TWI358848B - Coolant system for fuel processor - Google Patents

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TWI358848B
TWI358848B TW093109290A TW93109290A TWI358848B TW I358848 B TWI358848 B TW I358848B TW 093109290 A TW093109290 A TW 093109290A TW 93109290 A TW93109290 A TW 93109290A TW I358848 B TWI358848 B TW I358848B
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processor
fuel
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cooling
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William S Wheat
Curtis L Krause
Vijay A Deshpande
Ralph S Worsley
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Texaco Development Corp
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1358848 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於燃料電池功率設備且，更明確而言，本發 明係關於一種用於整合式燃料電池功率設備之冷卻劑系 統。 '、 【先前技術】 燃料電池技術係使用將礦物燃料燃燒之更習知能源的替 代能源。燃料電池通常會自燃料及氧産生電、水及熱。更 明域而言，燃料電池自化學上的氧化還原反應提供電並就 清潔度及效率方面而言比其它發電形式具有顯著優勢。通 常，燃料電池使用氫作為燃料並使用氧作為氧化劑。發電 量與反應物的消耗率成比例。 /抑制燃料電池之廣泛使用的—顯著劣勢為缺之普遍的 氫基本結構。氫具有相對低的體積能量密度並且比當前用 於大多數發電系統中之碳氫燃料更難以儲存及運輸。一種 克服此困難的方法為使用"燃料處理器"或"重組器"以將碳 氫化合物#換為可用㈣料電池之饋送裝置的冑氫氣流。 諸如天然氣、液化石油氣（LPG)、汽油及柴油之基於碳氣的 燃料需要進行轉換以將其用作大多數燃料電池的燃料。當 前技術使用將-初始轉換過程與若干淨化過程組合的多步 驟處理。初始過程最通常為蒸汽重組（"SR")、自熱重組 ("ATR")、催化部分氧化（"Cp〇x")或非催化部分氧化 ΓΡΟΧ")。淨化過程通常由脫硫、高溫水_氣變換、低溫水_ 氣變換、選擇性c〇氧化或選擇性c〇甲烧化之組合所組成。 92226.doc 1358848 替代過程包含氫選擇性膜反應器及過濾器。 因此，可使用許多類型的燃料，其中一些類型的燃料金 礦物燃料混合，但是理想的燃料為氫。若燃料為(舉例而” 虱，則燃燒會很清潔且（事實上）在耗散及/或消耗了教並消 耗了電之後僅留下了水。大多數易於獲得的燃料(如天缺 乳、丙院及汽油）及甚至不太普遍的燃料（如甲醇及乙醇）在 其分子結構中均包含氫。因此，—些燃料電池的建構採用 ”燃料處理器"，其能處理-特殊的燃料以産生能用於對燃 料電池加燃料之相對純淨的氫流。 用於典型之聚合物電解質燃料電池（"PEFC")的處理器通 常包含用於碳氫化合物重組、水氣變換及氧化反應之反應 器區’該聚合物電解質燃料電池阳FC”）亦稱為f子交換 膜燃料電池（"醜FC>該等反應皆在高溫下進行且為產生 熱量、消耗熱量或溫度變化恒定之組合。因此，對於適當 地運作該處理器而言，熱量管理至關重要。冷卻反應饋送 裝置可用於對反應物進行預熱，时冷卻産物，藉此來管 理處理器中之熱量。習知冷卻次系統之—困難在於反應器 冷卻與反應器饋送裝置及産物的溫度之間的相依性。另一 問題為燃料電池電力設備（意即燃料電池及其燃料處理器） 通常放置於一箱體内，此導致了額外的熱量管理之問題。 解决此等問題之習知方法係施用一獨立之箱體冷卻器。然 而’該獨立之箱體冷卻器會對電力設備之電力效率（p〇wer efficiency)及成本效率總體上産生不利的影響。 本發明係針對解決或至少是減少上面所提及的問題中之 92226.doc 1358848 一個或所有問題。 【發明内容】 本發明揭示了 一種用於燃料處理器之冷卻劑次系統及其 運作方法。根據本發明之一態樣，該冷卻劑次系統獨立於 饋入處理ϋ反應器的饋送裝置且其能使—冷卻劑循環通過 該處理益反應器。根據本發明之第二態樣，將燃料處理器 之”且元放置於一箱體内，且該冷卻劑次系統能冷卻處理器 反應器與箱體内部兩者。 【實施方式】 下文描述了本發明之說明性實施例。為清晰之緣故，並 非將一實際建構之所有特徵皆描述於本說明書中。當然應 瞭解在開發任何該實際的實施例中，必須作出大量的特 定建構之決定以達成開發者之特定㈣，諸如服從於系統 相關及商業相關的約束，該等約束會自一建構至另一建構 而變化。此外，應瞭解，對受益於本揭示案之熟習此項技 術者而言，該開發努力（即使為複雜的且耗時的）將為一項常 規事業。 圖1概念性地說明了根據本發明所建構之燃料處理器 100。燃料處理器100包含冷卻劑次系統1〇2、饋送裝置⑺4、 及產生氫（或富氫）氣流丨〇 8之處理器反應器丨〇 6。根據本發明 之一態樣，冷部劑次系統丨02獨立於饋送裝置i 〇4且其能使 冷卻劑110循環通過處理器反應器106。冷卻劑11〇可為任何 此項技術已知之合適的冷卻劑，例如水、乙二醇、油、酒 精或其類似物。根據本發明之第二態樣，將燃料處理器100 92226.doc 1358848 之組元放置於箱體112内，且冷卻査丨4么 17劑次糸統102能冷卻處理 器反應器106與箱體112内部兩者。 ®2概念性地說明了圖1中之燃料處理器_的-特殊實 施例200。在相關部分中，且一般而言，燃料處理器猜 藉由冷卻#丨^㈣2來㈣儲㈣冷㈣儲㈣或神 庫繼中的冷卻劑"〇,其中該冷卻劑次系統1〇2包含一轨交 換迴路。在所說明之實施例中’冷卻劑m為水。更明確而 言’栗2〇4自儲存庫2〇2來抽;:及冷卿劑11〇使其通過處理器反 應器U)6及冷卻器206,並返回儲存庫2〇2。在此特殊實施例 中’亦將受溫度控制之冷卻劑m供應至所說明之實施例中 的處理器反應器106與冷卻器206之間的一個或多個外部使 用者208,並自其返回。"外部使用者” 2〇8可包括未另外（⑽ otherwise)與燃料處理器2〇〇相關聯之機械系統或任何可與 燃料處理器200相關聯之電力設備。舉例而言，燃料處理器 200可為一建築物之電力設備提供電力，且在該情況下之外 部使用者208可為該建築物之空氣調節/加熱機械系統。 在該所說明之實施例中的處理器反應器106包含若干平 臺，包括.重組器平臺21〇a、脫硫平臺21〇b、變換平臺21〇c、 惰性平臺21〇d及較佳氧化平臺21〇6。重組器平臺2ι〇&係一 自熱重組器（"ATR”），且可使用此項技術中已知的任何合適 之重組器來建構。應注意，視吾人所需之最終用途所強加 的設計約束條件而定，替代實施例除了或代替使用彼等所 說明的平臺之外，亦可使用其它平臺。 在所說明之實施例中，藉由複數個分支226a-226d中之各 92226.doc 1358848 自的一個分支’冷卻劑次系統102使冷卻劑個別地循環至平 臺210b-210e。每一個分支226a-226d皆包括溫度控制單元 228a-228d。每一個溫度控制單元228a-228d包括一用於感測 各自之平臺210b-210e的溫度的溫度感測器&及致動器 2 3 0 a - 2 3 0 d感測器。回應於各自之平臺21 〇b - 21 〇 e中所感測到 的溫度’使每個致動器230a-230d運作以節流冷卻劑11〇通 過各自之分支226a -226d的流量。 圖3詳細描述了在所說明之實施例的冷卻劑次系統1 〇 2中 之冷卻器206的一特殊建構。現參看圖2與圖3兩者，藉由泵 204使將冷卻劑11〇自一外部供水3〇2(圖3所示）汲取至儲存 庫202並使其循環。藉由管線212·215上之饋送裝置DEs、 SHIFT、INERT及PROX(圖3所示）’泵2〇4將冷卻劑n〇循環 至處理器反應器1 06之各個部分及與其相關聯的次系統。藉 由管線218上之饋送裝置RETURN(圖3所示），使先前循環至 處理器反應器106的冷卻劑11〇返回冷卻劑次系統1〇2。應注 意，冷卻劑次系統102獨立於饋送裝置1〇4且其能使冷卻劑 110循環通過處理器反應器1〇6。 藉由冷卻器206，使由處理器反應器1〇6組件交換至冷卻 劑110的熱量排放至外界環境中。所說明之實施例中的冷卻 器206包括兩個熱交換器3〇4及複數個風扇3〇6。該等風扇 306能促進熱交換器3〇4中的熱交換。應注意，熱交換器 及風扇306之數目對本發明之實踐並不重要，且替代實施例 可使用（例如）一個或三個熱交換器3〇4及風扇3〇6。風扇3〇6 亦能使空氣自箱體112(圖丨所示）内部循環至箱體Η】外部， 92226.doc -10· 1358848 意即其藉由使已加熱之空氣循環至外界環境中來冷卻箱體 112内部。因此，冷卻劑次系統102能同時冷卻處理器反應 器106與箱體112内部兩者。 所說明之實施例的冷卻劑次系統102亦可將加熱及/或冷 卻，供給燃料處理器綱之其它部分，或甚至提供給燃料: 理器200外部的系統。如先前所提及，燃料處理器200可將 熱控制提供給外部使用者208，如圖2所示。此功能性係藉 由一連接件220而具備的，該連接件22〇包含出口 222及入口 224，藉由該出口 222及該入口 224可使冷卻劑ιι〇循環至外 部使用者208及自該外部使用者2〇8開始循環。如圖3所示， 冷卻劑次系統102可藉由管線308、3 10及饋送裝置L1、L2 將冷卻提供給燃料處理器200之其它部分。應注意，管線 308、3 10能使冷卻劑110自儲存庫211循環，意即已冷卻之 冷卻劑110。亦應注意，不僅可藉由泵2〇4之運作在粗略意 義上來控制冷卻劑11〇經過管線3〇8、31〇之流量，且亦可藉 由閥3 12、3 14在更精確意義上來控制冷卻劑1丨〇經過管線 308、310之流量。 在運作中，處理器反應器1〇6將饋送裝置104重組為氫或 富氫氣流108及排出副産物（諸如水）。所說明之實施例中的 饋送裝置104輸送來自氧化器（未圖示）之燃料、空氣及水的 混合物。應注意，可使自處理器反應器1 〇6之運作所產生的 出水副産物（未圖示）作為冷卻劑丨丨〇循環返回至冷卻劑次系 統102中或使其自燃料處理器2〇〇排出。圖4描繪了一用於說 明本發明之說明性實施例中所包含的過程步驟之一般處理 92226.doc •11- 1358848 流程圖。以下與圖4相關之描述係改編自2001年12月5日以 發明者Curtis L. Krause等人之名義申請並於2002年7月18 曰發表（公告號為US 2002/0094310 A1)的美國專利申請案 第 10/006,963 號，其標題為"Compact Fuel Processor for Producing a Hydrogen Rich Gas" ° 一個普通的熟習此項技術者應瞭解，在反應物流經處理 器反應器106時需要一定量之累進性次序（progressive order)。燃料處理器200之饋送裝置104包括碳氫化合物燃 料、氧及水的混合物。氧可為空氣、富氧的空氣或大體上 純淨的氧之形態。可導入作為液體或氣體的水。如下文將 討論，饋送裝置組份之組合物百分比由所需之運作條件來 確定。自本發明之燃料處理器所排出的排出流包括氫及二 氧化碳且亦可包括一些水、未轉換之碳氫化合物、一氧化 碳、雜質（例如硫化氫及氨）及惰性組份（例如氮與氬，尤其 係若空氣為饋送裝置流之一組份時）。 在一例示性實施例中，過程步驟A係一自熱重組過程，其 中執行以下兩個反應：部分氧化（下面的公式I)及任選之蒸 汽重組（下面的公式II)，以將饋送裝置流104轉換成含有氫 及一氧化碳的合成氣體。公式I及II係例示性反應公式，其 中將曱烷視為碳氫化合物： CH4+1/2〇2->2H2+CO (I) ,CH4+H20—3H2 + CO (II) 處理器反應器106自氧化器（未圖示）來接收饋送裝置104。饋 送裝置流中之較高濃度的氧有利於部分氧化而較高濃度的 92226.doc -12- 1358848 水蒸汽則有利於蒸汽重組。因此，氧與碳氣化合物的比率 及水與碳氫化合物的比率成為會影響運作溫度 特徵參數。 視饋送裝置條件及摧化劑而定，自熱重組步驟A之運作溫 度可在約550。。至約900。。的範圍内變化。比率、溫度及饋 运裝置條件皆為由本發明m統所控制之參數的所有 實例。所說明之實施例在具有或不具有蒸汽重組催化劑的 重組器平臺210a中使用部分氧化催化劑之催化劑床。 過程步驟B係一在冷卻平臺（未圖示）中來執行的冷卻步 驟，其用於將來自過程步驟A之合成氣體冷卻到約2〇〇它至 約6〇(TC，較佳為約375〇c至約425。〇的溫度’從而為過程步 驟C(下文將討論）準備合成氣體排出所要求的溫度。視設計 規格及對使用任何合適類型之冷卻劑來回收氣流中的熱含 里或使其再循環之需要而定，此冷卻步驟可藉由散熱片、 散熱管或熱交換器來達成。舉例而言，用於過程步驟B之冷 卻劑可為冷卻劑次系統102之冷卻劑11〇。 過程步驟C係一在脫硫平臺21 Ob中來執行的淨化步驟，且 採用氧化鋅（ZnO)作為硫化氫吸收劑。碳氫化合物流之一種 主要雜質為硫，其藉由自熱重組步驟A轉換為硫化氫。過程 步驟C中所使用之處理核心較佳包括氧化鋅及/或其它能將 硫化氫吸收並轉換的材料，且可包括载體（例如單石、壓出 物、顆粒物等）。藉由根據以下反應公式III將硫化氫轉換成 水來實現脫硫： (III)
H2S + ZnO—H20+ZnS -13- 92226.do, 1358848 該反應較佳在自約300°C至約500t，且更佳在自約37rc 至約425°C之溫度下進行》 仍參看圖4,可隨後將排出流送至在模組（未圖示）中來執 行的混合步驟D，其中視需要將自水次系統（未圖示）所接收 之水添加至氣流。添加水會由於水汽化而降低反應物流之 溫度並為過程步驟E(下文將討論）之水氣變換反應供應更 多的水。藉由使水蒸汽及其它排出流組份穿過惰性材料之 處理核心來將其混合在一起，該等惰性材料為（諸如）陶瓷珠 或其它能有效地混合及/或協助水汽化的類似材料。或者， 可將任何額外的水與饋送裝置一起導入，且可對混合步驟 進行重新定位以在C0氧化步驟G(下文將討論）中提供更好 地氧化劑氣體之混合。此溫度亦由本發明之控制系統來控 制。 在變換平臺210c中來執行過程步驟E，該過程步驟e係一 根據公式IV之將一氧化碳轉換為二氧化碳的水氣變換反 應： H2O + CO—h2+co2(iv) 應較佳地將一氧化碳的濃度降低至燃料電池可容許之含 量，通常低於50 ppm。一般而言，視所使用的催化劑而定， 水氣變換反應可在自15(TC至600。〇之溫度下發生。在該等 條件下，氣流中之大多數的一氧化碳於此步驟中得以轉 換°此溫度及濃度為由本發明之控制系統所控制的更多參 數。 仍回到圖4 ’在惰性平臺210d中所執行的過程步驟F係一 92226.doc -14- 1358848 冷卻步驟。過程步驟F降低了氣流之溫度以產生具有較佳約 9〇eC至約15〇。〇之範圍内的溫度的排出物。亦將來自空氣次 系統（未圖示）之氧添加至步驟F之過程中。該氧由下文所述 之過程步驟G的反應來消耗。 在較佳氧化平臺21 〇e中所執行的過程步驟G係一氧化步 驟，其中將排出流中幾乎所有剩餘的一氧化碳皆轉換為二 氧化碳。該處理係在催化劑存在下進行的以用於將一氧化 碳氧化。過程步驟G中發生如下兩個反應：對一氧化碳進行 所兩的氧化（公式V)及對氫進行吾人所不樂見的的氧化（公 式VI” CO+1/2〇2->c〇2(V) 仏+奶卜h20(VI) 低酿有利於一氧化碳之較佳氧化。由於兩個反應皆產生熱 量，所以可有利地（視需要）包括一安置於該過程中之諸如冷 部旋管的冷卻元件。過程之運作溫度較佳地保持在約至 約150°C的範圍内。過程步驟G將一氧化碳含量降低至較佳 小於50 ppm，此對用於燃料電池而言為合適之含量。 退出燃料處理器之排出物1〇8係富氫氣體，其含有二氧化 碳及其它可存在之諸如水、惰性組份（例如氮、氯）、殘留碳 氫化合物等的組份。産&氣體可用作燃料電池之饋送裝置 或用作其中需要富氫饋送裝置流之其它應用的饋送裝置。 可視需要來轉送（sent on)產物氣體以進一步處理，例如以移 除二氧化碳、水或其它組份。 應庄思，上述過程步驟A_G中的每一個過程步驟皆在特 92226.doc 1358848 定溫度範圍内發生。該等筋囹出 ， 寻靶圍内之精確的溫度對於本發明 之實踐而言並不重要。實降卜 ’、 視…定應用之饋送裝置104 輸入及産物氣流108而定，該笙丰 等步驟之性質及次序具有建構 特定性。因此，溫度範圍內夕拉# ^ 固内之精確的溫度將由建構特定性 之設計約束條件所決定。 現回至圖2及圖3,使用冷卻劑次系統1〇2以幫助達到用於 過程步驟A_F之溫度’而不管該等過程步驟A_F是否在一給 定實施例中。每-個平臺21〇b.21()e藉由冷卻劑次系統咖 之各自的分支226a-226d來冷卻。每個溫度控制單元 228a-228d之溫度感測器Si能感測其各自之平臺21〇b 21〇e 内的溫度。若各自之平臺21〇b-21〇e内的溫度接近或超過各 自之過程步驟A-G所需的溫度範圍的上界，則各自之溫度控 制單元228a-228d打開各自之致動器230a-230d以增加流經 其中之冷卻劑no的流量。若各自之平臺210b_210e内的溫 度接近或超過各自之過程步驟A-G所需的溫度範圍的下 界，則各自之溫度控制單元228a-228d關閉各自之致動器 230a-230d以減小流經其中之冷卻劑110的流量。 當溫度控制單元228a-228d控制其各自之平臺210b-210e 内的溫度時，使冷卻劑110循環通過冷卻器206。將自平臺 210b-210e交換的熱量排放至大氣中。如上所述，此可藉由 風扇306將空氣吹過熱交換器304而達成。將空氣吹過熱交 換器304亦能將已加熱之空氣自箱體Π2移除至箱體112之 外部。因此，當冷卻劑次系統102控制平臺210a-210e中之 過程步驟A-F的溫度時，箱體112之内部得以冷卻。 92226.doc -16· 1358848 如將為受益於此揭不案之熟習此項技術者所瞭解，圖1 中的燃料處理器100將具有額外之未圖示的組件。如亦應瞭 解’可在各種不同的情形中來使用燃料處理器i 〇〇 β圖5概 念性地說明了 一燃料電池電力設備500，其中處理器反應器 ("PR")106産生氫氣流1〇8來為燃料電池5〇2提供電力。電力 設備500係一"整合式"電力設備，意即燃料處理器1〇2與燃 料電池504之運作相互依賴◊燃料處理器1〇2與燃料電池5〇4 兩者皆放置於箱體112内。燃料電池504較佳為一典型的聚 合物電解質燃料電池（"PEFC")，亦稱為質子交換膜燃料電 池（PEMFC )。然而，亦可使用其它類型之燃料電池。應注 意，並非將本發明之所有態樣皆侷限於該整合式電力設備 中的應用。因此，可將一些實施例用於非整合式的電力設 備中8 在圖5所说明之實施例中，更明確而言’燃料處理器2〇〇 包含若干模組化物理次系統，即： -處理器反應器106，其係一自熱重組器（"ATR")，其執 行一氧化-還原反應，該氧化_還原反應能將輸入至燃料處理 器100之燃料重組為用於燃料電池502之氣體1〇8 ; -氧化器506，其在所說明之實施例中係一陽極尾氣氧化 l§ ("ΑΤΟ") ’其對水、燃料及空氣進行預熱以産生作為傳遞 至處理器反應器106之饋送裝置1〇4的燃料混合物； •燃料次系統508 ’其將輸入燃料（所說明之實施例中為 天然氣）傳遞至氧化器5〇6以混合於傳遞至處理器反應器 106的饋送裝置1〇4中； 92226.doc •17· 1358848 -水次系統5 10，其將水傳遞至ΑΤΟ 206以混合於傳遞至 處理器反應器106的饋送裝置1〇4申； -空氣次系統512，其將空氣傳遞至ΑΤΟ 206以混合於傳 遞至處理器反應器106的饋送裝置1〇4中；及 •冷卻劑次系統1 〇2，其以上述方式來控制處理器反應器 106之運作中的溫度。 電力設備500亦包括能總體上來控制電力設備5〇〇之運作 的控制系統514。如上所述，由控制系統514所執行之一任 務為藉由溫度控制單元228a-228d來對處理器反應器1〇6之 過程進行溫度控制。 圖6A及圖6B中說明了首次展示於圖2中的控制系統514 之一特殊實施例600。應注意，在一些實施例中，可在一包 含諸夕電腦的計算系統上來建構諸如控制系統5 14之控制 系統，其中各個電腦可控制燃料處理器1〇〇之運作的一些指
定方面。然而，在所說明之實施例中，計算裝置600能在不S 受制於手動控制的前提下來控制燃料處理器100運作之所 有態樣。計算裝置_係架構安裝而成，但是並非在所有的 實施例中皆為架構安裝。實際上，任何衫實施例之此態 樣對本發明之實踐而言並*重要。可將計算裝置_建構為 臺式個人電腦、工作站、筆記型或膝上型電腦、嵌入式處 理器或其類似物。 圖6A及圖6B中所說明之計算裝置_包括處理器⑽，其 能藉由匯流排系統615來與儲存器㈣進行通信。該儲存器 610可包括硬碟及/或隨機存取記憶體及/或諸如軟 92226.doc •18- 1358848 性磁碟617及光碟620之抽取式儲存器。藉由儲存有如上所 論述而獲得之資料集的資料結構625、作業系統630、使用 者介面軟體635及應用程序665來對儲存器610進行編碼。使 用者介面軟體635結合顯示器640建構了使用者介面645。使 用者介面645可包括週邊1/0器件，諸如小鍵盤或鍵盤65()、 鼠標655、或操縱桿660。處理器6〇5在作業系統63〇之控制 下運行，實際上該作業系統630可為任何此項技術中所已知 的作業系統。一經加電、重設、或既加電又重設後（此視作 業系統630之建構而定），即由作業系統63〇來調用應用程序 665 〇 因此，就軟體建構過程而言，可呈現本文詳細說明中之 些邛分，其涉及對計算系統或計算器件中之記憶體内的 資料位元進行運作的符號表示。此等描述及表示係此項技 術者所使用之能最有效地向其它熟習此項技術者傳達其工 作要s的方法。該過程及運作需要對物理量進行物理性的 操縱。通常（儘管並非必需）此等量採用能夠接受儲存、轉 移組合、比較及另外操縱之電、磁、或光訊號之形態。 已證明，有時（主要為普遍使用之原因）將此等訊號稱為位 元值、元素（element)、符號、字元、術語、數字或其類 似物係便利的。 然而應記住’所有此等及類似之術語將與適當之物理量 相關如，且僅為施用於此等量之便利性標記。在本說明書 通篇中，除非特別陳述或可以其它方式而變得顯而易見， 否則此等描述係關於一電子器件之作用及過程，其能對某 92226.doc -19· 1358848 一電子器件之儲存器内的表 料進行操作並轉換為儲存器 類似表不為物理量之其它資 為（不限於）術語"處理"、”計 及其類似物。 示為物理（電、磁、或光）量之資 内、或傳送中或顯示器件中的 料心示該描述之例示性術語 算、演算”、"確定"、”顯示,, 亦主忍’通常於某-形式之程式健存媒體上來編碼或 在某-類型之傳送媒體上來建構本發明之軟體建構態樣。 該程式儲存媒體可為磁性_如軟則或硬磁碟機）或光 學的（例如緊密磁碟唯讀記憶體，或且可為唯 讀或隨機存取°類似地，傳送媒體可核合線對、同軸電 缓、光纖、或某-其它此項技術中所已知之合適的傳送媒 體。本發明並不揭限於㈣給^實施例之此等態樣。 圖7圖解說明了在燃料處理器1〇〇與首次展示於^中之 燃料電池_之間的運作介面。應注意，該介面包括熱交換 器700 ’冷卻劑i〇能自冷卻劑次线i Q2循環經過轨交換器 。藉由溫度控制單元702來控制熱交換，回應於所感測 到的流108之溫度，該溫度控制單元7〇2能節流流經熱交換 器:。° 〇之冷卻劑11 〇的流量。亦藉由控制系統5 i 4以與溫度控 制單几228a-228d相同的方式來控制溫度控制單元7〇2。因 此，在此特殊的實施例中，熱交換器7〇〇及溫度控制單元7〇2 包含冷卻劑次系統102的一部分。 此結束了詳細描述。上面所揭示之特殊實施例僅為例示 性的，因$可以若干為纟益於本文之教示的熟習此項技術 者所月白之不同但為等價的方式來對本發明進行修改並實 92226.doc -20- !358848 踐。並非意欲限制本文所示之構造或設計的細節，除了以 下之申請專利範圍中所描述的細節之外。因此顯然，可更 改或修改上文所揭示之特殊實施例，並認為所有該等變化 均屬於本發明之範疇及精神内。因此，將本文所請求之保 護闡述於以下之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1概念性地說明了 一根據本發明來構造並運作之燃料 處理器； 圖2說明了圖1中的燃料處理器之一特殊實施例； 圖3描繪了圖2之冷卻劑次系統的一特殊實施例； 圖4圖解說明了圖2中第一次所展示之燃料處理器的自熱 重組器之重組過程； 圖5概念性地說明了由圖丨之燃料處理器所産生的氫氣流 來供以燃料之一整合式燃料電池電力設備； 圖6A及圖6B概念性地說明了可用於建構本發明之一特 殊實施例的計算器件；且 圖7概念性地說明了圖5之電力設備的燃料處理器與燃料 電池之間的運作介面。 雖然本發明易受各種修改及替代形式的影響，但是圖式 說明了本文以實例進行詳細描述的特定實施例。然而應瞭 解，本文對特定實施例的描述並非意欲將本發明限制於所 揭不的特殊形式，而是正好相反，本發明之目的在於涵蓋 屬於如由附加之中請專利範圍所界^的本發明之精神及範 疇内之所有修改、等價物及替代物。 92226.doc •21· 1358848 【主要元件符號說明】 100 燃料處理器 102 冷卻劑次系統 104 饋送裝置 106 處理器反應器 108 氫（富氫）氣流 110 冷卻劑 112 箱體 200 燃料處理器 202 儲存庫 204 泵 206 冷卻器 208 外部使用者 210a 重組器平臺 210b 脫硫平臺 210c 變換平臺 210d 惰性平臺 210e 較佳氧化平臺 211 儲存庫 212-215 管線 218 管線 220 連接件 222 出口 224 入口 92226.doc -22- 1358848 226a-226d 分支 228a-228d 溫度控制單元 230a-230d 致動器 302 外部供水 304 熱交換器 306 風扇 308 管線 310 管線 312 閥門 314 閥門 500 燃料電池電力設備 502 燃料電池 504 燃料電池 506 氧化器 508 燃料次系統 510 水次糸統 512 空氣次系統 514 控制系統 600 計算裝置 605 處理器 610 儲存器 615 匯流排系統 617 軟性磁碟 620 光碟 92226.doc •23- 1358848 625 資料結構 630 作業系統 635 使用者介面軟體 640 顯示器 645 使用者介面 650 小鍵盤或鍵盤 655 鼠標 660 操縱桿 665 應用程序 700 熱交換器 702 . 溫度控制單元 92226.doc · 24 -

Claims (1)

1358848 IS 4-.
109290號專利申請案 請專利範圍替換本(100年8月) 1. 一種用於處理燃料處理器 含： 中所使用之燃料的方法 其包 夺燃料纟及工氣的混合物饋入至一處理器反應器； 在'•亥處理器反應器中重組該混合物；及 藉由-獨立於該饋送裝置混合物之冷卻劑來冷卻該處 理器反應器。 2. 如請求項！之方法，其中重組該混合物包括： 執行一自熱反應； 自s亥饋送裝置中清除硫； 自。玄已清理之饋送裝置執行至少一個變換反應；及 對該已變換之饋送裝置執行一優先氧化。 3. 如請求項1之方法，其中藉由一冷卻劑來冷卻該處理器反 應器包括藉由水、乙二醇、油、及酒精中之至少一種來 冷卻該處理器反應器。 4. 如請求項1之方法，其中藉由該獨立於該饋送裝置混合物 之冷卻劑來冷卻該處理器反應器包括使該冷卻劑循環通 過該處理器反應器。 5. 如請求項4之方法’其中使該冷卻劑循環通過該處理器反 應器包括： 自該處理器反應器所循環之冷卻劑交換熱量； 儲存所接收之已冷卻的冷卻劑；及 將該已儲存之冷卻劑抽汲至該處理器反應器。 6. 如請求項4之方法，其中自該冷卻劑交換熱量包括藉由對 92226-1000824.doc 1358848 流冷卻該冷卻劑。 7·如請求項1之方法，其中藉由該冷卻劑冷卻該處理器反應 器包括： 感測使該冷卻劑循環通過之處理器反應器之一部分的 回應於該已感測到的溫度來節流通過該 冷卻劑'之供給。 里一Ρ分的
8.如請求項1之方法 一個外部使用者。步包含使該冷卻劑猶環到至少
92226-1000824.doc
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