[發明專利]包括氣化器的液體燃料重整器和將液體可重整燃料重整的方法

有效

• 申請號: 201480061176.6
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN105705459B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: C.M.芬納蒂;P.德瓦爾德
• 申請（專利權）人: 瓦特燃料電池公司
• 主分類號: C01B3/36
• 分類號: C01B3/36
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

液體燃料重整器(400)包括燃料氣化器(415)，所述燃料氣化器(415)利用來自能在所述重整器(400)的啟動模式中操作并且因此獨立于所述重整器的重整反應區的上游熱源特別是電加熱器(406)的熱以使燃料在下游氣化區中氣化。

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年11月6日提交的美國專利申請序號61/900,510的權益，將其全部內容引入本文作為參考。

技術領域

本公開內容涉及液體燃料重整器和更具體地涉及這樣的重整器：其包括用于使液體燃料在其引入到氣相重整反應區(zone)中之前氣化或蒸發的燃料氣化器。

背景技術

液體燃料氣相重整器是其中使包含氣化的液體燃料(例如甲醇、乙醇、餾出物、石腦油、煤油、汽油、柴油、生物柴油等、或其組合)和包含氧氣的氣體(含氧氣體，oxygen-containing gas)典型地空氣和在蒸汽重整器或自熱重整器的情況下作為蒸汽的水的氣態可重整反應混合物在氣相中轉化為富含氫氣的重整物(通常被稱為“合成氣體”或“合成氣”)的化學反應器。該類型的重整器包括用于使液體燃料在如下之前或者當如下時氣化或蒸發的一些手段：所述燃料與可重整反應混合物的包含氧氣的氣體和蒸汽(如果使用的話)組分混合。

在一種已知類型的用于液體燃料重整器的氣化器中，將處于環境溫度的液體燃料作為噴霧引導向經電加熱的表面，其中在與所述熱表面接觸時發生所述燃料的氣化。基于所述燃料與熱表面的接觸即“接觸氣化”的原理而操作的液體燃料氣化器易受以下缺點：將環境溫度燃料(所謂的“冷燃料”)快速引入到熱表面上可導致燃料液滴彈起而不氣化以及粘附至所述熱表面的燃料液滴通過熱解而分解。這些事件的任一個可導致焦油和/或焦炭的累積，所述焦油和/或焦炭對如下有害：所述重整器的有效率的操作以及在重整器向燃料電池系統供應富含氫氣的重整物的情況下，還可加上所述燃料電池系統的有效率的操作。

已知在液體燃料重整器中通過如下使液體燃料氣化：將所述燃料用熱氣體加熱至其氣化溫度，所述熱氣體由將所述液體燃料的一部分用作為空氣供應的氧氣燃燒得到。雖然該類型的燃料氣化器避免了上述接觸氣化的缺點，但是其易受如下缺點：該燃燒反應有形成炭黑和/或其它富含碳的熱解產物例如焦油和焦炭的風險，所述炭黑和/或其它富含碳的熱解產物例如焦油和焦炭隨著時間流逝將積聚，導致所述氣化器為其一部分的重整器的性能的逐漸退化。

因此對于在液體燃料重整器中引入如下的燃料氣化器存在需要：其避免了已知氣化器裝置的前述缺點，同時提供所有類型的可重整液體燃料的有效的和在熱方面有效率的氣化。

發明內容

根據本公開內容，提供用于制造富含氫氣的重整物的液體燃料重整器系統，所述液體燃料重整器系統可包括：液體燃料重整器，可包括重整器入口；導管，其包括包含氧氣的氣體入口、位于所述包含氧氣的氣體入口下游的液體可重整燃料入口、和位于所述液體可重整燃料入口下游的氣態反應混合物出口，其中所述導管可提供所述包含氧氣的氣體入口、所述液體可重整燃料入口和所述氣態反應混合物出口之間的流體連通，并且所述氣態反應混合物出口可與所述重整器入口流體連通；第一熱源，可包括電加熱器，所述第一熱源可設置在所述導管中的在所述包含氧氣的氣體入口下游且在所述液體可重整燃料入口上游的位置處；第二熱源，可包括來自所述液體燃料重整器和/或在所述液體燃料重整器外部的氫氣重整物消耗裝置的放熱熱(熱量)，所述第二熱源可與所述導管熱連通并且處于在所述第一熱源下游且在所述液體可重整燃料入口上游的位置處；氣化器，所述氣化器可設置在所述導管中的在所述液體可重整燃料入口下游或者限定所述液體可重整燃料入口的位置處；和富含氫氣的重整物出口。

在所述液體燃料重整器系統中，第三熱源可包括電加熱器并且可設置在所述導管內在所述第二熱源的下游。

在所述液體燃料重整器系統中，電加熱器可為電阻加熱器。

在所述液體燃料重整器系統中，可設置與所述液體重整器熱連通的熱交換器結構體。