本发明专利技术提供一种向加氢脱硫单元提供氢的非催化制氢工艺，以及适用于辅助动力单元应用的固体氧化物燃料电池系统组合。该工艺的非催化特性使得能够使用含硫原料制氢，其中需要所述的氢将含硫原料处理至适用于固体氧化物燃料电池的规格。该工艺的非催化特性以及快速动态特征还特别适用于移动应用通常所需的启动和关闭目的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种向加氢脱硫单元提供氢的非催化制氢工艺，以及适用于辅助动力单元应用的固体氧化物燃料电池系统组合。该工艺的非催化特性使得能够使用含硫原料制氢，其中需要所述的氢将含硫原料处理至适用于固体氧化物燃料电池的规格。该工艺的非催化特性以及快速动态特征还特别适用于移动应用通常所需的启动和关闭目的。【专利说明】用于输送至加氢脱硫单元的非催化制氢工艺和用于辅助动 力单元应用的固体氧化物燃料电池系统组合
本专利技术涉及用于提供辅助动力的固体氧化物燃料电池（SOFC)系统，其中该SOFC包括集成的脱硫单元。更具体而言，本专利技术涉及用于向脱硫单元提供氢以向固体氧化物燃 料电池提供脱硫原料流的制氢工艺。
技术介绍
日益严格的环境规范成为固体氧化物燃料电池技术发展中的驱动力。各种潜在的 商业应用已经得到了广泛关注，部分原因在于其能够由相对较小的反应器产生电力，其中 所述反应器可供给有液态烃原料。固体氧化物燃料电池的高燃料电力转换效率使得每kWh 有效能输出产生较低的二氧化碳排放，而诸如N0X、SOx等各种有害化学品以及未反应烃类 的排放几乎为零。固体氧化物燃料电池的目标应用包括分布式和集中式产生电；交通工具 的动力；偏远地区产生电；海洋、军事和航天应用。 然而，固体氧化物燃料电池技术遇到的一个问题来自于提供给电池的烃类原料中 可能存在的各种硫化合物。固体氧化物燃料电池的阳极通常为镍系，而烃类燃料中常见的 硫化合物容易使其中毒。因此，对于利用镍预重整的阳极和烃类原料的所有固体氧化物燃 料电池系统，需进行烃类原料的脱硫步骤。商购得到的烃类的脱硫工艺需要在加氢脱硫单 元中使用原位生成或是储存的氢气，其中液态烃中存在的一部分高分子量的硫化合物可被 转化为硫化氢。硫化氢可随后通过氧化锌吸附剂床除去。 取决于供应至脱硫单元的燃料的质量和硫含量，加氢脱硫系统通常消耗大量的 氢。对于潜在的车载交通工具应用，由于交通工具的空间限制，氢储存成为主要的技术和经 济挑战。因此，需要开发利用由交通工具结构中可利用的燃料进行局部即时制氢的装置。
技术实现思路
-般而言，本专利技术提供用于由含硫烃类燃料产生电的装置和方法。 -方面，本专利技术提供一种用于从含硫烃类燃料流中除去硫的装置。该装置包括非 催化重整器，其被构造为由含硫烃类燃料流生成含氢产物气体流。所述装置还包括进给 线，其被构造为将含硫烃类燃料流输送至加氢脱硫单元，其中进给线还包括用于将一部分 含硫烃类燃料流引导至非催化重整器的机构。所述装置包括重整器引出线，其将含氢产物 气体流由重整器输送至加氢脱硫单元。该加氢脱硫单元包含加氢脱硫催化剂，并且被构造 为将含硫烃类燃料流中的硫化合物转化为硫化氢，从而生成含有硫化氢的经处理的烃类燃 料流。所述装置包括加氢脱硫单元引出线，其将含有硫化氢的经处理的烃类燃料流由加 氢脱硫单元输送至吸附器。该吸附器包括含有吸附剂的吸附剂床，该吸附剂能够有效地 (operable)从含有硫化氢的经处理的烃类燃料流中除去硫化氢，从而生成脱硫烃类燃料 流。 在某些实施方案中，所述装置还包括吸附剂引出线，其将脱硫烃类燃料流输送至 固体氧化物燃料电池，然后该固体氧化物燃料电池将该脱硫烃类燃料流转化为电。在某些 实施方案中，所述装置包括这样的结构，该机构用于根据加氢脱硫单元所需要的氢的量而 控制供应至重整器的含硫烃类燃料流的量。在某些实施方案中，所述装置生成含有合计低 于约Ippm硫的脱硫经类燃料流。 另一方面，本专利技术提供一种由含硫烃类燃料流产生电的方法。该方法包括以下步 骤：将至少一部分含硫烃类燃料流供应至非催化重整器，从而生成含氢产物流；将来自重 整器的含氢产物流和至少一部分烃类燃料流供应至加氢脱硫单元；在该加氢脱硫单元中对 含硫烃类燃料流进行脱硫，从而生成含硫化氢的烃类燃料流；将含硫化氢的烃类燃料流由 加氢脱硫单元供应至吸附器，其中该吸附器能够有效地从烃类燃料流中除去硫化氢，从而 生成脱硫烃类燃料流；以及将脱硫烃类燃料流供应至固体氧化物燃料电池，其中所述固体 氧化物燃料电池被构造为由所述脱硫烃类燃料流产生电。 在一些实施方案中，所述方法包括将水和氧供应至非催化重整器的步骤，其中含 硫烃类燃料流、水和氧的反应能够有效地生成含氢产物流。在一些实施方案中，非催化重整 器产生含有约50%至53.6%的氢气的产物流(使用商购得到的柴油作为原料，以干燥、无氮 气为基准)。在一些实施方案中，所述吸附器包括含有氧化锌的吸附剂床。在一些实施方案 中，脱硫烃类燃料流含有低于约Ippm的硫。在一些实施方案中，在连续操作过程中，将约5 体积％至22. 5体积％的含硫烃类燃料流供应至非催化重整器。在一些实施方案中，在启动 时，将所有烃类燃料供应至非催化重整器，用于生成含氢产物流。在一些实施方案中，在连 续操作过程中，将约10.4体积％至14.8体积％的含硫烃类燃料流供应至非催化重整器。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的一个实施方案的示意图。 专利技术详述 虽然以下详细说明包括许多具体的细节以用于举例说明的目的，但是应当理解的 是，本领域的普通技术人员将会理解以下详细说明的许多例子、变化和更改均在本专利技术的 范围和精神实质内。因此，本文所述的以及在附图中提供的本专利技术的示例性实施方案都是 在不丧失一般性，并且不对所要求保护的本专利技术构成限制的情况下阐述的。 在另一个实施方案中，提供了一种将烃类原料转化为电力的方法，该烃类原料例 如为含有硫的液态石油基烃类原料。所述方法包括以下步骤：将含硫烃类原料供应至加氢 脱硫单元从而将高分子量的含硫化合物转化为硫化氢；通过吸附除去烃类原料中存在的硫 化氢从而生成基本不含硫的烃类原料；然后将该基本不含硫的烃类原料供应至固体氧化物 燃料电池，其中该基本不含硫的烃类原料转化为电。该方法包括将至少一部分含硫烃类原 料供应至集成重整器的步骤，在该集成重整器中可将该含硫烃类原料转化为含氢气体混合 物，然后将该含氢气体混合物供应用于加氢脱硫单元。将至少一部分含硫烃类原料供应至 集成重整器的附加步骤使得不需要原位储存氢气以用于向加氢脱硫单元供应氢气。 在一个实施方案中，提供了一种用于将烃类原料转化为电的装置。该装置通常包 括加氢脱硫单元、非催化重整器、吸附器和固体氧化物燃料电池。 既包括重整器又包括加氢脱硫单元的装置的示例性烃类原料可包括天然气、液化 石油气（LPG)、石脑油、煤油、喷气燃料、柴油、燃料油等，并且如上所述可包含硫和含硫化合 物。在一些实施方案中，烃类原料包括终沸点为约30°C至约360°C的液态烃。在一些实施 方案中，烃类原料由具有大约1至25个碳原子、或者大约1至8个碳原子、或者大约6至12 个碳原子、或者大约6至16个碳原子、或者大约8至15个碳原子、或者大约15至25个碳 原子的烃构成。在一些实施方案中，烃类原料的沸点最高达约360°C。 现在参照图1，其提供了用于产生电的装置的一个实施方案。装置100包括供应 烃类原料的原料进给线102,其中所述原料可含有硫。在一些实施方案中，烃类原料可为石 油烃。在一些实施方案中，烃类原料可为液态烃。原料引入线102可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从含硫烃类燃料流中除去硫的装置，该装置包括：非催化重整器，所述重整器被构造为由所述含硫烃类燃料流生成含氢产物气体流；进给线，其被构造为将含硫烃类燃料流输送至加氢脱硫单元，所述进给线还包括用于将一部分所述含硫烃类燃料流引导至所述非催化重整器的机构；重整器引出线，其被构造为将所述含氢产物气体流由所述重整器输送至所述加氢脱硫单元，所述加氢脱硫单元包含加氢脱硫催化剂，其中所述加氢脱硫单元被构造为将所述含硫烃类燃料流中的硫化合物转化为硫化氢，从而生成含有硫化氢的经处理的烃类燃料流；以及加氢脱硫单元引出线，其被构造为将所述含有硫化氢的经处理的烃类燃料流由所述加氢脱硫单元输送至吸附器，所述吸附器包括含有吸附剂的吸附剂床，所述吸附剂能够有效地从所述含有硫化氢的经处理的烃类燃料流中除去硫化氢，从而生成脱硫烃类燃料流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐·维耶·彭，哈桑·伊姆兰，穆罕默德·达乌迪，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，阿拉姆科海外有限公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA
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