[發(fā)明專利]用于輔助燃料系統(tǒng)的多級脫硫系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680053586.1
• 申請日: 2006-09-25
• 公開（公告）號: CN101522285A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·杜賴斯瓦米;R·R·伍德茲
• 申請（專利權(quán)）人: 智能能源公司
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;C07C7/144;C10G31/00;C10G25/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民;路小龍

技術(shù)領(lǐng)域

【0001】本公開一般地涉及燃料系統(tǒng)，并且更具體地涉及從含有較高濃 度硫化合物的初級燃料流中提取具有低濃度硫化合物的輔助燃料流的系 統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

【0002】燃料電池系統(tǒng)的性能、成本和耐久性的持續(xù)改進(jìn)繼續(xù)使人們對 它們例如在運(yùn)載工具如混合動(dòng)力汽車或燃料電池動(dòng)力汽車中作為輔助動(dòng) 力設(shè)備(APU)的用途感興趣。它們實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)局限性涉及使用的 物流燃料(logistice?fuel)或傳統(tǒng)燃料，例如柴油和煤油餾分。這些燃料具有 在30到3,000ppm范圍內(nèi)的硫含量，其或者影響這些燃料向氫或合成氣流 的轉(zhuǎn)化，或者影響燃料電池下游的性能。一種可替代的方法是需要例如 費(fèi)托(Fischer-Tropsch)液體的合成“無硫”型液體燃料或者氣體液化產(chǎn)品 (gas-to-liquid?product)，用于APU，但是，這使得需要為同一運(yùn)載工具提 供兩種獨(dú)立的燃料流。

【0003】舉例來說，美國的一些政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)要求在燃料中具有低水平 硫，例如新近推動(dòng)到30至300ppm。盡管水平接近最低限，但是，硫含量 仍會(huì)影響在下游工藝中的催化劑的性能，并因此防礙燃料電池系統(tǒng)的有 效使用。技術(shù)，包括基于膜的技術(shù)，被開發(fā)用于煉廠規(guī)模應(yīng)用，以取得 這些較低的硫規(guī)格。膜技術(shù)和具體的全蒸發(fā)膜技術(shù)是市場化技術(shù)，其在 許多工業(yè)中被實(shí)踐，用于從液體流混合物中分離較高蒸氣壓的組分。

【0004】希望有一種簡單的工藝，其提供需要的分離選擇性，能夠在小 型的、不昂貴的系統(tǒng)中實(shí)施以及用來自汽油、煤油、噴氣燃料和柴油的 眾多初級燃料操作。本公開內(nèi)容針對的正是這些需要。

發(fā)明內(nèi)容

【0005】公開了根據(jù)示例性施行方式，從初級燃料流生產(chǎn)含有低濃度硫 化合物的輔助燃料流的系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式。系統(tǒng)包括第一分離階段， 其從一部分初級燃料流中分離階段一滲透流與階段一保留流。第二分離 階段從階段一滲透流中分離階段二滲透流和階段二保留流，其中階段二 保留流包括含有低濃度硫化合物的輔助燃料流。混合階段一保留流和階 段二滲透流并且返回初級燃料流中。結(jié)果是含有低濃度硫化合物的輔助 燃料流以及初級燃料流。

【0006】根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)行方式，從初級燃料流中分離含有低硫 化合物的輔助燃料流的方法包括：從初級燃料流中分離階段一滲透流與 階段一保留流；在真空下蒸發(fā)階段一滲透流；從階段一滲透流中分離階 段二滲透流和階段二保留流，階段二保留流包括含有低濃度硫化合物的 燃料流；并且在真空下，蒸發(fā)階段二滲透流，以將階段二滲透流返回到 初級燃料流中。因此，階段二保留流是含有低硫化合物的輔助燃料流。

【0007】根據(jù)另外的示例性實(shí)行方式，從初級燃料流中分離含有低濃度 硫化合物的燃料流的系統(tǒng)包括：燃料供給器；階段一分離器；階段二分 離器；連接燃料供給器到階段一分離器的第一供給管線；連接階段一分 離器和階段二分離器的第二供給管線。第一供給管線將燃料流從燃料供 給器輸送到階段一分離器。階段一分離器從階段一燃料供給流中產(chǎn)生階 段一滲透流和階段一保留流。第二供給管線將階段一滲透流從階段一分 離器輸送到階段二分離器。階段二分離器產(chǎn)生階段二滲透流和階段二保 留流。產(chǎn)生的階段二保留流是含有低濃度硫化合物的燃料流。在這個(gè)系 統(tǒng)中，隨后混合階段一保留流和階段二滲透流并且將它們返回到初級燃 料流中。

【0008】根據(jù)又進(jìn)一步的示例性施行方式，公開了從初級燃料流中分離 含有低濃度硫化合物的燃料流的系統(tǒng)，其包括：階段一分離器，其從初 級燃料流中提供氣態(tài)的階段一滲透流和階段一保留流；與階段一分離器 相關(guān)聯(lián)的第一噴射器，該噴射器使用冷卻的階段一滲透液體作為第一噴 射器的驅(qū)動(dòng)流體(motive?fluid)，提供真空和冷卻能量，以冷凝階段一滲透 蒸氣；和階段二分離器，其從冷凝的階段一滲透流提供階段二保留流和 氣態(tài)的階段二滲透流，階段二保留流包括含有低濃度硫化合物的燃料流； 以及與階段二分離器相關(guān)聯(lián)的第二噴射器，該噴射器使用冷卻的階段一 保留流作為驅(qū)動(dòng)流體，為階段二滲透蒸氣提供真空以及冷凝并混合階段 二滲透蒸氣與階段一保留物。產(chǎn)生的真空可以不僅僅通過使用用工藝液 體作為驅(qū)動(dòng)流體的噴射器產(chǎn)生。壓縮氣體例如空氣或富含氮?dú)?N₂)的空氣 可以用作驅(qū)動(dòng)流體。可選地，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵可以被用于產(chǎn)生真空。