本发明专利技术公开了氢纯化设备，包括：具有入口、出口和副产品口的第一和第二端板；被布置在第一和第二端板之间并具有进料侧和渗透侧的至少一个氢-选择性膜；和构造为支撑所述至少一个氢-选择性膜的微孔筛网结构，其中所述微孔筛网结构包括大体相对的表面，其构造为对渗透侧和多个在所述相对表面之间延伸的流体通路提供支持。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】制氢装置和氢纯化设备 本申请是申请日为2012年7月3日、申请号为201280039436. 0、专利技术名称为"制 氢装置和氢纯化设备"的专利申请的分案申请。 相关申请的夺叉引用 本申请要求于2011年7月7日提交的美国专利申请序列号13/178098的优先权， 其通过引用以其整体并入本文用于所有目的。
技术介绍
制氢装置是将一种或多种原料转化为包含氢气作为主要组分的产品流的装置。所 述原料可包含含碳原料，并且在某些实施方式中还可包含水。原料可从原料递送系统递送 至制氢装置的产氢区，通常原料在压力和升高温度下递送。产氢区通常与诸如加热装置或 冷却装置的温度调节装置相连，所述温度调节装置消耗一个或多个燃料流将产氢区保持在 合适温度范围以有效生产氢气。制氢装置可经由任何合适机制制氢，诸如蒸汽重整、自热重 整、热解和/或催化部分氧化。 然而，所制得或生产的氢气可能具有杂质。该气体可称为含有氢气和其它气体的 混合气流。在使用所述混合气流之前，其必需被纯化以便诸如去除至少一部分其它气体。因 此，制氢装置必需包含提高混合气流的氢纯度的氢纯化设备。氢纯化设备可包含至少一个 氢-选择性膜以将混合气流分离为产品流和副产品流。产品流含有来自混合气流的较高浓 度的氢气和/或较低浓度的一种或多种其它气体。使用一个或多个氢-选择性膜的氢纯化 是压力驱动的分离方法，其中所述一个或多个氢-选择性膜被包含在压力容器中。混合气 流接触膜的混合气体表面，并且由渗透通过膜的混合气流的至少一部分形成产品流。压力 容器通常被密封以防止气体通过所限定的入口和出口或者输入导管和输出导管进入或离 开该压力容器。 产品流可用于多种用途。一种这样的用途是能源生产，诸如在电化学燃料电池。电 化学燃料电池是将燃料和氧化剂转化为电、反应产品和热的设备。例如，燃料电池可将氢和 氧转化为水和电。在那些燃料电池中，氢是燃料，氧是氧化剂，水是反应产品。燃料电池堆 包括多个燃料电池，并且可与制氢装置一起使用以提供能源生产装置。 制氢装置、氢处理装置和/或那些装置的部件的例子在美国专利5, 861，137、 6, 319, 306、6, 494, 937、6, 562, 111、7, 063, 047、7, 306, 868、7, 470, 293、7, 601，302、 7,632,322 和美国专利申请公开号 2006/0090397、2006/0272212、2007/0266631、 2007/0274904、2008/0085434、2008/0138678、2008/0230039、2010/0064887 中描述。上述专 利和专利申请公开的全部公开内容通过引用在此并入本文用于所有目的。
技术实现思路
-些实施方式提供了一种蒸汽重整制氢装置，其构造为接收至少一个包含水和含 碳原料的含液体进料流并生成作为主要组分的氢气和其它气体的重整产品。在一些实施方 式中，制氢装置可包含汽化区和产氢区，所述汽化区构造为接收和汽化至少一个含液体进 料流的至少一部分以形成蒸汽进料流，所述产氢区包含重整催化剂并构造为接收蒸汽进料 流并经由蒸汽重整反应生产重整产品流。制氢装置还可含有加热装置，其构造为产生用于 将汽化区加热到至少最低汽化温度的加热排出流。汽化区可含有填充材料，其构造为将热 从加热排出流传递到至少一个含液体进料流。 在一些实施方式中，制氢装置可包括外壳（enclosure)以及被包含在该外壳内并 包含重整催化剂的产氢区。产氢区可构造为从至少一个进料流经由蒸汽重整反应生产重整 产品流。制氢装置还可包含加热装置，其构造为接收至少一个空气流和至少一个燃料流以 及在包含在外壳内的燃烧区内燃烧该至少一个燃料流，产生用于至少将产氢区加热到至少 最低产氢温度的加热排出流。制氢装置还可包含绝热底座（insulationbase)，其构造为降 低外壳的外部温度，所述绝热底座临近燃烧区。外壳可被支撑在该绝热底座上，该绝热底座 可包括绝热材料和通过该绝热材料延伸的至少一个通路。所述至少一个通路与燃烧区流体 连通。 在一些实施方式中，制氢装置可包含外壳和在该外壳内部并包含重整催化剂的产 氢区，该产氢区构造为接收至少一个进料流并经由蒸汽重整反应生产重整产品流。制氢装 置还可包含与产氢区流体连通的进料流导管和与产氢区热连通的加热装置，所述至少一个 进料流在递送到产氢区之前从该进料流导管穿过。加热装置可包括用于接收至少一个燃料 流和至少一个空气流的入口以及构造为点燃该至少一个燃料流的点火器装置。点火器装置 可包括体部部分、与该体部部分相连的至少一个点火器元件和与该至少一个点火器元件电 连通并且被该体部部分至少部分包封的导线。点火器装置还可包含具有彼此热连通的至少 第一和第二通道的金属冷却块。第一通道可容纳体部部分的至少一部分和导线的至少一部 分，且第二通道可容纳进料流导管的至少一部分。 在一些实施方式中，制氢装置可包括包含重整催化剂的产氢区。产氢区可构造为 接收至少一个进料流并经由蒸汽重整反应生产重整产品流。制氢装置还可包含与产氢区热 连通的加热装置。加热装置可包括点火器装置，其构造为点燃至少一个燃料流。点火器装 置可包括具有催化活性涂层的点火器元件，所述催化活性涂层构造为在氧存在下燃烧氢。 在一些实施方式中，制氢装置可包括具有底部部分的外壳和包含在该外壳内并包 含重整催化剂的产氢区。产氢区可构造为从至少一个进料流经由蒸汽重整反应生产重整产 品流。制氢装置还可包含加热装置，其构造为接收至少一个空气流和至少一个燃料流并在 外壳内包含的燃烧区内燃烧该至少一个燃料流，以产生用于至少将产氢区加热到至少最低 产氢温度的加热排出流。制氢装置还可包含与外壳的底部部分相连的燃料分配装置。燃料 分配装置可构造为将至少一个燃料流分配到燃烧区中。燃料分配装置可包括包含与燃烧区 流体连通的至少一个通路的底座和被支撑在该底座上的筛网装置（meshassembly)。燃料 分配装置还可包含具有外周的顶壁和具有顶部部分及底部部分的至少一个侧壁。顶部部分 可被固定在外周周围，且底部部分可被支撑在筛网装置上，由此使得在至少一个侧壁内以 及顶壁和筛网装置之间形成燃料流分配区。燃料分配装置还可包含进入燃料流分配区的入 口和与该入口流体相连并构造为接收至少一个燃烧流的燃料流导管。筛网装置可包括用于 使至少一个燃料流从燃料流分配区流到燃烧区的至少一个路径。 在一些实施方式中，制氢装置可包括外壳以及包含在该外壳内并包括重整催化剂 的产氢区。产氢区可构造为从至少一个进料流经由蒸汽重整反应生产重整产品流。制氢装 置还可包含在外壳外部并与该外壳的至少一部分相连的热传导装置。热传导装置可构造为 将热从一个或多个与该热传导装置相连的外部加热器传导到外壳的至少一部分。 一些实施方式提供了一种氢纯化设备。在一些实施方式中，氢纯化设备可包括第 一和第二末端框架（endframe)。第一和第二末端框架可包括入口和出口，所述入口构造为 接收包含氢气和其它气体的混合气流的入口，且所述出口构造为接收与混合气流相比包含 较高浓度的氢气和较低浓度的其它气体中的至少一个的渗透流（permeablestream)。第一 和第二末端框架还可包含副产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氢纯化设备，包括：第一和第二端板，其包括：入口，其构造为接收包含氢气和其它气体的混合气流；出口，其构造为接收包含与所述混合气流相比较高浓度的氢气和较低浓度的其它气体中的至少一个的渗透流；和副产品口，其构造为接收包含至少大部分其它气体的副产品流；至少一个氢‑选择性膜，其被布置在所述第一和第二端板之间，所述至少一个氢‑选择性膜具有进料侧和渗透侧，所述渗透流的至少一部分由所述混合气流的从所述进料侧通到所述渗透侧的部分形成，且所述混合气流的留在所述进料侧的其余部分形成所述副产品流的至少一部分；和微孔筛网结构，其构造为支撑所述至少一个氢‑选择性膜，其中所述微孔筛网结构包括大体相对的表面，其构造为对渗透侧和多个在所述相对表面之间延伸的流体通路提供支持。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维J埃德隆，
申请(专利权)人：埃利门特第一公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。