далее у способа, согласно изобретению, может быть предусмотрено, что в качестве жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости используют ископаемое топливо, преимущественно дизельное топливо.
Данное изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
фиг.1: испарительное устройство, согласно изобретению, в принципиальном продольном разрезе;
фиг.2: блок-схему риформинговой системы в сочетании с испарительным устройством, согласно изобретению.
На фиг.1 испарительное устройство, согласно изобретению, обозначено, поз.10. Испарительное устройство 10 включает в себя продолговатый трубчатый корпус 12, в котором, как описано ниже, образуется смесь из испарившегося топлива, например дизельного, и воздуха. В корпусе 12 для этого предусмотрена камера 14 сгорания/смешивания, в которую через несколько входных отверстий 16 в наружной периферийной стенке 18 подают воздух из радиально внешнего кольцеобразного пространства 20. На дне 22 камеры 14 сгорания/смешивания предусмотрена пористая испарительная среда 24, которая может быть образована, например, нетканым материалом или другой тканью или материалом в виде коврика, пенокерамикой и т.п. Топливоподающий трубопровод 26 ведет через дно 22 и направляет испаряемое топливо в пористую испарительную среду 24. На аксиальном расстоянии, аксиально по отношению к общему направлению течения внутри трубчатого корпуса 12, от дна 22 или расположенной на нем испарительной среды 24 лежит штифтообразно выполненный орган 28 зажигания, например штифт калильного зажигания. Он простирается поперек упомянутого продольного или осевого направления и лежит, в основном, параллельно дну 22 или обращенной к камере 14 сгорания/смешивания стороне испарительной среды 24. Топливно-воздушная смесь, которая образовалась в камере 14 сгорания/смешивания за счет подачи воздуха, с одной стороны, и испарения топлива, с другой стороны, и которую можно рассматривать и как углеводородно-воздушную смесь, покидает камеру 14 сгорания/смешивания и поступает в объем 30, в котором может быть расположен материал катализатора (не показан) риформера. Смесь, выходящую из камеры сгорания/смешивания через заслонку 32 и протекающую в направлении катализатора, расщепляют на катализаторе в результате каталитической реакции для получения водорода. Этот водород может быть затем использован дальше, например в топливном элементе для вырабатывания электрической энергии или в системе отвода отработавших газов для их очистки.
Для того чтобы в подобном риформере можно было осуществить каталитическую реакцию, требуется, чтобы определенную температуру имела не только смесь, которая должна быть преобразована в результате этой каталитической реакции, но и различные компоненты системы, например материал катализатора, окружающий его материал стенки и т.п. Например, при использовании дизельно-воздушной смеси может потребоваться предусмотреть для запуска каталитической реакции нагрев примерно до 320°С. Если эта реакция уже наступила, то она может и далее протекать при температуре около 240°С. Эти высокие температуры требуют, в частности, для запуска каталитической реакции ввода сравнительно большой энергии, с тем чтобы достичь требуемого нагрева. Следует указать на то, что подобные системы применяются, например, в транспортных средствах и должны быть работоспособными также при наружных температурах в диапазоне до -40°С. Это означает, следовательно, что в сравнительно короткое время должен быть достигнут нагрев различных компонентов системы в температурном диапазоне почти 400°С.
Ниже описано, как в испарительном устройстве 10, согласно изобретению, достигается этот нагрев.
На фигуре видно, что на дне 22 расположено нагревательное устройство 34. Оно выполнено преимущественно с возможностью работы от электричества и включает в себя, например, нагревательную спираль и т.п., которая в изображенном примере лежит на обращенной от камеры 14 сгорания/смешивания стороне дна 22. Само собой, можно также расположить это нагревательное устройство 34 между дном 22 и пористой испарительной средой 24 для достижения еще более эффективного ввода тепла в эту пористую испарительную среду. За счет возбуждения нагревательного устройства 34 можно, следовательно, повысить температуру в зоне пористой испарительной среды 24, так что там испарение подаваемого по трубопроводу 26 топлива произойдет сильнее. При этом, как уже сказано, в камере 14 сгорания/смешивания образуется сильно обогащенная топливом смесь из воздуха и топливных паров, причем здесь преимущественно действуют так, что устанавливается бедная смесь в диапазоне λ=2.
Введенного нагревательным устройством 34 количества тепла, однако, было бы недостаточно для того, чтобы довести до требуемых температур всю систему, в частности близкую к катализатору зону системы. Согласно данному изобретению, при запуске подобного испарительного устройства 10 или риформера для получения водорода действуют поэтому так, что образованную в камере 14 сгорания/смешивания топливно-воздушную смесь воспламеняют за счет возбуждения органа 28 зажигания. Орган 28 зажигания может быть активирован одновременно с возбуждением нагревательного устройства 34, однако может быть активирован также только тогда, когда после уже произошедшего активирования нагревательного устройства 34 в камере 14 сгорания/смешивания имеется достаточное количество топливных паров. Поскольку орган 28 зажигания установлен в близкой к пористой испарительной среде 24 зоне, он активен в той зоне, где будет сравнительно высокая доля топливных паров, так что сгорание произойдет быстро, и будучи обусловлено проникающим через отверстия 16 воздухом, быстро распространится по всей зоне камеры 14 сгорания/смешивания. Пламя сгорания и горячие отходящие газы сгорания захватываются потоком через заслонку 32 и попадают тем самым в объем 30. Там они очень эффективно и быстро способствуют нагреву находящихся там компонентов системы, в частности также нагреву материала катализатора. Оказалось, что таким образом за 15-30 секунд могут быть достигнуты требуемые для запуска каталитической реакции температуры.
Когда в важной для протекания каталитической реакции зоне системы достигнуты требуемые температуры, что можно определить, например, с помощью температурного датчика 36 или путем задавания продолжительности времени сгорания, процесс сгорания заканчивается. Это может происходить за счет того, что для короткой продолжительности времени подачу топлива и/или подачу воздуха в камеру 14 сгорания/смешивания прерывают или уменьшают. После гашения пламени сгорания подачу топлива или подачу воздуха возобновляют, так что затем в камере 14 сгорания/смешивания образуется преобразуемая в риформере углеводородно-воздушная смесь в диапазоне λ=0,4, которая в несгоревшем состоянии попадает к материалу катализатора. Поскольку она непосредственно до этого была нагрета горячими газами сгорания до требуемых температур, начинается каталитическая реакция для получения водородов.
При осуществлении описанного выше способа, согласно изобретению, нагревательное устройство 34 можно для максимально быстрого распространения сгорания и тем самым также для максимально быстрого нагрева основных зон системы эксплуатировать до тех пор, пока по достижении заданных температур за счет описанных выше действий процесс сгорания не закончится. Само собой, когда в результате возбуждения органа 28 калильного зажигания процесс сгорания уже наступил, можно также для экономии энергии отключить нагревательное устройство 34. Также в этом случае произойдет очень быстрое распространение сгорания, поскольку прежде всего также в зоне камеры 14 сгорания/смешивания в результате сгорания возникают очень высокие температуры, поддерживающие испарение сначала еще жидкого топлива из пористой среды 24. По окончании процесса сгорания нагревательное устройство 34 преимущественно больше не включают, с тем чтобы прежде всего при использовании в транспортном средстве чрезмерно не нагружать бортовую систему энергоснабжения. Нагрев образуемой в камере 14 сгорания/смешивания смеси может быть достигнут на этой фазе, например, за счет того, что из протекающих, например, в топливном элементе процессов или из протекающих в катализаторе риформера процессов получают тепло, передаваемое затем на корпус 12 через теплопередающую жидкость или соответствующие теплообменные устройства. Само собой, можно также расположить в зоне корпуса 12 дополнительное работающее, например, от электричества нагревательное устройство, с тем чтобы, например, при очень низких наружных температурах поддержать каталитическую реакцию. При использовании в сочетании с системой отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания само собой возможно, чтобы отдаваемые двигателем внутреннего сгорания отработавшие газы протекали вокруг корпуса 12, или можно отбирать от этих отработавших газов тепло и передавать его на корпус 12.
На фиг.2 изображена риформинговая система 40, в которой используется испарительное устройство 10, согласно изобретению. На фиг.2 видно также в испарительном устройстве 10 находящееся под управлением блока 42 управления нагревательное устройство 34. Находящийся также под управлением блока 42 управления насос-дозатор 44 подает испаряемое топливо или углеводород по трубопроводу 16 в камеру 14 сгорания/смешивания, причем эта подача может происходить частотно-управляемым, т.е. периодическим образом. Насосу-дозатору 44 может быть придан демпфер, т.е. промежуточный накопитель, из которого подаваемую жидкость отдают в направлении камеры 14 сгорания/смешивания более или менее непрерывным образом. Также находящаяся под управлением блока 42 управления воздуходувка 46 забирает воздух через воздушный фильтр 48 и подает его, при необходимости после прохождения через теплообменник 50, в подогретом виде в камеру 14 сгорания/смешивания для смесеобразования. Виден далее действующий в качестве органа зажигания штифт 28 калильного зажигания, который воспламеняет образованную в камере 14 сгорания/смешивания топливно-воздушную смесь. Вниз по потоку в камере 14 сгорания/смешивания находится риформинговая часть 52 риформинговой системы 40 с материалом катализатора. В этой зоне установлен также температурный датчик 36. Далее может быть установлен кислородный датчик 54, который служит для того, чтобы, как уже описано выше, устанавливать на различных фазах работы отношение топливо/воздух с возможностью получения нужного значения λ.
Различные, предпринимаемые блоком 42 управления меры протекают при включении различных параметров, например зарегистрированной температурным датчиком 36 температуры, исходного значения кислородного датчика 54, а также различных других датчиков, которые поставляют важные для работы системы 40 данные. Для корректного регулирования смеси это может быть, например, сенсорика 56, с помощью которой регистрируют окружающее давление и окружающую температуру при необходимости для определения плотности воздуха, и зарегистрированные ею данные вводят через систему 58 шин данных в блок 42 управления.
Изображенная на фиг.2 система может тогда эксплуатироваться для запуска, с одной стороны, и для получения водорода, с другой стороны, так, как это уже описано выше со ссылкой на фиг.1.
Благодаря данному изобретению предусмотрены испарительное устройство, способ его запуска и способ запуска риформера для получения водорода, которые при сравнительно простой конструкции обеспечивают то, что в кратчайшее время могут быть достигнуты требуемые для осуществления каталитической реакции температуры без необходимости чрезмерной нагрузки бортовой сети энергоснабжения. При этом изобретение использует, в основном, тот факт, что разлагаемая в риформере смесь сама может быть сожжена, так что за короткую продолжительность времени фазы запуска каталитической реакции не осуществляют, однако вместо этого сжигают привлекаемый собственно для получения водорода основной материал, с тем чтобы довести риформинговую систему до требуемых температур.

Claims (7)

1. Способ запуска испарительного устройства (10) для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода, содержащего камеру сгорания/смешивания, в которую через устройство (16) с входными отверстиями поступает воздух, пористую испарительную среду (24) и приданное ей первое нагревательное устройство (34), орган (28) калильного зажигания для воспламенения имеющейся в камере (14) сгорания/смешивания углеводородно-воздушной смеси, включающий следующие этапы:
а) нагрев и испарение жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости;
б) смешивание полученного на этапе а) пара с воздухом;
в) воспламенение образованной на этапе б) смеси для запуска процесса сгорания смеси;
г) поддержание процесса сгорания вплоть до истечения заданной продолжительности времени и/или до тех пор, пока в одной или нескольких заданных зонах системы не будет достигнута заданная температура.
д) окончание процесса сгорания по истечении заданной продолжительности времени и/ или по достижении заданной температуры.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для испарения активируют работающее преимущественно от электричества нагревательное устройство (34).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревательное устройство (34) остается активированным, по меньшей мере, на этапах в) и г).
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что на этапе д) дросселируют или прерывают подачу жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости и/или дросселируют или прерывают подачу воздуха.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что по окончании процесса сгорания на этапе д) продолжают или возобновляют подачу жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости и подачу воздуха для образования смеси, разлагаемой для получения водорода.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе д) и/или по завершении этапа д) нагревательное устройство (34), активированное, по меньшей мере, вплоть до возникновения процесса сгорания, не активируют.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого углеводорода или углеводородсодержащей жидкости используют ископаемое топливо, преимущественно дизельное топливо.
RU2003111210/15A 2002-04-19 2003-04-18 Способ запуска испарительного устройства RU2270799C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10217675.2 2002-04-19
DE10217675A DE10217675A1 (de) 2002-04-19 2002-04-19 Verdampferanordnung zur Erzeugung eines in einem Reformer zur Wasserstoffgewinnung zersetzbaren Kohlenwasserstoff/Luft-Gemisches und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verdampferanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003111210A RU2003111210A (ru) 2004-11-10
RU2270799C2 true RU2270799C2 (ru) 2006-02-27

Family

ID=28458941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003111210/15A RU2270799C2 (ru) 2002-04-19 2003-04-18 Способ запуска испарительного устройства

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030196381A1 (ru)
EP (1) EP1354852A3 (ru)
DE (1) DE10217675A1 (ru)
RU (1) RU2270799C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450856C1 (ru) * 2010-11-19 2012-05-20 ООО "РГМ-Нефть-Газ-Сервис" Газогенератор

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003903283A0 (en) 2003-06-26 2003-07-10 H.A.C. Technologies Pty Ltd Reformate assisted combustion
DE10348637A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferanordnung zur Erzeugung eines in einem Reformer zur Wasserstoffgewinnung zersetzbaren Kohlenwasserstoff/Luft- oder/und Wasserdampf-Gemisches und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verdampferanordnung
DE10348638A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferanordnung zur Erzeugung eines in einem Reformer zur Wasserstoffgewinnung zersetzbaren Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemisches
DE10354232A1 (de) * 2003-11-20 2005-06-30 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, und Verfahren zum Betreiben eines Abgasbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine
DE10360458A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-28 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Brennstoffzellensystem
DE102004020507A1 (de) * 2004-04-26 2005-11-24 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferanordnung zur Erzeugung eines Kohlenwasserstoffdampf/Mischmaterial-Gemisches, insbesondere für eine Reformeranordnung eines Brennstoffzellensystems
US7575614B2 (en) * 2004-05-17 2009-08-18 Nuvera Fuel Cells, Inc. Startup burner
KR100877021B1 (ko) 2005-03-29 2009-01-07 가시오게산키 가부시키가이샤 증발장치 및 증발방법
JP4258484B2 (ja) * 2005-03-29 2009-04-30 カシオ計算機株式会社 気化装置及び吸液部
DE102005017719A1 (de) * 2005-04-15 2006-11-02 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Reformeranordnung
DE102005045067A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-22 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Reformer zur Bereitstellung von Wasserstoff, insbesondere für eine Brennstoffzelle in einem Fahrzeug
DE102005048385A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Verdampfung und Reformierung flüssiger Brennstoffe
DE102005058530A1 (de) * 2005-12-08 2007-07-26 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Reformeranordnung, Funktionssystem aus Reformeranordnung und Wasserstoff verbrauchendem System und Verfahren zum Betreiben einer Reformeranordnung
DE102006019061B4 (de) * 2006-04-25 2018-11-29 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Verdampferbaugruppe zur Erzeugung von Brennstoffdampf
DE102007019360A1 (de) 2007-04-23 2008-10-30 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampfereinrichtung
US20120014864A1 (en) * 2007-07-20 2012-01-19 Lesieur Roger R Hybrid foam/low-pressure autothermal reformer
DE102007053141A1 (de) 2007-11-08 2009-05-14 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Reformer, Brennstoffzellensystem und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102008005838B4 (de) 2008-01-24 2014-07-10 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Kraftfahrzeug mit Reformer
DE102008017237B4 (de) 2008-04-04 2022-02-10 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Reformer und Brennstoffzellensystem
US8984886B2 (en) 2010-02-12 2015-03-24 General Electric Company Systems and methods of operating a catalytic reforming assembly for use with a gas turbine engine system
DE102010039216A1 (de) * 2010-08-11 2012-02-16 Robert Bosch Gmbh Brennerhülse mit Glühkerzenfunktion
WO2012106048A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-09 Precision Combustion, Inc. Apparatus and method for vaporizing a liquid fuel
FR2972303B1 (fr) * 2011-03-02 2013-11-15 Commissariat Energie Atomique Pile a combustible a chambre anodique comportant dans la chambre anodique une surface de condensation et d'evacuation d'eau, et procede de condensation et d'evacuation d'eau formee dans ladite chambre
DE102011050368A1 (de) 2011-05-15 2012-11-15 Webasto Ag Verdampferanordnung
DE102011102224A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Verdampfung flüssiger Kohlenwasserstoffverbindungen oder von Flüssigkeiten in denen Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten sind sowie deren Verwendung
DE102013200016A1 (de) * 2013-01-02 2014-07-03 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Katalytischer Brenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung
DE102013220654B4 (de) * 2013-10-14 2023-10-19 Eberspächer Climate Control Systems GmbH Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner
DE102013220655B4 (de) * 2013-10-14 2016-01-14 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners
DE102014117115A1 (de) * 2014-11-23 2016-05-25 Webasto SE Verdampferanordnung
DE102016116687B4 (de) * 2016-09-07 2019-12-05 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner
DE102017107295A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Elringklinger Ag Reformiervorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen eines Reformats für eine Brennstoffzellenvorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5762311A (en) * 1980-10-03 1982-04-15 Nippon Soken Inc Liquid fuel combustion apparatus
US4473622A (en) * 1982-12-27 1984-09-25 Chludzinski Paul J Rapid starting methanol reactor system
JPH0619212B2 (ja) * 1986-07-08 1994-03-16 いすゞ自動車株式会社 燃焼器
JP2520062B2 (ja) * 1991-08-06 1996-07-31 株式会社ミクニ 蒸発式バ―ナ
US5617995A (en) * 1994-04-22 1997-04-08 Nippon Soken Inc Combustion heater
DE19720294C1 (de) * 1997-05-15 1998-12-10 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
DE19832386A1 (de) * 1998-07-18 2000-01-27 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reformierungsreaktor mit katalytischer Brennereinheit
JP3792116B2 (ja) * 2000-04-27 2006-07-05 株式会社デンソー 燃焼式ヒータ
US6726114B2 (en) * 2001-06-26 2004-04-27 J. Eberspacher Gmbh & Co., Kg Evaporative burner
DE10130638A1 (de) * 2001-06-26 2003-01-02 Eberspaecher J Gmbh & Co Verdampferbrenner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450856C1 (ru) * 2010-11-19 2012-05-20 ООО "РГМ-Нефть-Газ-Сервис" Газогенератор

Also Published As

Publication number Publication date
DE10217675A1 (de) 2003-11-13
EP1354852A3 (de) 2004-02-11
US20030196381A1 (en) 2003-10-23
EP1354852A2 (de) 2003-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2270799C2 (ru) Способ запуска испарительного устройства
US20040009104A1 (en) Evaporator arrangement, particularly for production of a hydrocarbon/ mixing material mixture, decomposable for hydrogen recovery in a reformer
JP4457559B2 (ja) 燃料蒸発装置
US9745890B2 (en) Process for operating a heater that can be operated with hydrocarbon fuel
RU2003111210A (ru) Испарительное устройство для образования углеводородно-воздушной смеси, разлагаемой в риформере для получения водорода, способ запуска испарительного устройства и риформер
WO2005124917A2 (en) Reforming unvaporized, atomized hydrocarbon fuel
WO2020208875A1 (ja) 改質システム及びエンジンシステム
JP2001050508A (ja) 気化機能付触媒燃焼装置
US20050095544A1 (en) Evaporator arrangement for generating a hydrocarbon/air or hydrocarbon/steam mixture that can be decomposed in a reformer for producing hydrogen and process for operating such an evaporator arrangement
JP2005221202A (ja) 触媒燃焼装置
JP7351270B2 (ja) エンジンシステム
JP3398862B2 (ja) 燃料蒸発器の暖機方法
JP3657675B2 (ja) 燃焼装置
JP2004361070A (ja) 自動車ヒータ用の気化器バーナーのための燃焼室構成体
JP7247798B2 (ja) 改質システム
JP4622066B2 (ja) 水素生成装置
CN111417447B (zh) 用于操作催化蒸发器的方法及该方法的用途
US20170051710A1 (en) Burner and fuel vaporizing device
JP3804436B2 (ja) 改質装置
US20050095543A1 (en) Evaporator arrangement for generating a hydrocarbon/steam mixture that can be decomposed in a reformer for producing hydrogen
JP2006036562A (ja) 燃料改質装置および燃料改質方法
JP6800836B2 (ja) エンジンの排気処理装置
WO2023119743A1 (ja) エンジンシステム
JP6795486B2 (ja) エンジンの排気処理装置
JP6804434B2 (ja) エンジンの排気処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200419