重整器制造技术

本发明专利技术提供一种重整器。该重整器可以构造为防止在催化氧化反应中从反应部产生回火。重整器可以包括第一反应部，具有第一腔室和设置在第一腔室内的第一催化剂，该第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料产生热。重整器可以包括第二反应部，具有第二催化剂，第二反应部被构造为由第一反应部加热且第二反应部进一步被构造为重整第二燃料。重整器可以包括回火防止部，设置在第一燃料和空气流动的上游侧，该回火防止部被构造为越过距第一催化剂的预定间隔来引入第一燃料和空气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种重整器(reformer)，该重整器能够在催化氧化方法中防止从反应 部产生回火(flash back)。
技术介绍
燃料电池是将化学能直接转换成电能的高效率的发电系统，并且由于其排出很少 的污染材料所以是环境友好的。因此，燃料电池已经作为下一代的清洁能源而受到关注。
技术实现思路
前述是摘要，因此其必然包含简化、概括和细节的省略；因此，本领域技术人员应 当理解，摘要仅是说明性的且不旨在以任何方式限制本专利技术。这里所描述的方法和/或装 置和/或其他主题的其他方面、特征以及优点在这里所阐述的教导中将变得更得明显。 在本公开的一个方面中，通过在催化氧化方法中防止不期望的高温部分在反应 部中形成并通过燃料分配的改善而在反应部中形成气体时空间速度(gas hourly space velocity)，重整器被构造为防止回火。 在另一个方面中，本公开提供了具有改善的压縮性或重整器效率的重整器以及具 有该重整器的燃料电池。 另一方面，重整器包括第一反应部，具有第一腔室以及设置在第一腔室内部的第 一催化剂，第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料来产生热；第二反应部，具有第二催化 剂，第二反应部被构造为由第一反应部加热且第二反应部进一步被构造为重整第二燃料； 以及回火防止部(flash back preventio即art)，设置在第一燃料和氧化剂流动的上游侧 (upstream side)，该回火防止部被构造为越过距第一催化剂的预定间隔来引入第一燃料 和氧化剂。 在某些实施例中，预定间隔具有例如在约5mm到约15mm之间的范围。在某些实施 例中，回火防止部的长度在回火防止部的宽度的例如约50%到约100%之间的范围内，并 且其中回火防止部的长度沿第一燃料流动的方向取向。在某些实施例中，第二催化剂的一 端设置为邻近回火防止部。 在某些实施例中，第一催化剂包括具有多个通道的第一支撑体(firstsubstrate) 以及支撑在第一支撑体中的活性材料(active material)。在某些实施例中，第一支撑体 可以包括单块(monolith)。在某些实施例中，单块具有与第一支撑体相同的截面结构和形 状。在某些实施例中，单块的截面具有蜂窝形状。在某些实施例中，单块具有螺旋形状，其 中片形第一构件和波纹状第二构件重叠地巻绕。在某些实施例中，单块的多个通道的敞开 正面区域占单块截面的范围为例如约40%到约95%。在某些实施例中，单块的单元密度在 例如每平方英寸约200个单元(cpsi)到每平方英寸约1500个单元的范围内。 在某些实施例中，第二反应部包括接触第一腔室的第二腔室以及设置在第二腔室 内部的第二支撑体，其中第二催化剂还包括第二支撑体以及支撑在第二支撑体中的活性材4料。在某些实施例中，第二支撑体的一端位于上游侧，其中第二支撑体的该端被构造为接收 第二燃料，并且其中第二支撑体的该端设置为邻近回火防止部。在某些实施例中，第二支撑 体具有小球状(pelletsh即e)或者弹丸状(marble sh即e)。在某些实施例中，第二支撑体 包括陶瓷单块或金属单块。 在某些实施例中，第一反应部和第二反应部具有两端封闭的双管结构，该双管结 构的每个管具有用于流体运动的多个开口部。在某些实施例中，第一燃料包括选自由丁烷、 甲烷、天然气、丙烷气和柴油组成的组中的至少一种材料。在某些实施例中，第一催化剂包 括在由例如氧化铝Al^、硅石Si02或Ti02制成的支撑体中的例如PdAl203、 Ni0、 Cu0、 Ce02 和Al203、Pu、Pd和Pt及其组合。在某些实施例中，重整器还包括将第一燃料喷射到第一反 应部中的喷嘴。在某些实施例中，重整器还包括点燃供应到第一反应部的第一燃料的点火 器(igniter)。附图说明 从结合附图的以下描述及权利要求书，本专利技术的前述及其他的特征将变得更加明显。应当理解，这些附图仅根据本公开示出特定的实施例，因此不应被认为对本公开的范围进行限制；将通过采用附图用附加的特性和细节描述本公开。根据一些描述的实施例的装置可以具有几个方面，该几个方面中没有单个一个方面是唯一对本装置的期望特性有贡献的。在考虑这些讨论后，特别是阅读名称为"具体实施方式"的部分之后，将理解示出的特征如何用于解释本公开的特定原理。 图1是重整器的一个实施例的透视图； 图2是图1中的重整器的沿线II-II剖得的截面图； 图3是重整器的另一个实施例的截面图； 图4是回火防止部的一个实施例的透视图； 图5是适用于重整器的回火防止部的另一个实施例的透视图。 具体实施例方式在下面的详细描述中，仅通过图解示出和描述了特定的示范性实施例。本领域技 术人员应当认识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式被修改，而所有这些修改都不 脱离本公开的精神或范围。因此，附图和描述在本质上是说明性的而不是限制性的。此外， 当元件被称为在另一元件"上"时，其可以直接该元件上或者间接在该元件上，而二者之间 插设有一个或多个中间元件。而且，当元件被称为"连接到"另一元件时，其可以直接连接 到该元件或者间接连接到该元件，而二者之间插设有一个或多个中间元件。下文中，相似的 附图标记表示相似的元件。 下文中，将参照附图更详细地描述特定的实施例，使得本领域技术人员能容易地 执行和使用本公开的方案。 高温燃料电池(例如熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell)和固 态氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell)等)可以在大于约600°C的温度下工作。中 温燃料电池(例如磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell))可以在大于约200°C的 温度工作。高温燃料电池和中温燃料电池二者都已经被开发用于例如大规模发电厂或者生5物气体厂等中。聚合物电解液燃料电池(PEFC)可以在约IO(TC或更低的温度工作，其采用 聚合物电解液膜。已经开发了 PEFC主要用作例如可移动的电源、家用电源和/或便携式电 源。PEFC系统可以包括直接使用氢气的系统。PEFC系统可以包括使用烃基燃料的基于重 整器的系统。 通常，重整器用于将烃基燃料(例如液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)以及柴 油(diesel)等)或者醇基燃料(例如丁醇(butyl alcohol)等)转变成混合有氢和一氧 化碳等的混合物。例如，与丁烷的重整反应可以在约60(TC的温度发生，与甲烷的重整反应 可以在约80(TC的温度发生。利用丁烷和蒸汽(steam)的重整反应或者利用甲烷和二氧化 碳的重整反应是吸热反应。 在被构造为使用诸如丁烷或者甲烷的烃基燃料的重整器中，需要能够提供在约60(TC或更高的温度工作所需的热能的热源。这样的热源通常包括燃烧器。然而，利用燃烧器通常需要最小的燃烧空间以避免直接加热。这样的构造不适于较小的重整器。 备选地，重整器可以采用利用催化氧化反应的热源。催化氧化法中的热源具有另一个优点，即热源本身具有相对均匀的温度分布。然而，其仍可能具有缺点，即在约60(TC或更高的高温环境下会产生从催化剂层到上游侧(燃料在该侧被引入)的回火。回火会在重整器的燃料供应喷嘴上引起火焰，因此它会对重整器的寿命产生负面影响。 图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重整器，包括：第一反应部，具有第一腔室以及设置在所述第一腔室内部的第一催化剂，所述第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料来产生热；第二反应部，具有第二催化剂，所述第二反应部被构造为被所述第一反应部加热并且所述第二反应部还构造为重整第二燃料；以及回火防止部，设置在所述第一燃料和氧化剂流动的上游侧，所述回火防止部被构造为越过距所述第一催化剂的预定间隔来引入所述第一燃料和所述氧化剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李圣哲，申又澈，孙寅赫，安镇九，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]