TW201429868A - 氫產生裝配 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示氫產生裝配及其組件。在一些具體實例中，該等裝配可包括一泵控制器，其經組態以基於偵測壓力自複數種流率選擇流率，且在該所選流率下操作該泵。在一些具體實例中，該等裝配可包括一沖洗閥裝配，其經組態以允許當通向一燃料處理裝配之電力中斷時，至少一種加壓氣體自一加壓氣體裝配流過一沖洗管道至該燃料處理裝配。在一些具體實例中，該等裝配可包括一擋板控制器，其經組態以至少部分基於氫產生區中之偵測溫度使擋板在全開位置與關閉位置之間移動。在一些具體實例中，該等裝配可包括一重組器控制器，其經組態以至少部分基於偵測壓力在運行模式與待用模式之間操作燃料處理裝配。

Description

氫產生裝配
氫產生裝配為將一或多種原料轉化成含有氫氣作為大多數組分之產物流的裝配。原料可包括含碳原料且在一些具體實例中，亦可包括水。將原料自原料傳遞系統傳遞至氫產生裝配之氫產生區，典型地原料係在壓力及高溫下傳遞。氫產生區通常與諸如加熱裝配或冷卻裝配之溫度調變裝配聯合，其消耗一或多個燃料流以維持氫產生區在適合之溫度範圍內以便有效地產生氫氣。氫產生裝配可經由任何適合機制產生氫氣，諸如蒸汽重組、自發性熱重組、熱解及/或催化部分氧化。
然而，所產生或產出之氫氣可具有雜質。彼氣體可稱為含有氫氣及其他氣體之混合氣流。在使用混合氣流之前，必須對其進行純化以便移除至少一部分其他氣體。氫產生裝配因此可包括用於增加混合氣流之氫純度的氫純化裝置。氫純化裝置可包括至少一個氫選擇性膜以將混合氣流分離成產物流及副產物流。產物流含有較大濃度之氫氣及/或降低濃度之來自混合氣流之一或多種其他氣體。使用一或多個氫選擇性膜進行之氫純化為壓力驅動分離製程，其中一或多個氫選擇性膜係包含在壓力容器中。混合氣流接觸膜之混合氣體表面，且產物流由滲透穿過膜之至少一部 分混合氣流形成。典型地密封壓力容器以防止氣體進入或離開壓力容器，除了穿過規定之入口及出口或管道。
產物流可用於各種應用中。一種此類應用為能量產生，諸 如在電化學燃料電池中。電化學燃料電池為將燃料及氧化劑轉化成電、反應產物及熱之裝置。舉例而言，燃料電池可將氫及氧轉換成水及電。在彼等燃料電池中，氫為燃料，氧為氧化劑，且水為反應產物。燃料電池堆疊包括複數個燃料電池且可與氫產生裝配一起使用以提供能量產生裝配。
氫產生裝配、氫處理裝配及/或彼等裝配之組件之實例描述 於美國專利第5,861,137號；第6,319,306號；第6,494,937號；第6,562,111號；第7,063,047號；第7,306,868號；第7,470,293號；第7,601,302號；第7,632,322號；美國專利申請公開案第2006/0090397號；第2006/0272212號；第2007/0266631號；第2007/0274904號；第2008/0085434號；第2008/0138678號；第2008/0230039號；第2010/0064887號；及美國專利申請案第13/178,098號中。以上專利及專利申請公開案之全部揭示內容出於所有目的藉此以引用之方式併入。
一些具體實例可提供氫產生裝配。在一些具體實例中，氫產生裝配可包括燃料處理裝配，其經組態以接收進料流且自進料流產生產物氫流。氫產生裝配可另外包括進料裝配，其經組態以將進料流傳遞至燃料處理裝配。進料裝配可包括進料槽，其經組態以含有用於進料流之原料；及進料管道，其流體連接進料槽及燃料處理裝配。進料裝配可另外包括泵，其經組態以將進料流以複數種流率經由進料管道傳遞至燃料處理裝配。氫 產生裝配可進一步包括控制系統。控制系統可包括進料感測器裝配，其經組態以偵測在泵下游之進料管道中之壓力。控制系統可另外包括泵控制器，其經組態以基於進料管道中之偵測壓力自複數種流率選擇流率，且在所選流率下操作泵。
在一些具體實例中，氫產生裝配可包括燃料處理裝配，其 經組態以接收進料流且自進料流產生產物氫流。氫產生裝配可另外包括加壓氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗燃料處理裝配之加壓氣體容器。氫產生裝配可進一步包括沖洗管道，其經組態以流體連接加壓氣體裝配及燃料處理裝配。氫產生裝配可另外包括沖洗閥裝配，其經組態以允許當通向燃料處理裝配之電力中斷時，至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道至燃料處理裝配。
在一些具體實例中，氫產生裝配可包括燃料處理裝配，其 經組態以接收進料流且可在複數個模式中操作，該等模式包括運行模式，其中燃料處理裝配自進料流產生產物氫流；及待用模式，其中燃料處理裝配不自進料流產生產物氫流。氫產生裝配可另外包括緩衝槽，其經組態以含有產物氫流；及產物管道，其流體連接燃料處理裝配及緩衝槽。氫產生裝配可進一步包括槽感測器裝配，其經組態以偵測緩衝槽中之壓力；及控制裝配，其經組態以至少部分基於緩衝槽中之偵測壓力在運行模式與待用模式之間操作燃料處理裝配。
一些具體實例可提供蒸汽重組氫產生裝配，其經組態以接 收至少一個進料流且產生含有氫氣作為大多數組分及其他氣體之重組物流。在一些具體實例中，蒸汽重組氫產生裝配可包括外殼，其具有排氣口； 及氫產生區，其包含在外殼內且經組態以經由蒸汽重組反應自至少一個進料流產生重組物流。蒸汽重組氫產生裝配可另外包括重組器感測器裝配，其經組態以偵測氫產生區中之溫度。蒸汽重組氫產生裝配可進一步包括加熱裝配，其經組態以接收至少一個空氣流及至少一個燃料流且在包含在外殼內之燃燒區內燃燒至少一個燃料流，產生經加熱之排氣流用於加熱至少氫產生區至至少最低氫產生溫度。蒸汽重組氫產生裝配可另外包括擋板，其與排氣口可移動連接且經組態以在複數個位置中移動，該等位置包括全開位置，其中擋板允許經加熱之排氣流流過排氣口；關閉位置，其中擋板防止經加熱之排氣流流過排氣口；及複數個介於全開位置與關閉位置之間的中間打開位置。蒸汽重組氫產生裝配可進一步包括擋板控制器，其經組態以至少部分基於氫產生區中之偵測溫度使擋板在全開位置與關閉位置之間移動。
圖1為氫產生裝配之實例之示意圖。
圖2為氫產生裝配之另一實例之示意圖。
圖3為氫產生裝配之又一實例之部分示意圖。
圖4為控制裝配之實例之示意圖。
圖5為顯示圖4之接收偵測信號且調節偵測信號以產生調節信號之控制裝配之實例之圖。
圖6為氫產生裝配之另一實例之部分示意圖。
圖7為氫產生裝配之沖洗裝配之實例。
圖8為氫產生裝配之沖洗裝配之另一實例。
圖9為氫產生裝配之另一實例之部分示意圖。
圖10-12為圖9之氫產生裝配之部分示意圖，其顯示擋板之另一實例及關於彼擋板之位置之實例。
圖13為氫產生裝配之另一實例之部分示意圖。
圖14為氫產生裝配之另一實例之部分示意圖。
圖15為圖14之氫產生裝配之部分示意圖，其顯示處於流動位置之三通閥。
圖16為圖14之氫產生裝配之部分示意圖，其顯示圖15之處於排出位置之三通閥。
圖17為氫產生裝配之另一實例之部分示意圖。
圖18為圖17之氫產生裝配之部分示意圖，其顯示第一閥處於打開位置且第二閥處於關閉位置。
圖19為圖17之氫產生裝配之部分示意圖，其顯示圖18之處於關閉位置之第一閥及圖18之處於打開位置之第二閥。
圖1顯示氫產生裝配20之實例。除非特別排除，否則氫產生裝配可包括本發明中所述之其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配可包括經組態以產生產物氫流21之任何適合結構。舉例而言，氫產生裝配可包括原料傳遞系統22及燃料處理裝配24。原料傳遞系統可包括經組態以選擇性傳遞至少一個進料流26至燃料處理裝配之任何適合結構。
在一些具體實例中，原料傳遞系統22可另外包括經組態以 選擇性傳遞至少一個燃料流28至燃料處理裝配24之燃燒器或其他加熱裝配之任何適合結構。在一些具體實例中，進料流26及燃料流28可為傳遞至燃料處理裝配之不同部件之相同流。原料傳遞系統可包括任何適合之傳遞機構，諸如用於推動流體流之正排量或其他適合之泵或機構。在一些具體實例中，原料傳遞系統可經組態以在不需要使用泵及/或其他電動流體傳遞機構之情況下傳遞進料流26及/或燃料流28。可與氫產生裝配20一起使用之適合之原料傳遞系統之實例包括美國專利第7,470,293號及第7,601,302號，及美國專利申請公開案第2006/0090397號中所述之原料傳遞系統。以上專利及專利申請案之全部揭示內容出於所有目的藉此以引用之方式併入。
進料流26可包括至少一個氫產生流體30，其可包括一或 多種可用作產生產物氫流21之反應物的流體。舉例而言，氫產生流體可包括含碳原料，諸如至少一種烴及/或醇。適合之烴之實例包括甲烷、丙烷、天然氣、柴油、煤油、汽油等。適合之醇之實例包括甲醇、乙醇、多元醇(諸如乙二醇及丙二醇)等。另外，氫產生流體30可包括水，諸如當燃料處理裝配經由蒸汽重組及/或自發性熱重組產生產物氫流時。當燃料處理裝配24經由熱解或催化部分氧化產生產物氫流時，進料流26不含水。
在一些具體實例中，原料傳遞系統22可經組態以傳遞含有 水及可與水混溶之含碳原料(諸如甲醇及/或另一水溶性醇)之混合物的氫產生流體30。此類流體流中之水與含碳原料之比可根據一或多個因素變化，諸如所使用之特定含碳原料、使用者偏好、燃料處理裝配之設計、燃料處理裝配用以產生產物氫流之機制等。舉例而言，水與碳之莫耳比可為約1：1至3：1。另外，水與甲醇之混合物可以1：1或接近1：1之莫耳比(37重 量%水，63重量%甲醇)傳遞，而烴或其他醇之混合物可以大於1：1之水與碳之莫耳比傳遞。
當燃料處理裝配24經由重組產生產物氫流21時，進料流 26可包括例如約25-75體積%甲醇或乙醇(或另一適合之水可混溶性含碳原料)及約25-75體積%水。對於至少實質上包括甲醇及水之進料流，彼等流可包括約50-75體積%甲醇及約25-50體積%水。含有乙醇或其他水可混溶性醇之流可含有約25-60體積%醇及約40-75體積%水。用於利用蒸汽重組或自發性熱重組之氫產生裝配20的進料流之實例含有69體積%甲醇及31體積%水。
雖然原料傳遞系統22顯示為經組態以傳遞單一進料流 26，但該原料傳遞系統可經組態以傳遞兩種或兩種以上進料流26。彼等流可含有相同或不同原料且可具有不同組成(至少一種常見組分、無常見組分)或相同組成。舉例而言，第一進料流可包括第一組分，諸如含碳原料且第二進料流可包括第二組分，諸如水。另外，雖然原料傳遞系統22在一些具體實例中可經組態以傳遞單一燃料流28，但該原料傳遞系統可經組態以傳遞兩種或兩種以上燃料流。燃料流可具有不同組成(至少一種常見組分、無常見組分)或相同組成。另外，進料及燃料流可以不同相自原料傳遞系統排放。舉例而言，該等流中之一者可為液流而其他為氣流。在一些具體實例中，兩個流均可為液流；而在其他具體實例中，兩個流均可為氣流。另外，雖然氫產生裝配20顯示包括單一原料傳遞系統22，但該氫產生裝配可包括兩個或兩個以上原料傳遞系統22。
燃料處理裝配24可包括氫產生區32，其經組態以經由任 何適合之氫產生機制產生含有氫氣之輸出流34。輸出流可包括氫氣作為至少大多數組分且可包括其他氣體組分。輸出流34因此可稱為含有氫氣作為其大多數組分但包括其他氣體之「混合氣流(mixed gas stream)」。
氫產生區32可包括任何適合之含催化劑之床或區域。當氫 產生機制為蒸汽重組時，氫產生區可包括適合之蒸汽重組催化劑36以有助於自含有含碳原料及水之進料流26產生輸出流34。在此類具體實例中，燃料處理裝配24可稱為「蒸汽重組器(steam reformer)」，氫產生區32可稱為「重組區(reforming region)」，且輸出流34可稱為「重組物流(reformate stream)」。可存在於重組物流中之其他氣體可包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、蒸汽及/或未反應之含碳原料。
當氫產生機制為自發性熱重組時，氫產生區32可包括適合 之自發性熱重組催化劑以促進在空氣存在下自含有水及含碳原料之進料流26產生輸出流34。另外，燃料處理裝配24可包括空氣傳遞裝配38，其經組態以傳遞空氣流至氫產生區。
在一些具體實例中，燃料處理裝配24可包括純化(或分離) 區40，其可包括經組態以自輸出(或混合氣)流34產生至少一個富氫流42之任何適合之結構。富氫流42可包括比輸出流34大之氫濃度及/或降低濃度之一或多種存在於彼輸出流中之其他氣體(或雜質)。產物氫流21包括至少一部分富氫流42。因此，產物氫流21及富氫流42可為相同流且具有相同組成及流率。或者，富氫流42中之經純化之氫氣中的一些可儲存在諸如適合之氫儲存裝配中用於隨後使用及/或由燃料處理裝配消耗。純化區40亦可稱為「氫純化裝置(hydrogen purification device)」或「氫處理裝配 (hydrogen processing assembly)」。
在一些具體實例中，純化區40可產生至少一種副產物流 44，其可不含氫氣或含有一些氫氣。副產物流可排至、送至燃燒器裝配及/或其他燃燒源、用作經加熱之流體流、儲存用於隨後使用，及/或以其他方式採用、儲存及/或處置。另外，純化區40可以響應輸出流34之傳遞之連續流形式放出副產物流，或可間歇地放出該流，諸如在分批法中或當輸出流之副產物部分至少暫時截留在純化區中時。
燃料處理裝配24可包括一或多個純化區，其經組態以使產 生之含有足量氫氣之一或多個副產物流適用作燃料處理裝配之加熱裝配的燃料流(或原料流)。在一些具體實例中，副產物流可具有足夠的燃燒值或氫含量以使得加熱裝配能夠維持氫產生區在所需操作溫度下或在所選溫度範圍內。舉例而言，副產物流可包括氫氣，諸如10-30重量%氫氣，15-25重量%氫氣，20-30重量%氫氣，至少10重量%或15重量%氫氣，至少20重量%氫氣等。
純化區40可包括經組態以降低輸出流21之至少一種組分 之濃度的任何適合之結構。在大部分應用中，富氫流42將具有比輸出流(或混合氣流)34大之氫濃度。富氫流亦可具有降低濃度之一或多種存在於輸出流34中之非氫組分，其中富氫流之氫濃度大於、等於或小於輸出流。舉例而言，在習知燃料電池系統中，若存在一氧化碳，即使以百萬分之幾存在，其亦可損壞燃料電池堆疊；而可存在於輸出流34中之諸如水之其他非氫組分將不會損壞該堆疊，甚至以高得多之濃度存在亦不會。因此，在此類應用中，純化區可不增加整體氫濃度但將降低一或多種對產物氫流之所 需應用有害或可能有害之非氫組分的濃度。
純化區40之適合裝置之實例包括一或多種氫選擇性膜 46、化學一氧化碳移除裝配48及/或變壓吸附(PSA)系統50。純化區40可包括一種以上類型之純化裝置且該等裝置可具有相同或不同結構及/或藉由相同或不同機制操作。燃料處理裝配24可包括至少一個在純化區下游之限制性孔口及/或其他流量限制器，諸如與一或多個產物氫流、富氫流及/或副產物流相關。
氫選擇性膜46可透過氫氣，但至少實質上(若不完全)不 可透過輸出流34之其他組分。膜46可由適用於操作純化區40之操作環境及參數之任何氫可透過材料形成。膜46之適合材料之實例包括鈀及鈀合金，及(尤其)此等金屬及金屬合金之薄膜。鈀合金已證實特別有效，尤其為具有35重量%至45重量%銅之鈀。含有約40重量%銅之鈀-銅合金已證實特別有效，但可使用其他相對濃度及組分。另一尤其有效合金為具有2重量%至10重量%金之鈀，尤其為具有5重量%金之鈀。當使用鈀及鈀合金時，氫選擇性膜46有時可稱為「箔(foil)」。
化學一氧化碳移除裝配48為使輸出流34之一氧化碳及/ 或其他不合需要之組分起化學反應以形成不那麼可能有害之其他組成的裝置。化學一氧化碳移除裝配之實例包括經組態以自水及一氧化碳產生氫氣及二氧化碳之水煤氣轉化反應器；經組態以將一氧化碳及氧(通常來自空氣)轉化成二氧化碳之部分氧化反應器；及經組態以將一氧化碳及氫轉化成甲烷及水之甲烷化反應器。燃料處理裝配24可包括一種以上類型及/或一個以上數目之化學移除裝配48。
變壓吸附(PSA)為基於某些氣體在溫度及壓力之適當條 件下將比其他氣體更強烈地吸附於吸附材料上的原理自輸出流34移除氣體雜質的化學製程。典型地，自輸出流34吸附且移除非氫雜質。雜質氣體之吸附發生在高壓下。當壓力降低時，雜質自吸附材料解除吸附，因而再生吸附材料。典型地，PSA為循環製程且需要至少兩個床用於連續(與分批相對)操作。可用於吸附床之適合之吸附材料的實例為活性碳及沸石。PSA系統50亦提供適用於純化區40之裝置之實例，其中副產物或移除之組分在純化輸出流的同時不直接以氣流形式自該區排出。實情為，此等副產物組分在再生吸附材料時移除或以其他方式自純化區移除。
在圖1中，純化區40在燃料處理裝配24內顯示。純化區 可替代性地個別地定位在燃料處理裝配下游，如圖1中之點劃線示意性地所示。純化區40亦可包括在燃料處理裝配內部及外部之部分。
燃料處理裝配24亦可包括呈加熱裝配52形式之溫度調變 裝配。加熱裝配可經組態以自至少一個加熱燃料流28產生至少一個經加熱之排氣流(或燃燒流)54，典型地在空氣存在下燃燒時。經加熱之排氣流54示意性地圖示在圖1中作為加熱氫產生區32。加熱裝配52可包括經組態以產生經加熱之排氣流之任何適合之結構，諸如燃燒器或燃燒催化劑，其中燃料與空氣一起燃燒以產生經加熱之排氣流。加熱裝配可包括點火器或點火源58，其經組態以引發燃料燃燒。適合之點火源之實例包括一或多個火花塞、預熱塞、燃燒催化劑、引火器、壓電點火器、火花點火器、熱表面點火器等。
在一些具體實例中，加熱裝配52可包括燃燒器裝配60且 可稱為基於燃燒或燃燒驅動之加熱裝配。在基於燃燒之加熱裝配中，加熱裝配52可經組態以接收至少一個燃料流28且在空氣存在下燃燒燃料流以提供熱燃燒流54，其可用於加熱燃料處理裝配之至少氫產生區。可經由各種機構將空氣傳遞至加熱裝配。舉例而言，空氣流62可以分離流形式傳遞至加熱裝配，如圖1所示。替代性地或另外，空氣流62可與加熱裝配52之燃料流28中之至少一者一起傳遞至加熱裝配及/或自利用加熱裝配之環境退出。
另外或替代性地，可使用燃燒流54來加熱使用加熱裝配之 燃料處理裝配及/或燃料電池系統之其他部分。另外，可使用加熱裝配52之其他組態及類型。舉例而言，加熱裝配52可為電動加熱裝配，其經組態以藉由使用至少一個諸如電阻加熱元件之加熱元件產生熱來加熱燃料處理裝配24之至少氫產生區32。在彼等具體實例中，加熱裝配52可不接收且燃燒可燃之燃料流以將氫產生區加熱至適合之氫產生溫度。加熱裝配之實例揭示於美國專利第7,632,322號中，其全部揭示內容出於所有目的藉此以引用之方式併入。
加熱裝配52可容納在具有氫產生區及/或分離區(如下文 進一步論述)之常見殼體或外殼中。加熱裝配可相對於氫產生區32個別地安置但與彼區熱及/或流體連通以提供至少氫產生區之所需加熱。加熱裝配52可部分或完全定位在常見殼體內，及/或至少一部分(或所有)加熱裝配可定位在彼殼體外。當加熱裝配定位在殼體外時，來自燃燒器裝配60之熱燃燒氣體可經由適合之熱轉移管道傳遞至該殼體內之一或多個組件。
加熱裝配亦可經組態以加熱原料傳遞系統22、原料供應 流、氫產生區32、純化(或分離)區40或彼等系統、流及區之任何適合之組合。原料供應流之加熱可包括汽化氫產生區中用於產生氫氣之氫產生流體的液體反應物流或組分。在彼具體實例中，燃料處理裝配24可描述為包括汽化區64。加熱裝配可另外經組態以加熱氫產生裝配之其他組分。舉例而言，經加熱之排氣流可經組態以加熱含有形成進料流26及燃料流28之至少部分的加熱燃料及/或氫產生流體之壓力容器及/或其他罐。
加熱裝配52可在氫產生區32中達成及/或維持任何適合溫 度。蒸汽重組器典型地在200℃與900℃範圍內之溫度下操作。然而，超出此範圍之溫度在本發明之範疇內。當含碳原料為甲醇時，蒸汽重組反應將典型地在約200℃至500℃之溫度範圍內操作。彼範圍之例示性子集包括350-450℃、375-425℃及375-400℃。當含碳原料為烴、乙醇或另一醇時，蒸汽重組反應將典型地使用約400-900℃之溫度範圍。彼範圍之例示性子集包括750-850℃、725-825℃、650-750℃、700-800℃、700-900℃、500-800℃、400-600℃及600-800℃。氫產生區32可包括兩個或兩個以上區域或部分，各自可在相同或不同溫度下操作。舉例而言，當氫產生流體包括烴時，氫產生區32可包括兩個不同的氫產生部分或區，其中一個在比另一個低之溫度下操作以提供預重組區。在彼等具體實例中，燃料處理裝配亦可稱為包括兩個或兩個以上氫產生區。
燃料流28可包括適用於藉由加熱裝配52消耗以提供所需 熱輸出之任何可燃液體及/或氣體。一些燃料流在傳遞且藉由加熱裝配52燃燒時可為氣體，而其他可以液流形式傳遞至加熱裝配。燃料流28之適合之加熱燃料的實例包括含碳原料，諸如甲醇、甲烷、乙烷、乙醇、乙烯、丙 烷、丙烯、丁烷等。其他實例包括低分子量可冷凝燃料，諸如液化石油氣、氨、輕質胺、二甲醚及低分子量烴。其他實例包括氫及一氧化碳。在包括呈冷卻裝配而非加熱裝配(諸如可在利用例如部分氧化之放熱氫產生過程而非諸如蒸汽重組之吸熱過程時使用)形式之溫度調變裝配之氫產生裝配20的具體實例中，原料傳遞系統可經組態以供應燃料或冷卻劑流至該裝配。可使用任何適合之燃料或冷卻劑流體。
燃料處理裝配24可另外包括殼體或外殼66，其中包含至 少氫產生區32，如圖1所示。在一些具體實例中，汽化區64及/或純化區40可另外包含在該殼體內。殼體66可使蒸汽重組器或其他燃料處理機構之組件能夠以單元形式移動。殼體亦可藉由提供保護性外殼來保護燃料處理裝配之組件免遭損壞及/或可降低燃料處理裝配之加熱需求，因為組件可以單元形式加熱。殼體66可包括絕緣材料68，諸如固體絕緣材料、毯覆式絕緣材料及/或空氣填充腔。絕緣材料可在殼體內、在殼體外或兩者都有。當絕緣材料在殼體外時，燃料處理裝配24可在絕緣材料外進一步包括外部封皮或護套70，如圖1中示意性地所示。燃料處理裝配可包括不同殼體，其包括燃料處理裝配之其他組件，諸如原料傳遞系統22及/或其他組件。
燃料處理裝配24之一或多個組件可延伸超出殼體或定位 在殼體外。舉例而言，可將純化區40定位在殼體66外，諸如與殼體間隔開但藉由適合之流體轉移管道流體連通。作為另一實例，氫產生區32之一部分(諸如一或多個重組催化劑床之部分)可延伸超出殼體，諸如在圖1中用代表替代性殼體組態之虛線示意性地表示。適合之氫產生裝配及其組件之實例揭示於美國專利第5,861,137號；第5,997,594號及第6,221,117號中， 該等專利之全部揭示內容出於所有目的藉此以引用之方式併入。
氫產生裝配20之另一實例顯示於圖2中，且一般以72表 示。除非特定地排除，否則氫產生裝配72可包括氫產生裝配20之一或多個組件。氫產生裝配72可包括原料傳遞系統74、汽化區76、氫產生區78及加熱裝配80，如圖2所示。在一些具體實例中，氫產生裝配20亦可包括純化區82。
原料傳遞系統可包括經組態以傳遞一或多個進料及/或燃 料流至氫產生裝配之一或多個其他組件的任何適合之結構。舉例而言，原料傳遞系統可包括原料槽(或容器)84及泵86。原料槽可含有任何適合之氫產生流體88，諸如水及含碳原料(例如甲醇/水混合物)。泵86可具有經組態以傳遞可呈包括水及含碳原料之至少一個含液體進料流90形式的氫產生流體至汽化區76及/或氫產生區78之任何適合結構。
汽化區76可包括經組態以接收且汽化至少一部分含液體 進料流(諸如含液體進料流90)之任何適合結構。舉例而言，汽化區76可包括汽化器92，其經組態以將含液體進料流90至少部分轉化成一或多個氣相進料流94。氣相進料流在一些具體實例中可包括液體。適合之汽化器之實例為盤管汽化器，諸如不鏽鋼盤管。
氫產生區78可包括經組態以接收更多進料流(諸如來自汽化區之氣相進料流94)中之一者，從而產生含有氫氣作為大多數組分及其他氣體的一或多個輸出流96的任何適合結構。氫產生區可經由任何適合機制產生輸出流。舉例而言，氫產生區78可經由蒸汽重組反應產生輸出流96。在彼實例中，氫產生區78可包括具有經組態以有助於及/或促進蒸汽重組反 應之重組催化劑98之蒸汽重組區97。當氫產生區78經由蒸汽重組反應產生輸出流96時，氫產生裝配72可稱為「蒸汽重組氫產生裝配(steam reforming hydrogen generation assembly)」且輸出流96可稱為「重組物流(reformate stream)」。
加熱裝配80可包括經組態以產生用於加熱氫產生裝配72 之一或多個其他組件之至少一個經加熱之排氣流99的任何適合結構。舉例而言，加熱裝配可將汽化區加熱至任何適合溫度，諸如至少最低汽化溫度或汽化至少一部分含液體進料流以形成氣相進料流之溫度。另外或替代性地，加熱裝配80可將氫產生區加熱至任何適合溫度，諸如至少最低氫產生溫度或使至少一部分氣相進料流反應產生氫氣從而形成輸出流之溫度。加熱裝配可與氫產生裝配之一或多個組件熱連通，諸如汽化區及/或氫產生區。
加熱裝配可包括燃燒器裝配100、至少一個鼓風機102及 點火器裝配104，如圖2所示。燃燒器裝配可包括經組態以接收至少一個空氣流106及至少一個燃料流108且在燃燒區110內燃燒至少一個燃料流以產生經加熱之排氣流99的任何適合結構。燃料流可由原料傳遞系統74及/或純化區82提供。燃燒區可包含在氫產生裝配之外殼內。鼓風機102可包括經組態以產生空氣流106之任何適合結構。點火器裝配104可包括經組態以點燃燃料流108之任何適合結構。
純化區82可包括經組態以產生至少一個富氫流112之任何 適合結構，該富氫流112可包括比輸出流96大之氫濃度及/或降低濃度之一或多種存在於彼輸出流中之其他氣體(或雜質)。純化區可產生至少一個副產物流或燃料流108，可將其送至燃燒器裝配100且用作彼裝配之燃料流， 如圖2所示。純化區82可包括流量限制孔口111、過濾器裝配114、膜裝配116及甲烷化反應器裝配118。過濾器裝配(諸如一或多個熱氣體過濾器)可經組態以在氫純化膜裝配之前移除來自輸出流96之雜質。
膜裝配116可包括經組態以接收含有氫氣及其他氣體之輸 出或混合氣流96且產生含有比混合氣流大濃度之氫氣及/或比混合氣流低濃度之其他氣體之滲透物或富氫流112的任何適合結構。膜裝配116可併有平面或管狀氫可透過(或氫選擇性)膜，且可將一種以上氫滲透膜併入膜裝配116中。滲透物流可用於任何適合應用，諸如用於一或多個燃料電池。 在一些具體實例中，膜裝配可產生包括至少大部分其他氣體之副產物或燃料流108。甲烷化反應器裝配118可包括經組態以將一氧化碳及氫轉化成甲烷及水之任何適合結構。雖然純化區82顯示為包括流量限制孔口111、過濾器裝配114、膜裝配116及甲烷化反應器裝配118，但純化區可具有少於所有彼等裝配，及/或可替代性地或另外包括經組態以純化輸出流96之一或多個其他組件。舉例而言，純化區82可僅包括膜裝配116。
在一些具體實例中，氫產生裝配72可包括殼體或外殼 120，其可至少部分含有彼裝配之一或多個其他組件。舉例而言，殼體120可至少部分含有汽化區76、氫產生區78、加熱裝配80及/或純化區82，如圖2所示。殼體120可包括經組態以排放由加熱裝配80產生之至少一個燃燒排氣流124的一或多個排氣口122。
氫產生裝配72在一些具體實例中可包括控制系統126，其 可包括經組態以控制氫產生裝配72之操作的任何適合結構。舉例而言，控制裝配126可包括控制裝配128、至少一個閥130、至少一個洩壓閥132及 一或多個溫度量測裝置134。控制裝配128可經由溫度量測裝置134偵測氫產生區及/或純化區中之溫度，溫度量測裝置134可包括一或多個熱電偶及/或其他適合裝置。基於所偵測之溫度，控制系統之控制裝配及/或操作者可經由閥130及泵86調整進料流90至汽化區76及/或氫產生區78之傳遞。 閥130可包括螺線管閥及/或任何適合閥。洩壓閥132可經組態以確保減輕該系統中之過壓。
在一些具體實例中，氫產生裝配72可包括熱交換裝配 136，其可包括一或多個經組態以將熱自一部分氫產生裝配轉移至另一部分之熱交換器138。舉例而言，熱交換裝配136可將熱自富氫流112轉移至進料流90，從而在進入汽化區76之前升高進料流之溫度，以及冷卻富氫流112。
氫產生裝配20之另一實例在圖3中一般以140表示。除非 特別排除，否則氫產生裝配140可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配140可包括原料傳遞系統或進料裝配142及燃料處理裝配144，其經組態以自原料傳遞系統接收至少一個進料流且自進料流產生一或多個產物氫流，諸如氫氣流。
原料傳遞系統可包括經組態以傳遞一或多個進料及/或燃 料流至氫產生裝配之一或多個其他組件(諸如燃料處理裝配144)之任何適合結構。舉例而言，原料傳遞系統可包括原料槽或進料槽(及/或容器)146、進料管道148、泵150及控制系統152。進料槽可含有用於燃料處理裝配之一或多個進料流之原料。舉例而言，進料槽146可含有任何適合之氫產生流體，諸如水及含碳原料(例如甲醇/水混合物)。
進料管道148可流體連接進料槽146與燃料處理裝配144。 進料管道可包括進料部分154及旁路部分156。旁路部分可經組態以防止在進料管道中、在燃料處理裝配中及/或在氫產生裝配140之一或多個其他組件中之超壓。舉例而言，旁路部分156可包括閥裝配158，諸如洩壓閥或止回閥。
泵150可具有經組態以將一或多個進料及/或燃料流以複數 種流率傳遞至燃料處理裝配，經由例如進料管道148至燃料處理裝配144的任何適合結構。舉例而言，泵150可為在壓力下將進料及/或燃料流注射至燃料處理裝配中之變速泵(或包括變速馬達之泵)。泵可在基於來自控制系統之控制信號之速度下操作。舉例而言，當控制信號之量值增加時，泵150可在較高速度(其促使泵以較高流率排放進料及/或燃料流)下操作或轉動；而當控制信號之量值減小時，泵可在較低速度(其促使泵以較低流率排放進料及/或燃料流)下操作或轉動。
燃料處理裝配中(諸如在燃料處理裝配之氫產生區中)之 壓力可隨泵流率增加而增加且可隨泵流率降低而降低。舉例而言，燃料處理裝配中之一或多個固定流量限制裝置可引起壓力隨泵流率增加而成比例增加，且隨泵流率降低而成比例降低。因為進料管道148流體連接原料傳遞系統及燃料處理裝配，所以燃料處理裝配中之壓力增加(或降低)可促使泵150下游之進料管道中之壓力增加(或降低)。
控制系統152可包括經組態以控制及/或操作氫產生裝配 140之泵150及/或其他控制裝置之任何適合結構。舉例而言，控制系統152可包括感測器裝配160、控制裝配162及通信鏈路164。
感測器裝配可包括經組態以偵測及/或量測氫產生裝配中 之一或多個適合操作變數及/或參數及/或基於所偵測及/或量測之操作變數及/或參數產生一或多個信號的任何適合結構。舉例而言，感測器裝配可偵測質量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導率、密度、黏度、吸光度、電導率及/或其他適合變數及/或參數。在一些具體實例中，感測器裝配可偵測一或多個觸發事件。如本文中所用之「觸發事件(triggering event)」為可量測事件，其中達到或超過代表預定量之形成與氫產生裝配相關之一或多個流之組件中之一或多者的預定臨限值或值範圍。
舉例而言，感測器裝配160可包括一或多個經組態以偵測 壓力、溫度、流率、體積及/或其他參數之感測器166。感測器166可例如包括至少一個經組態以偵測進料管道148中之一或多個適合操作變數、參數及/或觸發事件之進料感測器168。進料感測器可經組態以偵測例如進料管道中之壓力及/或基於所偵測壓力產生一或多個信號。
控制裝配162可經組態以經由通信鏈路164與感測器裝配 160及泵150(及/或氫產生裝配140之其他控制裝置)通信。舉例而言，控制裝配162可包括經組態以基於進料管道中所偵測之壓力自泵150之複數種流率選擇流率及/或在所選流率下操作泵之任何適合結構。通信鏈路164可為用於在相應裝置(諸如輸入信號、命令信號、所量測之參數等)之間單向或雙向通信的任何適合之有線及/或無線機構。
控制裝配162例如可包括至少一個處理器170，如圖4所 示。該處理器可經由通信鏈路148與感測器裝配160及泵150及/或其他控制裝置通信。處理器170可具有任何適合之形式，諸如電腦化裝置、在電腦上執行之軟體、嵌人式處理器、可程式化邏輯控制器、類比裝置(具有 一或多個電阻器)及/或功能等效裝置。控制裝配可包括任何適合之軟體、硬體及/或韌體。舉例而言，控制裝配162可包括記憶體裝置172，其中可儲存預選、預程式化及/或使用者所選之操作參數。記憶體裝置可包括依電性部分、非依電性部分及/或兩者。
在一些具體實例中，處理器170可呈信號調節器174形式， 其可包括經組態以調節一或多個自感測器裝配160接收之信號的任何適合結構。信號調節器可放大、過濾、轉換、反相、範圍匹配、分離及/或以其他方式改變一或多個自感測器裝配接收之信號，以便調節信號適用於下游組件。舉例而言，信號調節器174可使一或多個自感測器裝配160接收之信號反相。如本文中所用之「反相(Invert)」係指以下中之一或多者：將具有遞增值之特性之信號轉換成具有遞減值之特性之信號；將具有遞減值之特性之信號轉換成具有遞增值之特性之信號；將具有高值之特性之信號轉換成具有低值(或最高值至最低值)之特性之信號；及/或將具有低值之特性之信號轉換成具有高值(或最低值至最高值)之特性之信號。信號特性可包括電壓、電流等。轉換值中之一或多者可匹配及/或對應於初始信號之值，諸如將最高初始值轉換成最低初始值及/或將最低初始值轉換成最高初始值。或者，轉換值中之一或多者可不同於該等信號之初始值。
在一些具體實例中，控制裝配162可包括使用者介面176，如圖4所示。使用者介面可包括經組態以允許使用者監測及/或與處理器170之操作相互作用之任何適合結構。舉例而言，使用者介面176可包括顯示區178、使用者輸入裝置180及/或使用者信號傳導裝置182，如圖4所示。顯示區可包括將資訊呈現給使用者之螢幕及/或其他適合之顯示機構。舉例 而言，顯示區178可顯示由一或多個感測器166量測之電流值、氫產生裝配之當前操作參數、儲存之臨限值或範圍、預先量測之值及/或關於氫產生裝配之操作及/或效能之其他資訊。
使用者輸入裝置180可包括經組態以自使用者接收輸入且 將彼輸入發送至處理器170之任何適合結構。舉例而言，使用者輸入裝置可包括旋轉撥號盤、開關、按鈕、鍵板、鍵盤、滑鼠、觸控式螢幕等。使用者輸入裝置180可例如使得使用者能夠指定將如何調節來自感測器裝配160之信號，諸如是否使信號反相，反信號之值範圍應為多少等。使用者信號傳導裝置182可包括經組態以當已超過可接受之臨限位準時向使用者報警之任何適合結構。舉例而言，使用者信號傳導裝置可包括報警器、燈及/或用於向使用者報警之其他適合機構。
在一些具體實例中，控制裝配162可經組態以僅經由信號 調節器168調節自感測器裝配160接收之信號而不額外處理該信號及/或發送不同信號。換言之，可經由信號調節器168調節來自感測器裝配160之信號且可將調節信號經由通信鏈路164發送至泵150及/或其他控制裝置以操作泵及/或其他控制裝置而不藉由控制裝配及/或其他裝配進行額外處理。
調節信號(諸如反信號)可經組態以例如為泵150自複數 種流率選擇流率。當調節信號經組態以為泵選擇流率時，控制裝配可描述為經組態以基於(或僅基於)調節信號選擇流率。
具有調節信號之控制泵150之實例顯示於圖5中之曲線圖 184中。感測器裝配160可包括進料感測器168，其偵測壓力且基於所偵測之壓力發送偵測信號186至控制裝配162。偵測信號可為如圖5所示之電壓 信號、電流信號及/或與所偵測之壓力成比例之其他適合信號。偵測信號可為任何適合電壓及/或電流，諸如0-5伏特及/或4-20毫安培(mA)。
控制裝配162可將偵測信號調節(諸如反相)成調節信號 188以便調節信號經組態以為泵150及/或其他控制裝置選擇一或多個參數(諸如流率及/或速度)。調節信號可為任何適合電壓及/或電流，諸如0-5伏特及/或4-20mA。圖5中所示之電壓及壓力僅為可藉由控制系統152產生及/或偵測之各種電壓及壓力的一個實例。換言之，控制系統152不限於在彼圖中所示之電壓及壓力下操作。
氫產生裝配20之另一實例一般在圖6中以190表示。除非 特別排除，否則氫產生裝配190可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配190可包括原料傳遞系統或進料裝配192及燃料處理裝配194，其經組態以自原料傳遞系統接收至少一個進料流且自進料流產生一或多個產物氫流，諸如氫氣流。
原料傳遞系統可包括原料槽或進料槽(及/或容器)196、 進料管道198、泵200及控制系統202。進料槽可含有用於燃料處理裝配之一或多個進料流之原料。進料管道198可流體連接進料槽196與燃料處理裝配194。進料管道可包括進料部分204及旁路部分206。旁路部分可經組態以防止在氫產生裝配190中之超壓。舉例而言，旁路部分206可包括洩壓閥208。
泵200可具有經組態以將一或多個進料及/或燃料流以複數 種流率傳遞至燃料處理裝配，經由例如進料管道198至燃料處理裝配194的任何適合結構。舉例而言，泵200可為在壓力下將進料及/或燃料流注射 至燃料處理裝配中之變速泵(或包括變速馬達之泵)。泵可在基於來自控制系統之控制信號之速度下操作。
控制系統202可包括經組態以控制及/或操作氫產生裝配 190之泵200及/或其他控制裝置之任何適合結構。舉例而言，控制系統202可包括至少一個壓力轉換器210、控制裝配212及通信鏈路214。壓力轉換器210可經組態以偵測進料管道198中之壓力。雖然壓力轉換器210顯示為與泵200及/或旁路部分206相鄰，但壓力轉換器可安置在沿著進料部分之任何適合部分中。
控制裝配212可包括電源裝配216及信號調節器裝配218。 電源裝配可包括經組態以為信號調節器裝配提供適合電力之任何適合結構。舉例而言，電源裝配可包括一或多個電池組、一或多個太陽電池板、一或多個用於連接至DC或AC電源之連接器等。在一些具體實例中，電源裝配216可包括DC電源，其可提供與操作泵200及/或壓力轉換器210所需相同之電壓。
信號調節器裝配218可包括經組態以調節一或多個自壓力 轉換器210接收之信號以便調節信號中之一或多者可用於操作泵200的任何適合結構。舉例而言，信號調節器裝配218可使自壓力轉換器接收之壓力信號(或轉換器信號)反相且經由通信鏈路214將反信號中繼至泵200。反信號可經組態以在泵之複數種速度及/或流率中為泵200選擇速度及/或流率。當使用反信號控制泵之速度時，該等信號可稱為「速度控制信號(speed control signal)」。
本發明中所述之氫產生裝配之沖洗裝配的實例顯示於圖7 中且一般以220表示。沖洗裝配可包括經組態以沖洗氫產生裝配之一或多個其他部分之任何適合結構。沖洗裝配220可經組態以沖洗一或多種來自反應器、純化器、燃料處理裝配及/或本發明之氫產生裝配及/或其他氫產生裝配之其他組件及/或裝置的氣體。舉例而言，沖洗裝配220可包括加壓氣體裝配222、沖洗管道224及閥裝配226。沖洗管道224可經組態以流體連接加壓氣體裝配及氫產生裝配之一或多個其他部分。
加壓氣體裝配222可包括經組態以連接至及/或接收至少一 個氣體供應裝配228之任何適合結構。舉例而言，加壓氣體裝配222可包括經組態以連接至及/或接收氣體供應裝配228之任何適合之連接器、管道、閥及/或其他組件。氣體供應裝配可包括一或多個加壓氣體容器(諸如一或多個套筒及/或汽缸)及/或一或多個加壓氣體槽。氣體供應裝配可包括經組態以沖洗本發明中所述之氫產生裝配之一或多個其他組件的任何適合之加壓氣體。舉例而言，氣體供應裝配可包括壓縮二氧化碳或壓縮氮。
沖洗管道224可經組態以流體連接加壓氣體裝配及氫產生 裝配之一或多個其他部分，諸如燃料處理裝配。沖洗管道可包括任何適合之連接器、管道、閥及/或其他組件用於提供在以上裝配之間的流體連接。
閥裝配226可包括經組態以管理加壓氣體自加壓氣體裝配222流過沖洗管道224至氫產生裝配之一或多個其他部分的任何適合結構。舉例而言，閥裝配2.26可經組態以允許至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道至氫產生裝配之一或多個其他部分及/或防止至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道至氫產生裝配之一或多個其他部分。閥裝配可經組態以基於一或多個所偵測之變數、參數及/或觸發事件允許或防止 流動。舉例而言，閥裝配可經組態以當通向氫產生裝配之一或多個部分之電力中斷時，允許至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流動至氫產生裝配之一或多個其他部分。
在一些具體實例中，控制系統230可控制閥裝配226之一 或多個閥。控制系統230亦可控制氫產生裝配之一或多個其他組件，或可專用於僅控制沖洗裝配220。在一些具體實例中，閥裝配226可經組態以不依賴於控制系統230及/或氫產生裝配之任何控制系統管理沖洗管道中之流動。換言之，閥裝配226可經組態以在無控制系統230及/或氫產生裝配之任何控制系統之指導的情況下選擇性允許及防止流動。
沖洗裝配可定位在外殼或殼體66內、在殼體外或部分在殼 體內且部分在殼體外。在一些具體實例中，至少一部分燃料處理裝配可包含在外殼內且至少一部分沖洗裝配可包含在外殼內，如圖1所示。
沖洗裝配220可連接至氫產生裝配之任何適合之其他組 件。舉例而言，如圖2所示，沖洗裝配220可連接至熱交換裝配136上游(諸如經由沖洗管道224顯示)及/或熱交換裝配下游(諸如經由沖洗管道225顯示)之進料管道。在一些具體實例中，氫產生裝配之進料管道可包括止回閥232以防止加壓氣體回流至原料傳遞系統中，諸如當泵不防止回流時。 來自沖洗裝配之加壓氣體可在任何適合部分退出氫產生裝配，諸如燃燒器及/或產物氫管線。
沖洗裝配220之另一實例顯示於圖8中且一般以232表示。沖洗裝配232可包括加壓氣體裝配234、沖洗管道236及閥裝配238。加壓氣體裝配可包括經組態以接收至少一個具有至少一種加壓氣體之加壓 氣體容器240的任何適合結構。沖洗管道236可包括經組態以流體連接加壓氣體裝配234及氫產生裝配之一或多個其他部分的任何適合結構。
閥裝配238可包括經組態以管理至少一種加壓氣體自加壓 氣體裝配流過沖洗管道至氫產生裝配之一或多個其他部分的任何適合結構。舉例而言，閥裝配238可包括手動閥240及螺線管閥(或沖洗螺線管閥)242，如圖8所示。可關閉手動閥以自氫產生裝配之一或多個其他部分隔離加壓氣體裝配，諸如當將壓縮或加壓氣體罐安裝或連接至加壓氣體裝配時。隨後可打開手動閥240以允許螺線管閥管理氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道至氫產生裝配之一或多個其他部分。手動閥240有時可稱為「手動隔離閥(manual isolation valve)」。
螺線管閥242可包括至少一個螺線管或沖洗螺線管244及 至少一個閥或沖洗閥246。該閥可經組態以在複數個位置中移動，包括在關閉位置與打開位置之間。在關閉位置中，加壓氣體裝配與氫產生裝配之一或多個其他部分隔離且加壓氣體不自加壓氣體裝配流過沖洗管道。在打開位置中，加壓氣體裝配與氫產生裝配之一或多個其他部分流體連通且允許加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道。螺線管244可經組態以基於一或多個所偵測之變數、參數及/或觸發事件使閥226在打開位置與關閉位置之間移動。螺線管閥242可例如經組態以當通向螺線管及/或氫產生裝配之一或多個部分之電力中斷時，諸如當通向燃料處理裝配之電力中斷時，允許至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流動至氫產生裝配之一或多個其他部分。
舉例而言，閥246可經組態以在未向螺線管244通電之情 況下處於打開位置(亦可稱為「正常打開(normally open)」，諸如經由推動一或多個偏置元件或彈簧(圖中未示)。另外，閥246可經組態以在向螺線管244通電的情況下處於關閉位置(其可相對於推動偏置元件使閥移動至關閉位置)。因此，通向氫產生裝配之一或多個部分之電力損失(及/或通向螺線管244之電力損失)可引起閥246自關閉位置自動移動至打開位置。換言之，螺線管閥242之閥246可經組態以當存在通向螺線管及/或氫產生裝配之一或多個部分(諸如燃料處理裝配)之電力時處於關閉位置，且當通向螺線管及/或氫產生裝配之一或多個部分之電力中斷時，可自動移動至打開位置。
在一些具體實例中，螺線管閥242可藉由控制系統248控 制。舉例而言，控制系統248可經組態以發送控制信號至螺線管244且螺線管可經組態以在接收控制信號時將閥246移動至關閉位置。另外，閥246可經組態以在螺線管不自控制系統接收控制信號時自動移動至打開位置。 控制系統248可控制氫產生裝配之一或多個其他組件或可與任何控制系統隔開。螺線管閥在一些具體實例中可藉由控制系統與是否向螺線管供應電力控制。
在一些具體實例中，沖洗裝配220可包括流量限制孔口 250，其可經組態以降低或限制自加壓氣體裝配排放之加壓氣體之流率。舉例而言，當加壓氣體為氮時，流量限制孔口可降低或限制氮氣之流率，從而避免在氫產生裝配之一或多個其他組件中超壓，諸如在重組器及/或純化器中。然而，當加壓氣體為液化壓縮氣體(諸如二氧化碳)時，沖洗裝配可不包括流量限制孔口。
本發明之沖洗裝配可用作任何適合之氫產生裝配的一部 分(或在其中)，諸如具有重組器但無氫純化器之氫產生裝配、具有氫純化器但無重組器之氫產生裝配、具有甲醇/水重組器、天然氣重組器、LPG重組器之氫產生裝配等。
氫產生裝配20之另一實例一般在圖9中以252表示。除非 特別排除，否則氫產生裝配252可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配252可包括外殼或殼體254、氫產生區256、加熱裝配258及排氣管理裝配260。外殼或殼體可包括經組態以至少部分含有氫產生裝配252之一或多個其他組件及/或為彼等組件提供絕緣(諸如熱絕緣)之任何適合結構。該外殼可為外殼內之組件界定絕緣區域或絕緣熱區域261。外殼254可包括至少一個排氣口262，其經組態以將外殼內之氣體排至環境及/或排氣收集系統。
氫產生區256可部分或完全包含在外殼內。氫產生區可接 收一或多個進料流264且經由任何適合之氫產生機制(諸如蒸汽重組、自發性熱重組等)產生含有氫氣之輸出流266。輸出流可包括氫氣作為至少大多數組分且可包括其他氣體。當氫產生裝配252為蒸汽重組氫產生裝配時，則氫產生區可稱為經組態以經由蒸汽重組反應產生重組物流266。
在一些具體實例中，氫產生裝配252可包括純化區268， 其可包括經組態以自輸出(或重組物)流266產生至少一個富氫(或滲透物)流270及至少一個副產物流272(其可不含或含有一些氫氣)之任何適合結構。舉例而言，純化區可包括一或多個氫選擇性膜274。氫選擇性膜可經組態以自通過氫選擇性膜之重組物流部分產生至少一部分滲透物流，及 自未通過氫選擇性膜之重組物流部分產生至少一部分副產物流。在一些具體實例中，氫產生裝配252可包括汽化區276，其可包括經組態以汽化含有一或多種液體之進料流的任何適合結構。
加熱裝配258可經組態以接收至少一個空氣流278及至少 一個燃料流280且在包含在外殼254內之燃燒區282內燃燒燃料流。燃料流280可自氫產生區(及/或純化區)產生，及/或可不依賴於氫產生裝配產生。 燃料流之燃燒可產生一或多個經加熱之排氣流284。經加熱之排氣流可例如將氫產生區256加熱至諸如至少最低氫產生溫度。另外，經加熱之排氣流可將汽化區276加熱至諸如至少最低汽化溫度。
排氣管理裝配260可包括經組態以管理外殼254中之排氣 流，諸如經加熱之排氣流284的任何適合結構。舉例而言，排氣管理裝配可包括感測器裝配286、擋板裝配288及控制裝配290，如圖9所示。
感測器裝配286可包括經組態以偵測及/或量測氫產生裝配 中之一或多個適合操作變數及/或參數及/或基於所偵測及/或量測之操作變數及/或參數產生一或多個信號的任何適合結構。舉例而言，感測器裝配可偵測質量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導率、密度、黏度、吸光度、電導率及/或其他適合變數及/或參數。在一些具體實例中，感測器裝配可偵測一或多個觸發事件。
舉例而言，感測器裝配286可包括一或多個感測器292， 其經組態以偵測在氫產生裝配之任何適合部分中之壓力、溫度、流率、體積及/或其他參數。感測器292可例如包括至少一個氫產生區感測器294，其經組態以偵測在氫產生區256中之一或多個適合操作變數、參數及/或觸發 事件。氫產生區感測器可經組態以偵測例如氫產生區中之溫度及/或基於氫產生區中所偵測之溫度產生一或多個信號。
另外，感測器292可包括至少一個純化區感測器296，其 經組態以偵測純化區268中之一或多個適合操作變數、參數及/或觸發事件。純化區感測器可經組態以偵測例如純化區中之溫度及/或基於純化區中所偵測之溫度產生一或多個信號。
擋板裝配288可包括經組態以管理流動，諸如排出氣體(或 經加熱之排氣流284)穿過排氣口262之流動的任何適合結構。舉例而言，擋板裝配288可包括至少一個擋板298及至少一個致動器300。擋板可以可移動地連接至排氣口262。舉例而言，擋板298可以可滑動方式、以可樞轉方式及/或以可旋轉方式連接至排氣口。
另外，擋板可經組態以在複數個位置中移動。彼等位置可 包括例如全開位置302、關閉位置304及複數個介於全開位置與關閉位置之間的中間打開位置306，如圖10-12所示。在全開位置中，擋板298可允許一或多個排氣流307(諸如外殼中之經加熱之排氣流284及/或其他排出氣體)流過排氣口262。在關閉位置中，擋板298可阻擋排氣口且防止排氣流流過排氣口。中間打開位置可允許排氣流以比擋板處於全開位置時低之速率流過排氣口262。在操作期間，當排氣流受擋板限制時可降低氫產生區中之溫度。
擋板298可包括任何適合結構。舉例而言，擋板298可為 具有一或多個橫跨排氣口滑動之板的門式擋板，諸如圖10-12中所示。另外，擋板298可為擋葉式擋板，諸如圖9中所示。擋葉式擋板可例如包括全 圓形或半圓形嵌件，其樞轉以打開或關閉排氣。致動器300可包括經組態以使擋板298在複數個位置中移動之任何適合結構。在一些具體實例中，致動器可使擋板在全開位置與關閉位置之間逐漸移動。雖然擋板裝配288顯示為包括單一擋板及單一致動器，但擋板裝配可包括兩個或兩個以上擋板及/或兩個或兩個以上致動器。
控制裝配290可包括經組態以至少部分基於感測器裝配 286之輸入，諸如至少部分基於由感測器裝配所偵測及/或量測之操作變數及/或參數控制擋板裝配288的任何適合結構。控制裝配290可接收僅來自感測器裝配286之輸入或控制裝配可接收來自氫產生裝配之其他感測器裝配之輸入。控制裝配290可僅控制擋板裝配或控制裝配可控制氫產生裝配之一或多個其他組件。
控制裝配290可例如經組態以至少部分基於在氫產生區及/ 或純化區中所偵測之溫度，諸如經由致動器300使擋板298在全開位置與關閉位置之間移動。當控制裝配290自兩個或兩個以上感測器接收輸入時，控制裝配可選擇具有較高值之輸入，可選擇具有較低值之輸入，可計算該等輸入值之平均值，可計算該等輸入值之中位值及/或進行其他適合計算。 舉例而言，控制裝配290可經組態以當氫產生區及/或純化區中所偵測之溫度高於預定最高溫度時，使擋板移向(或逐漸移向)關閉位置；及/或當氫產生區及/或純化區中所偵測之溫度低於預定最低溫度時，使擋板移向(或逐漸移向)全開位置。預定最高及最低溫度可為任何適合之最高及最低溫度。舉例而言，最高及最低溫度可基於用於操作汽化區、氫產生區及/或純化區所需溫度範圍來設定。
氫產生裝配20之另一實例一般在圖13中以308表示。除 非特別排除，否則氫產生裝配308可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配可向一或多個氫消耗裝置310(諸如燃料電池、氫爐等)提供或供應氫。氫產生裝配308可例如包括燃料處理裝配312及產物氫管理系統314。
燃料處理裝配312可包括經組態以經由一或多種適合機制 自一或多個進料流318產生一或多個產物氫流316(諸如一或多個氫氣流)的任何適合結構，該等機制諸如蒸汽重組、自發性熱重組、電解、熱解、部分氧化、電漿重組、光催化水裂解、硫-碘循環等。舉例而言，燃料處理裝配312可包括一或多個氫產生器反應器320，諸如重組器、電解器等。進料流318可經由一或多個進料管道317自一或多個原料傳遞系統(圖中未示)傳遞至燃料處理裝配。
燃料處理裝配312可經組態以可在複數個模式中操作，諸如 運行模式及待用模式。在運行模式中，燃料處理裝配可自進料流產出或產生產物氫流。舉例而言，在運行模式中，原料傳遞系統可將進料流傳遞至燃料處理裝配及/或可進行其他操作。另外，在運行模式中，燃料處理裝配可接收進料流，可經由加熱裝配燃燒燃料流，可經由汽化區汽化進料流，可經由氫產生區產生輸出流，可經由純化區產生產物氫流及副產物流，及/或可進行其他操作。
在待用模式中，燃料處理裝配312可不自進料流產生產物氫 流。舉例而言，在待用模式中，原料傳遞系統可不將進料流傳遞至燃料處理裝配及/或可不進行其他操作。另外，在待用模式中，燃料處理裝配可不 接收進料流，可不經由加熱裝配燃燒燃料流，可不經由汽化區汽化進料流，可不經由氫產生區產生輸出流，可不經由純化區產生產物氫流及副產物流，及/或可不進行其他操作。待用模式可包括當燃料處理裝配供電減少時或當不存在通向燃料處理裝配之電力時。
在一些具體實例中，複數種模式可包括一或多種降低輸出模 式。舉例而言，燃料處理裝配312可在運行模式時以第一輸出速率(諸如以最高輸出速率或正常輸出速率)產出或產生產物氫流316；且在降低輸出模式時以低於(或高於)第一速率之第二、第三、第四或四以上速率(諸如以最低輸出速率)產出或產生產物氫流。
產物氫管理系統314可包括經組態以管理由燃料處理裝配 312產生之產物氫的任何適合結構。另外，產物氫管理系統可包括經組態以與燃料處理裝配312相互作用，從而維持可用於氫消耗裝置310之任何適合量之產物氫的任何適合結構。舉例而言，產物氫管理系統314可包括產物管道322、緩衝槽324、緩衝槽管道325、感測器裝配326及控制裝配328。
產物管道322可經組態以流體連接燃料處理裝配312與緩衝 槽324。緩衝槽324可經組態以經由產物管道322接收產物氫流316，保持預定量或體積之產物氫流及/或向一或多個氫消耗裝置310提供產物氫流。 在一些具體實例中，緩衝槽可為低壓緩衝槽。緩衝槽可基於一或多種因素具有任何適合尺寸，該等因素諸如氫消耗裝置之預期或實際氫消耗、氫產生器反應器、燃料處理裝配之循環特性等。
在一些具體實例中，可使緩衝槽324尺寸化以提供足以持續 最低時間量之氫消耗裝置之操作及/或持續最低時間量之燃料處理裝配之操 作(諸如最低時間量之汽化區、氫產生區及/或純化區之操作)的氫。舉例而言，可使緩衝槽尺寸化以便操作燃料處理裝配兩分鐘、五分鐘、十分鐘或十分鐘以上。緩衝槽管道325可經組態以流體連接緩衝槽324與氫消耗裝置310。
感測器裝配326可包括經組態以偵測及/或量測緩衝槽中之 一或多個適合操作變數及/或參數及/或基於所偵測及/或量測之操作變數及/或參數產生一或多個信號的任何適合結構。舉例而言，感測器裝配可偵測質量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導率、密度、黏度、吸光度、電導率及/或其他適合變數及/或參數。在一些具體實例中，感測器裝配可偵測一或多個觸發事件。
舉例而言，感測器裝配326可包括一或多個經組態以偵測壓 力、溫度、流率、體積及/或其他參數之感測器330。感測器330可例如包括至少一個緩衝槽感測器332，其經組態以偵測緩衝槽中之一或多個適合操作變數、參數及/或觸發事件。緩衝槽感測器可經組態以偵測例如緩衝槽中之壓力及/或基於所偵測壓力產生一或多個信號。舉例而言，除非產物氫係以等於或大於至緩衝槽中之進入流率之流率自緩衝槽退出，否則緩衝槽之壓力可增加且槽感測器可偵測緩衝槽中壓力之增加。
控制裝配328可包括經組態以至少部分基於感測器裝配326 之輸入，諸如至少部分基於由感測器裝配所偵測及/或量測之操作變數及/或參數控制燃料處理裝配312的任何適合結構。控制裝配328可接收僅來自感測器裝配326之輸入或控制裝配可接收來自氫產生裝配之其他感測器裝配之輸入。控制裝配328可僅控制燃料處理裝配或控制裝配可控制氫產生裝 配之一或多個其他組件。控制裝配可經由通信鏈路333與感測器裝配、燃料處理裝配及/或產物閥裝配(在下文中進一步描述)通信。通信鏈路333可為用於在相應裝置(諸如輸入信號、命令信號、所量測之參數等)之間單向或雙向通信的任何適合之有線及/或無線機構。
控制裝配328可例如經組態以至少部分基於緩衝槽324中所 偵測之壓力在運行模式與待用模式之間操作燃料處理裝配312。舉例而言，控制裝配328可經組態以當緩衝槽中所偵測之壓力高於預定最高壓力時，在待用模式中操作燃料處理裝配；及/或當緩衝槽中所偵測之壓力低於預定最低壓力時，在運行模式中操作燃料處理裝配。
預定最高及最低壓力可為任何適合之最高及最低壓力。彼等 預定壓力可獨立地設定或不考慮其他預定壓力及/或其他預定變數設定。舉例而言，預定最高壓力可基於燃料處理裝配之操作壓力範圍設定，諸如從而防止燃料處理裝配中因為來自產物氫管理系統之背壓而發生超壓。另外，預定最低壓力可基於氫消耗裝置所需壓力設定。或者，控制裝配328可操作燃料處理裝配在運行模式中在預定壓力差範圍內(諸如在燃料處理裝配與緩衝槽之間及/或在緩衝槽與氫消耗裝置之間)操作，且當超出預定壓力差範圍時在待用模式中操作。
在一些具體實例中，產物氫管理系統314可包括產物閥裝配 334，其可包括經組態以管理及/或引導產物管道322中之流動的任何適合結構。舉例而言，產物閥裝配可允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽，如以335所示。另外，產物閥裝配334可經組態以排出來自燃料處理裝配312之產物氫流316，如以337所示。可將排出產物氫流排放至大氣及/或至 排出產物氫管理系統(圖中未示)。
產物閥裝配334可例如包括一或多個經組態以在流動位置 與排出位置之間操作的閥336，在流動位置中，來自燃料處理裝配之產物氫流流過產物管道且至緩衝槽中；在排出位置中，排出來自燃料處理裝配之產物氫流。閥336可沿著緩衝槽前之產物管道之任何適合部分安置。
控制裝配328可經組態以基於例如來自感測器裝配之輸入 操作產物閥裝配。舉例而言，當燃料處理裝配處於待用模式時，控制裝配可引導或控制產物閥裝配(及/或閥336)排出來自燃料處理裝配之產物氫流。另外，當燃料處理裝配312處於運行模式及/或降低輸出模式時，控制裝配328可引導或控制產物閥裝配334(及/或閥336)以允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽。
氫產生裝配20之另一實例一般在圖14中以338表示。除非 特別排除，否則氫產生裝配338可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配可向一或多個氫消耗裝置340(諸如燃料電池、氫爐等)提供或供應氫。氫產生裝配338可例如包括燃料處理裝配342及產物氫管理系統344。燃料處理裝配342可包括經組態以經由一或多種適合機制自一或多個進料流348產生一或多個產物氫流346(諸如一或多個氫氣流)的任何適合結構。
產物氫管理系統344可包括經組態以管理由燃料處理裝配 342產生之產物氫的任何適合結構。另外，產物氫管理系統可包括經組態以與燃料處理裝配342相互作用，從而維持可用於氫消耗裝置340之任何適合量之產物氫的任何適合結構。舉例而言，產物氫管理系統344可包括產物 管道349、緩衝槽352、緩衝槽管道353、緩衝槽感測器裝配354、產物閥裝配355及控制裝配356。
產物管道349可經組態以流體連接燃料處理裝配342與緩衝 槽352。產物管道可包括任何適合數目之閥，諸如止回閥(諸如止回閥350)、控制閥及/或其他適合閥。止回閥350可防止自緩衝槽向燃料處理裝配回流。止回閥可在任何適合壓力下，諸如1psi或1psi以下打開。緩衝槽352可經組態以經由產物管道349接收產物氫流346，保持預定量或體積之產物氫流及/或向一或多個氫消耗裝置340提供產物氫流。
緩衝槽管道353可經組態以流體連接緩衝槽352及氫消耗裝 置340。緩衝槽管道可包括任何適合數目之閥，諸如止回閥、控制閥及/或其他適合閥。舉例而言，緩衝槽管道可包括一或多個控制閥351。控制閥351可允許隔離氫產生裝配之緩衝槽及/或其他組件。控制閥可例如受控制裝配356及/或其他控制裝配控制。
槽感測器裝配354可包括經組態以偵測及/或量測緩衝槽中 之一或多個適合操作變數及/或參數及/或基於所偵測及/或量測之操作變數及/或參數產生一或多個信號的任何適合結構。舉例而言，緩衝槽感測器裝配可偵測質量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導率、密度、黏度、吸光度、電導率及/或其他適合變數及/或參數。在一些具體實例中，緩衝槽感測器裝配可偵測一或多個觸發事件。舉例而言，緩衝槽感測器裝配354可包括一或多個經組態以偵測壓力、溫度、流率、體積及/或其他參數之槽感測器358。緩衝槽感測器358可例如經組態以偵測緩衝槽中之壓力及/或基於所偵測壓力產生一或多個信號。
產物閥裝配355可包括經組態以管理及/或引導產物管道349 中之流動的任何適合結構。舉例而言，產物閥裝配可允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽，如以359所示。另外，產物閥裝配355可經組態以排出來自燃料處理裝配342之產物氫流346，如以361所示。排出產物氫流可排放至大氣及/或至排出產物氫管理系統(圖中未示)，包括將排出產物氫排放回燃料處理裝配。
產物閥裝配355可例如包括三通螺線管閥360。三通螺線管 閥可包括螺線管362及三通閥364。三通閥可經組態以在複數個位置之間移動。舉例而言，三通閥364可經組態以在流動位置363與排出位置365之間移動，如圖15-16所示。在流動位置中，允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽，如以359所示。在排出位置中，排出來自燃料處理裝配之產物氫流，如以361所示。另外，三通閥可經組態以當該閥處於排出位置時，將緩衝槽與產物氫流隔離。螺線管362可經組態以基於自控制裝配356及/或其他控制裝配接收之輸入使閥364在流動位置與排出位置之間移動。
控制裝配356可包括經組態以至少部分基於來自緩衝槽感 測器裝配354之輸入，諸如至少部分基於藉由緩衝槽感測器裝配所偵測及/或量測之操作變數及/或參數控制燃料處理裝配342及/或產物閥裝配355的任何適合結構。控制裝配356可接收僅來自緩衝槽感測器裝配354之輸入及/或控制裝配可接收來自氫產生裝配之其他感測器裝配之輸入。另外，控制裝配356可僅控制燃料處理裝配、僅產物閥裝配、僅燃料處理裝配與產物閥裝配、或燃料處理裝配、產物閥裝配及/或一或多個氫產生裝配之其他組件。控制裝配356可經由通信鏈路357與燃料處理裝配、緩衝槽感測器裝配 及產物閥裝配通信。通信鏈路357可為用於在相應裝置(諸如輸入信號、命令信號、所量測之參數等)之間單向或雙向通信的任何適合之有線及/或無線機構。
控制裝配356可例如經組態以至少部分基於在緩衝槽352中 所偵測之壓力，在運行模式與待用模式(及/或降低輸出模式)中或在運行模式與待用模式(及/或降低輸出模式)之間操作燃料處理裝配342。舉例而言，控制裝配356可經組態以當在緩衝槽中所偵測之壓力高於預定最高壓力時，在待用模式中操作燃料處理裝配；當在緩衝槽中所偵測之壓力低於預定最高壓力及/或高於預定操作壓力時，在一或多個降低輸出模式中操作燃料處理裝配；及/或當在緩衝槽中所偵測之壓力低於預定操作壓力及/或預定最低壓力時，在運行模式中操作燃料處理裝配。預定最高及最低壓力及/或預定操作壓力可為任何適合壓力。舉例而言，以上壓力中之一或多者可基於燃料處理裝配所需壓力範圍、緩衝槽中之產物氫及/或氫消耗裝置之壓力要求而獨立地設定。或者，控制裝配356可操作燃料處理裝配以在運行模式中在預定壓力差範圍內(諸如在燃料處理裝配與緩衝槽之間)操作，且當超出預定壓力差範圍時，在降低輸出及/或待用模式中操作。
另外，控制裝配356可經組態以基於例如來自感測器裝配之 輸入操作產物閥裝配。舉例而言，當燃料處理裝配處於待用模式時，控制裝配可引導或控制螺線管362將三通閥364移動至排出位置。另外，當燃料處理裝配342處於運行模式時，控制裝配356可引導或控制螺線管將三通閥364移動至流動位置。
控制裝配356可例如包括控制器366、開關裝置368及電源 370。控制器366可具有任何適合之形式，諸如電腦化裝置、在電腦上執行之軟體、嵌人式處理器、可程式化邏輯控制器、類比裝置及/或功能等效裝置。另外，控制器可包括任何適合之軟體、硬體及/或韌體。
開關裝置368可包括經組態以允許控制器366控制螺線管 362之任何適合結構。舉例而言，開關裝置可包括固態繼電器372。固態繼電器可允許控制器366經由電源370控制螺線管362。舉例而言，當用24伏特控制螺線管362時，固態繼電器可允許控制器366使用小於24伏特(諸如5伏特)之電壓信號來控制螺線管362。電源370可包括經組態以提供足以控制螺線管362之電力的任何適合結構。舉例而言，電源370可包括一或多個電池組、一或多個太陽電池板等。在一些具體實例中，電源可包括一或多個電器插口連接器及一或多個整流器(圖中未示)。雖然描述螺線管及控制器在某些電壓下操作，但螺線管及控制器可在任何適合電壓下操作。
氫產生裝配20之另一實例一般在圖17中以374表示。除非 特別排除，否則氫產生裝配374可包括本發明中所述之一或多個其他氫產生裝配之一或多個組件。氫產生裝配可向一或多個氫消耗裝置376(諸如燃料電池、氫爐等)提供或供應氫。氫產生裝配374可例如包括燃料處理裝配378及產物氫管理系統380。燃料處理裝配378可包括經組態以經由一或多種適合機制自一或多個進料流384產生一或多個產物氫流382(諸如一或多個氫氣流)的任何適合結構。
產物氫管理系統380可包括經組態以管理藉由燃料處理裝 配382產生之產物氫及/或與燃料處理裝配382相互作用，從而維持可用於氫消耗裝置376之任何適合量之產物氫的任何適合結構。舉例而言，產物 氫管理系統380可包括產物管道386、緩衝槽388、緩衝槽管道389、槽感測器裝配390、產物閥裝配392及控制裝配394。
產物管道386可經組態以流體連接燃料處理裝配378與緩衝 槽388。產物管道可包括流動部分或支路395及排出部分或支路396。另外，產物管道386可包括任何適合數目之閥，諸如止回閥(諸如止回閥397)、控制閥及/或其他適合閥。緩衝槽388可經組態以經由產物管道386接收產物氫流382，保持預定量或體積之產物氫流及/或向一或多個氫消耗裝置376提供產物氫流。
緩衝槽管道389可經組態以流體連接緩衝槽388與氫消耗裝 置376。緩衝槽管道可包括任何適合數目之閥，諸如止回閥、控制閥及/或其他適合閥。舉例而言，緩衝槽管道可包括一或多個控制閥398。控制閥398可允許隔離氫產生裝配之緩衝槽及/或其他組件。控制閥可例如受控制裝配394及/或其他控制裝配控制。
槽感測器裝配390可包括經組態以偵測及/或量測緩衝槽中 之一或多個適合操作變數及/或參數及/或基於所偵測及/或量測之操作變數及/或參數產生一或多個信號的任何適合結構。舉例而言，槽感測器裝配可偵測質量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導率、密度、黏度、吸光度、電導率及/或其他適合變數及/或參數。在一些具體實例中，槽感測器裝配可偵測一或多個觸發事件。舉例而言，槽感測器裝配390可包括一或多個經組態以偵測壓力、溫度、流率、體積及/或其他參數之槽感測器400。槽感測器400可例如經組態以偵測緩衝槽中之壓力及/或基於所偵測之壓力產生一或多個信號。
產物閥裝配392可包括經組態以管理及/或引導產物管道386 中之流動的任何適合結構。舉例而言，產物閥裝配可允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽(如以401所示)，及/或排出來自燃料處理裝配378之產物氫流382(如以403所示)。可將排出產物氫流排放至大氣及/或至排出產物氫管理系統(圖中未示)。
產物閥裝配392可例如包括第一螺線管閥402及第二螺線管 閥404。第一螺線管閥可包括第一螺線管406及第一閥408，而第二螺線管閥可包括第二螺線管410及第二閥412。如圖18-19所示，第一閥可經組態以在複數個位置之間移動，包括第一打開位置407及第一關閉位置409。另外，第二閥可經組態以在複數個位置之間移動，包括第二打開位置411及第二關閉位置413。
當第一閥處於打開位置時，允許產物氫流自燃料處理裝配流 動至緩衝槽。相反地，當第一閥處於關閉位置時，緩衝槽將產物氫流與燃料處理裝配隔離(或不允許產物氫流自燃料處理裝配流動至緩衝槽)。當第二閥處於打開位置時，排出來自燃料處理裝配之產物氫流。相反地，當第二閥處於關閉位置時，不排出來自燃料處理裝配之產物氫流。
第一螺線管406可經組態以基於自控制裝配394接收之輸入 使第一閥408在打開位置與關閉位置之間移動。另外，第二螺線管410可經組態以基於自控制裝配接收之輸入使第二閥412在打開位置與關閉位置之間移動。
控制裝配394可包括經組態以至少部分基於來自緩衝槽感測器裝配390之輸入，諸如至少部分基於藉由緩衝槽感測器裝配所偵測及/ 或量測之操作變數及/或參數控制燃料處理裝配378及/或產物閥裝配392的任何適合結構。控制裝配394可僅接收來自緩衝槽感測器裝配390之輸入及/或控制裝配可接收來自氫產生裝配之其他感測器裝配之輸入。另外，控制裝配394可僅控制燃料處理裝配、僅產物閥裝配、僅燃料處理裝配與產物閥裝配、或燃料處理裝配、產物閥裝配及/或氫產生裝配之一或多個其他組件。控制裝配394可經由通信鏈路393與燃料處理裝配、緩衝槽感測器裝配及/或產物閥裝配通信。通信鏈路393可為用於在相應裝置(諸如輸入信號、命令信號、所量測之參數等)之間單向或雙向通信的任何適合之有線及/或無線機構。
控制裝配394可例如經組態以至少部分基於在緩衝槽388中 所偵測之壓力，在運行模式與待用模式(及/或降低輸出模式)之間操作燃料處理裝配378。舉例而言，控制裝配394可經組態以當在緩衝槽中所偵測之壓力高於預定最高壓力時，在待用模式中操作燃料處理裝配；當在緩衝槽中所偵測之壓力低於預定最高壓力及/或高於預定操作壓力時，在一或多個降低輸出模式中操作燃料處理裝配；及/或當在緩衝槽中所偵測之壓力低於預定操作壓力及/或預定最低壓力時，在運行模式中操作燃料處理裝配。 預定最高及最低壓力及/或預定操作壓力可為任何適合壓力。舉例而言，以上壓力中之一或多者可基於燃料處理裝配所需壓力範圍、緩衝槽中之產物氫及/或氫消耗裝置之壓力要求而獨立地設定。或者，控制裝配394可操作燃料處理裝配從而在運行模式中在預定壓力差範圍內(諸如在燃料處理裝配與緩衝槽之間及/或在緩衝槽與氫消耗裝置之間)操作，且當超出預定壓力差範圍時在降低輸出及/或待用模式中操作。
另外，控制裝配394可經組態以基於例如來自感測器裝配之 輸入操作產物閥裝配。舉例而言，當燃料處理裝配處於待用模式時，控制裝配可引導或控制第一及/或第二螺線管使第一閥移動至關閉位置及/或使第二閥移動至打開位置。另外，當燃料處理裝配378處於運行模式及/或降低輸出模式時，控制裝配394可引導或控制第一及/或第二螺線管使第一閥移動至打開位置及/或使第二閥移動至關閉位置。
控制裝配394可例如包括控制器414、開關裝置416及電源 418。控制器414可具有任何適合之形式，諸如電腦化裝置、在電腦上執行之軟體、嵌人式處理器、可程式化邏輯控制器、類比裝置及/或功能等效裝置。另外，控制器可包括任何適合之軟體、硬體及/或韌體。
開關裝置416可包括經組態以允許控制器414控制第一及/ 或第二螺線管之任何適合結構。舉例而言，開關裝置可包括固態繼電器420。電源418可包括經組態以提供足以控制第一及/或第二螺線管之電力的任何適合結構。
本發明之氫產生裝配可包括以下中之一或多者：
○進料裝配，其經組態以將進料流傳遞至燃料處理裝配。
○進料槽，其經組態以含有用於進料流之原料。
○進料管道，其流體連接進料槽及燃料處理裝配。
○泵，其經組態以將進料流以複數種流率經由進料管道傳遞至燃料處理裝配。
○進料感測器裝配，其經組態以偵測在泵下游之進料管道中之壓力。
○進料感測器裝配，其經組態以基於所偵測之壓力產生信號。
○泵控制器，其經組態以基於所偵測之壓力自複數種流率選擇流率。
○泵控制器，其經組態以在所選流率下操作泵。
○泵控制器，其經組態以僅基於所偵測之壓力為泵選擇流率。
○泵控制器，其經組態以調節自感測器裝配接收之信號。
○泵控制器，其經組態以使自進料感測器裝配接收之信號反相。
○泵控制器，其經組態以基於調節信號選擇流率。
○泵控制器，其經組態以基於反信號選擇流率。
○燃料處理裝配，其經組態以接收進料流。
○燃料處理裝配，其經組態以自進料流產生產物氫流。
○燃料處理裝配，其經組態以可在複數種模式中操作。
○燃料處理裝配，其經組態以可在運行模式及待用模式中操作，在運行模式中，燃料處理裝配自進料流產生產物氫流；在待用模式中，燃料處理裝配不自進料流產生產物氫流。
○沖洗裝配。
○加壓氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗燃料處理裝配之加壓氣體容器。
○沖洗管道，其經組態以流體連接加壓氣體裝配及燃料處理裝配。
○沖洗閥裝配，其經組態以當通向氫產生裝配之電力中斷時，允許至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道至氫產生裝配。
○螺線管閥，其在關閉位置與打開位置之間移動，在關閉位置中，至少一種加壓氣體不自加壓氣體裝配流過沖洗管道；在打開位置中，允許至少一種加壓氣體自加壓氣體裝配流過沖洗管道。
○螺線管閥，其在存在通向燃料處理裝配之電力時處於關閉位置。
○螺線管閥，其在通向燃料處理裝配之電力中斷時自動移動至打開位置。
○螺線管閥，其經組態以在螺線管閥接收控制信號時移動至關閉位置。
○螺線管閥，其經組態以在螺線管閥不接收控制信號時自動移動至打開位置。
○控制系統，其經組態以向螺線管閥發送控制信號。
○外殼，其含有至少一部分燃料處理裝配及至少一部分沖洗裝配。
○外殼，其具有排氣口。
○氫產生區，其包含在外殼內。
○氫產生區，其經組態以經由蒸汽重組反應自至少一個進料流產生重組物流。
○純化區，其包含在外殼內。
○純化區，其包括氫選擇性膜。
○純化區，其經組態以產生包含通過氫選擇性膜之重組物流部分的滲透物流及包含未通過該膜之重組物流部分的副產物流。
○重組器感測器裝配，其經組態以偵測在氫產生區內之溫度。
○重組器感測器裝配，其經組態以偵測純化區中之溫度。
○加熱裝配，其經組態以接收至少一個空氣流及至少一個燃料流。
○加熱裝配，其經組態以在包含在外殼內之燃燒區內燃燒至少一個燃料流，產生用於將至少氫產生區加熱至至少最低氫產生溫度之經加熱之排 氣流。
○擋板，其可移動地連接至排氣口。
○擋板，其經組態以在複數個位置中移動。
○擋板，其經組態以在全開位置、關閉位置及介於全開位置與關閉位置之間的複數個中間打開位置中移動，在全開位置中，擋板允許經加熱之排氣流流過排氣口；在關閉位置中，擋板防止經加熱之排氣流流過排氣口。
○擋板控制器，其經組態以至少部分基於在氫產生區中所偵測之溫度使擋板在該全開位置與關閉位置之間移動。
○擋板控制器，其經組態以至少部分基於在氫產生區及純化區中之至少一者中所偵測之溫度使擋板在全開位置與關閉位置之間移動。
○擋板控制器，其經組態以當偵測溫度高於預定最高溫度時，使擋板移向關閉位置。
○擋板控制器，其經組態以當偵測溫度低於預定最低溫度時，使擋板移向打開位置。
○緩衝槽，其經組態以含有產物氫流。
○產物管道，其流體連接燃料處理裝配及緩衝槽。
○槽感測器裝配，其經組態以偵測緩衝槽中之壓力。
○產物閥裝配，其經組態以管理產物管道中之流動。
○至少一個閥，其經組態以在流動位置與排出位置之間操作，在流動位置中，產物氫流自燃料處理裝配流過產物管道且至緩衝槽中；在排出位置中，在緩衝槽之前排出來自燃料處理裝配之產物氫流。
○三通螺線管閥。
○第一閥，其經組態以控制產物氫流在燃料處理裝配與緩衝槽之間的流動。
○第一閥，其經組態以在第一打開位置與第一關閉位置之間移動，在第一打開位置中，產物氫流在燃料處理裝配與緩衝槽之間流動；在第一關閉位置中，產物氫流不在燃料處理裝配與緩衝槽之間流動。
○第二閥，其經組態以排出來自燃料處理裝配之產物氫流。
○第二閥，其經組態以在第二打開位置與第二關閉位置之間移動，在第二打開位置中，排出產物氫流；在第二關閉位置中，不排出產物氫流。
○控制裝配，其經組態以至少部分基於所偵測之壓力在運行模式及待用模式之間操作燃料處理裝配。
○控制裝配，其經組態以當緩衝槽中所偵測之壓力高於預定最高壓力時，在待用模式中操作燃料處理裝配。
○控制裝配，其經組態以當緩衝槽中所偵測之壓力低於預定最低壓力時，在運行模式中操作燃料處理裝配。
○控制裝配，其經組態以當燃料處理裝配處於待用模式時，引導產物閥裝配排出來自燃料處理裝配之產物氫流。
○控制裝配，其經組態以當燃料處理裝配處於運行模式時，使至少一個閥移動至流動位置。
○控制裝配，其經組態以當燃料處理裝配處於待用模式時，使至少一個閥移動至排出位置。
○控制裝配，其經組態以當燃料處理裝配處於運行模式時，使第一閥移動至第一打開位置且使第二閥移動至第二關閉位置。
○控制裝配，其經組態以當燃料處理裝配處於待用模式時，使第一閥移動至第一關閉位置且使第二閥移動至第二打開位置。
產業利用性
包括氫產生裝配、氫純化裝置及彼等裝配及裝置之組件之本 發明適用於燃料處理及純化、產生及/或利用氫氣之其他工業。
上文所闡述之本發明涵蓋具有獨立效用之多個相異發明。雖 然此等發明中之每一者已以其較佳形式來揭示，但不應以限制意義來考慮如本文中所揭示並說明的其特定具體實例，因為眾多變體係可能的。該等發明之標的包括本文中所揭示之各種元件、特徵、功能及/或性質之所有新穎及非明顯的組合及子組合。類似地，當任何技術方案敍述「一(a)」或「一第一(a first)」元件或其等效物時，該技術方案應理解為包括併入一或多個該等元件，既不要求亦不排除兩個或兩個以上該等元件。
可經由在相關申請案中陳述新的申請專利範圍來主張在特 徵、功能、元件及/或性質之各種組合及子組合中所體現之發明。該等新申請專利範圍無論其係關於不同發明或關於相同發明，無論不同於、寬於、窄於或相同於原始申請專利範圍之範疇，都亦視為包括在本發明之發明標的內。
20‧‧‧氫產生裝配
21‧‧‧產物氫流/輸出流
22‧‧‧原料傳遞系統
24‧‧‧燃料處理裝配
26‧‧‧進料流
28‧‧‧燃料流
30‧‧‧氫產生流體
32‧‧‧氫產生區
34‧‧‧輸出流/混合氣流
36‧‧‧蒸汽重組催化劑
38‧‧‧空氣傳遞裝配
40‧‧‧純化區/分離區/氫純化裝置/氫處理裝配
42‧‧‧富氫流
44‧‧‧副產物流
46‧‧‧氫選擇性膜
48‧‧‧化學一氧化碳移除裝配
50‧‧‧變壓吸附(PSA)系統
52‧‧‧加熱裝配
54‧‧‧經加熱之排氣流/經加熱之燃燒流/熱燃燒流
58‧‧‧點火器/點火源
60‧‧‧燃燒器裝配
62‧‧‧空氣流
64‧‧‧汽化區
66‧‧‧殼體/外殼
68‧‧‧絕緣材料
70‧‧‧外部封皮/護套
220‧‧‧沖洗裝配
224‧‧‧沖洗管道

Claims (35)

  1. 一種氫產生裝配，其包含：一燃料處理裝配，其經組態以接收進料流且自該進料流產生產物氫流；一進料裝配，其經組態以將該進料流傳遞至該燃料處理裝配，該進料裝配包括：一進料槽，其經組態以含有用於該進料流之原料，一進料管道，其流體連接該進料槽及該燃料處理裝配，及一泵，其經組態以將該進料流以複數種流率經由該進料管道傳遞至該燃料處理裝配；及一控制系統，其包括：一進料感測器裝配，其經組態以偵測該泵下游之該進料管道中之壓力，及一泵控制器，其經組態以基於在該進料管道中之偵測壓力自該複數種流率選擇流率，且在該所選流率下操作該泵。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝配，其中該泵控制器經進一步組態以僅基於在該進料管道中之偵測壓力選擇該流率。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝配，其中該進料感測器裝配經進一步組態以基於在該進料管道中所偵測之壓力產生一信號，該泵控制器經進一步組態以調節自該感測器裝配所接收之信號且基於該調節信號選擇該流率。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝配，其中該泵控制器經進一步組態以使自該進料感測器裝配接收之信號反相(invert)且基於該反信號選擇該流率。
  5. 如申請專利範圍第1項之裝配，其進一步包含一沖洗裝配，其包括： 一加壓氣體裝配，其與該進料管道流體連接且經組態以接收至少一個經組態以沖洗該燃料處理裝配之加壓氣體容器；及一沖洗閥裝配，其經組態以允許當通向該燃料處理裝配之電力中斷時，該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該進料管道至該燃料處理裝配。
  6. 如申請專利範圍第1項之裝配，其進一步包含具有一排氣口之一外殼，該燃料處理裝配包括包含在該外殼內之氫產生區且經組態以經由蒸汽重組反應自該進料流提供該產物氫流，其中該控制系統進一步包括一重組器感測器裝配，其經組態以偵測該氫產生區中之溫度。
  7. 如申請專利範圍第6項之裝配，其進一步包含：一加熱裝配，其經組態以接收至少一個空氣流及至少一個燃料流且在包含在該外殼內之燃燒區內燃燒該至少一個燃料流，產生一用於加熱至少該氫產生區至至少最低氫產生溫度之經加熱之排氣流；及一擋板，其與該排氣口可移動地連接且經組態以在複數個位置中移動，該等位置包括全開位置，其中該擋板允許該經加熱之排氣流流過該排氣口；關閉位置，其中該擋板防止該經加熱之排氣流流過該排氣口；及複數個介於該全開位置與關閉位置之間的中間打開位置，且其中該控制系統進一步包括一擋板控制器，其經組態以至少部分基於該氫產生區中之偵測溫度使該擋板在該全開位置與該關閉位置之間移動。
  8. 如申請專利範圍第1項之裝配，其中該燃料處理裝配經進一步組態以可在複數個模式中操作，該等模式包括運行模式，其中該燃料處理裝配自 該進料流產生該產物氫流；及待用模式，其中該燃料處理裝配不自該進料流產生該產物氫流。
  9. 如申請專利範圍第8項之裝配，其進一步包含一緩衝槽，其經組態以含有該產物氫流；及一產物管道，其流體連接該燃料處理裝配及該緩衝槽，其中該控制系統進一步包括：一產物感測器裝配，其經組態以偵測該緩衝槽中之壓力，及一控制裝配，其經組態以至少部分基於在該緩衝槽中之偵測壓力在該運行模式與該待用模式之間操作該燃料處理裝配。
  10. 一種氫產生裝配，其包含：一燃料處理裝配，其經組態以接收進料流且自該進料流產生產物氫流；一加壓氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗該燃料處理裝配之加壓氣體容器；一沖洗管道，其經組態以流體連接該加壓氣體裝配及該燃料處理裝配；及一沖洗閥裝配，其經組態以允許當通向該燃料處理裝配之電力中斷時，該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道至該燃料處理裝配。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝配，其中該沖洗閥裝配包括一沖洗閥，其在關閉位置與打開位置之間移動，在關閉位置中，該至少一種加壓氣體不自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道；在打開位置中，允許該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中當存在通向該燃料處理裝配之電 力時，該沖洗閥處於該關閉位置；且其中當通向該燃料處理裝配之電力中斷時，該沖洗閥自動移動至該打開位置。
  13. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該沖洗閥裝配進一步包括一沖洗螺線管，其經組態以使該沖洗閥在該打開位置與該關閉位置之間移動，該燃料處理裝配包括一控制系統，其經組態以向該沖洗螺線管發送一控制信號，且其中該沖洗螺線管經組態以當該沖洗螺線管接收該控制信號時，使該沖洗閥移動至該關閉位置；且當該沖洗螺線管不接收該控制信號時，使該沖洗閥自動移動至該打開位置。
  14. 如申請專利範圍第10項之裝配，其中至少一部分該燃料處理裝配及至少一部分該沖洗裝配係包含在一外殼內。
  15. 一種蒸汽重組氫產生裝配，其經組態以接收至少一個進料流且產生含有作為大多數組分之氫氣及其他氣體之重組物流，該裝配包含：一外殼，其具有一排氣口；一氫產生區，其包含在該外殼內且經組態以經由蒸汽重組反應自該至少一個進料流產生該重組物流；一重組器感測器裝配，其經組態以偵測該氫產生區中之溫度；一加熱裝配，其經組態以接收至少一個空氣流及至少一個燃料流且在一包含在該外殼內之燃燒區內燃燒該至少一個燃料流，產生用於加熱至少該氫產生區至至少最低氫產生溫度之經加熱之排氣流；及一擋板，其與該排氣口可移動地連接且經組態以在複數個位置中移動，該等位置包括全開位置，其中該擋板允許該經加熱之排氣流流過該排氣口；關閉位置，其中該擋板防止該經加熱之排氣流流過該排氣 口；及複數個介於該全開位置與該關閉位置之間的中間打開位置，及一擋板控制器，其經組態以至少部分基於該氫產生區中之偵測溫度使該擋板在該全開位置與該關閉位置之間移動。
  16. 如申請專利範圍第15項之裝配，其進一步包含一純化區，其包含在該外殼內且包括一氫選擇性膜，該純化區經組態以產生滲透物流，其包含通過該氫選擇性膜之重組物流之部分；及副產物流，其包含未通過該膜之重組物流之部分，其中該重組器感測器裝配經進一步組態以偵測該純化區中之溫度且該擋板控制器經組態以至少部分基於該氫產生區及該純化區中之至少一者中之偵測溫度使該擋板在該全開位置與該關閉位置之間移動。
  17. 如申請專利範圍第15項之裝配，其中該擋板控制器經組態以當該偵測溫度高於預定最高溫度時，使該擋板移向該關閉位置。
  18. 如申請專利範圍第15項之裝配，其中該擋板控制器經組態以當該偵測溫度低於預定最低溫度時，使該擋板移向該全開位置。
  19. 如申請專利範圍第15項之裝配，其進一步包含：一沖洗氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗該氫產生區之加壓氣體容器；一沖洗管道，其經組態以流體連接該加壓氣體裝配及該氫產生區；及一沖洗閥裝配，其經組態以當通向該氫產生區之電力中斷時，允許該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道至該氫產生區。
  20. 如申請專利範圍第19項之裝配，其進一步包含一純化區，其包含在該外殼內且與該氫產生區流體連接，該純化區包括一氫選擇性膜，該至少 一種加壓氣體容器經組態以沖洗該氫選擇性膜，且該沖洗閥裝配經組態以當通向該氫產生區之電力中斷時，允許該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道至該氫選擇性膜。
  21. 如申請專利範圍第15項之裝配，其中該氫產生區經組態可在複數個模式之間操作，該等模式包括運行模式，其中該氫產生區自該至少一個進料流產生該重組物流；及待用模式，其中該氫產生區不自該至少一個進料流產生該重組物流，該裝配進一步包含：一緩衝槽，其經組態以含有該重組物流；一產物管道，其流體連接該氫產生區及該緩衝槽；一緩衝槽感測器裝配，其經組態以偵測該緩衝槽中之壓力；及一重組器控制器，其經組態以至少部分基於該緩衝槽中之偵測壓力在該運行模式與該待用模式之間操作該氫產生區。
  22. 一種氫產生裝配，其包含：一燃料處理裝配，其經組態以接收進料流且可在複數個模式中操作，該等模式包括一運行模式，其中該燃料處理裝配自該進料流產生該產物氫流；及一待用模式，其中該燃料處理裝配不自該進料流產生該產物氫流；一緩衝槽，其經組態以含有該產物氫流；一產物管道，其流體連接該燃料處理裝配及該緩衝槽；一槽感測器裝配，其經組態以偵測該緩衝槽中之壓力；及一控制裝配，其經組態以至少部分基於該緩衝槽中之偵測壓力在該運 行模式與待用模式之間操作該燃料處理裝配。
  23. 如申請專利範圍第22項之裝配，其中該控制裝配經組態以當該緩衝槽中之偵測壓力高於預定最大壓力時，以該待用模式操作該燃料處理裝配。
  24. 如申請專利範圍第22項之裝配，其中該控制裝配經組態以當該緩衝槽中之偵測壓力低於預定最低壓力時，以該運行模式操作該燃料處理裝配。
  25. 如申請專利範圍第22項之裝配，其進一步包含一產物閥裝配，其經組態以管理該產物管道中之流動，其中該控制裝配經組態以當該燃料處理裝配處於該待用模式時，引導該產物閥裝配排出來自該燃料處理裝配之產物氫流。
  26. 如申請專利範圍第25項之裝配，其中該產物閥裝配包括至少一個經組態以在流動位置與排出位置之間操作的閥，在流動位置中，來自該燃料處理裝配之產物氫流流過該產物管道且流至該緩衝槽中；在排出位置中，在該緩衝槽之前排出來自該燃料處理裝配之產物氫流。
  27. 如申請專利範圍第26項之裝配，其中該控制裝配經進一步組態以當該燃料處理裝配處於該運行模式時，將該至少一個閥移動至該流動位置。
  28. 如申請專利範圍第26項之裝配，其中該控制裝配經進一步組態以當該燃料處理裝配處於該待用模式時，將該至少一個閥移動至該排出位置。
  29. 如申請專利範圍第26項之裝配，其中該至少一個閥為三通閥。
  30. 如申請專利範圍第26項之裝配，其中該至少一個閥包括一第一閥，其經組態以控制該產物氫流在該燃料處理裝配與該緩衝槽之間之流動；及 一第二閥，其經組態以排出來自該燃料處理裝配之該產物氫流。
  31. 如申請專利範圍第30項之裝配，其中該第一閥經組態以在第一打開位置與第一關閉位置之間移動，在該第一打開位置中，該產物氫流在該燃料處理裝配與該緩衝槽之間流動；在該第一關閉位置中，該產物氫流不在該燃料處理裝配與該緩衝槽之間流動，其中該第二閥經組態以在第二打開位置與第二關閉位置之間移動，在該第二打開位置中，排出該產物氫流；在該第二關閉位置中，不排出該產物氫流。
  32. 如申請專利範圍第31項之裝配，其中該控制裝配經進一步組態以當該燃料處理裝配處於該運行模式時，使該第一閥移動至該第一打開位置且該第二閥處於該第二關閉位置。
  33. 如申請專利範圍第32項之裝配，其中該控制裝配經進一步組態以當該燃料處理裝配處於該待用模式時，使該第一閥移動至該第一關閉位置且該第二閥處於該第二打開位置。
  34. 如申請專利範圍第22項之裝配，其進一步包含：一沖洗氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗該燃料處理裝配之加壓氣體容器；一沖洗管道，其經組態以將該加壓氣體裝配流體連接至該燃料處理裝配；及一沖洗閥裝配，其經組態以允許當該燃料處理裝配處於該待用模式時，該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道至該燃料處理裝配。
  35. 如申請專利範圍第2.2項之裝配，其進一步包含： 一沖洗氣體裝配，其經組態以接收至少一個經組態以沖洗該燃料處理裝配之加壓氣體容器；一沖洗管道，其經組態以將該加壓氣體裝配流體連接至該燃料處理裝配；及一沖洗閥裝配，其經組態以允許當通向該燃料處理裝配之電力中斷時，該至少一種加壓氣體自該加壓氣體裝配流過該沖洗管道至該燃料處理裝配。
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