一种具有压缩机电动机转速控制的用于生产氢气的设备。该设备包括用于生产包括氢气的产品的氢气发生器和用于压缩所述产品的压缩单元。所述氢气发生器包括具有氧化剂和重整器的燃料处理器。所述压缩单元包括感应电动机和用于调节该电动机转速的装置。用于调节电动机转速的装置包括变频驱动器或软启动装置，所述软启动装置具有多个开关和可调节的斜坡计时器。下游单元包括提纯单元、第二压缩单元，和设置在压缩单元下游的储存单元中的一种或几种。本发明专利技术还提供了一种用于生产氢气的方法，该方法包括：在氢气发生器中产生包括氢气的产品；在具有感应电动机的压缩单元中压缩所述产品；和响应氢气发生器的瞬态操作来调节所述电动机的转速。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及氢气制造领域。本专利技术的设备和方法通过从包括 氢气和一种或多种杂质的产品中移除杂质而制造富氢的产品。杂质可 通过各种提纯技术除去，例如变压吸附、薄膜分离和类似技术，这些 技术需要所述产品在相对高的压力下供给。本专利技术还涉及用于储存目 的的提纯后的或富氢的产品的压缩。更特别地，本专利技术涉及具有燃料 处理单元的变压吸附单元的集成和操作，以生产富氢的重整物。
技术介绍
氢被广泛应用于各种工业领域，从航空到食品生产，到油气生产 和提炼。氢在这些领域中用作促进剂、氛围气体、运栽气体、稀释气 体、燃烧反应的燃料、燃料电池的燃料，以及各种化学反应和工艺中 的还原剂。此外，氢还被认为是发电的一种可替换的燃料，因为它可 再生、充足、有效，并且不像其它替换物，它在生产时零排放。虽然 对氢有大规模消耗和更多的潜在需求，但是一种抑制氢消耗进一 步增 长的不利之处在于，缺少用于氢生产、储存和广泛配送的基础设备。一种克服这种困难的方式是分布式的氢生产，例如通过使用燃料 处理器将基于碳氢化合物的燃料重整为富氢的重整物。燃料重整工艺， 例如蒸汽重整，部分氧化，和自动热重整，可用于将基于碳氢化合物的燃料，例如天然气，LPG，汽油和柴油在需要氢的场所转化为富氢 的重整物。然而，除所需的氢产品之外，燃料重整器典型地会产生出 降低重整产品的价值的不需要的杂质。例如，在传统的蒸汽重整过程 中，碳氢化合物供料，例如甲烷、天然气、丙烷、汽油、石脑油或柴 油被蒸发，与蒸汽混合，并且通过蒸汽重整催化剂。碳氢化合物供料 的大部分被转化为氢和杂质的重整混合物，所述杂质例如是一氧化碳 和二氧化碳。为了降低一氧化碳的含量，所述重整物典型地接受水-气转移反应(shift reaction ),其中一氧化碳与蒸汽反应以形成二氧化 碳和氢。在转移反应之后，额外的提纯步骤可用于将氢纯度提高至可 接受的等级。这些提纯步骤可包括但不限于甲烷化作用，选择性氧化 反应、薄膜分离技术和选择性吸附例如变温吸附和/或变压吸附工艺。 尽管提纯技术可有效地提供纯化的氢产品，但很多情况下需要将 所述产品压缩成初始高压供给。类似地，很多形式的氬储存例如固氩 材料和高压罐的使用同样需要高压氢供给。然而，来自氢气发生器例 如燃料处理器的供料可能具有压力和/或流量的波动，尤其是在启动、 停机和其它瞬态过程中。不能适当地控制用于压缩这种供料的压缩单 元的速度，尤其是在氢气发生器的瞬态操作中，会在系统中产生真空。 此外，即使是来自氢气发生器的产品的流量是相对稳定的，当相关的 压缩机被增加能量和/或减少能量时，也会产生真空。真空的出现在系 统部件中产生应力，可在氢气发生器中导致扰动，并产生使环境气体 被抽吸进入所述系统的可能。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，提供了一种用于制造氢气的设备。该设 备包括氢气发生器和压缩单元，所述氢气发生器产生包括氢气的产品， 所述压缩单元设置在所述氢气发生器下游，用于接受所述产品并生产 压缩后的产品。氢气发生器可包括具有氧化剂和重整器的燃料处理器。 压缩单元具有感应电动机和用于调整该电动机转速的装置。所述用于 调整电动机转速的装置包括变频驱动器或软启动装置，在所述用于调 整电动机转速的装置包括软启动装置的情况下，所述软启动装置可具 有多个开关和可调节的斜坡计时器(ramp timer),该开关具有可调节 的点火角度。 一个下游单元设置在压缩单元的下游。该下游单元包括 一个或多个提纯单元，用于接收所述压缩后的产品的至少一部分并生 产富氢的产品；第二压缩单元，其用于接收和压缩所述压缩后的产品 或富氢产品；以及储存单元，其用于接收和储存压缩后的产品、富氢 产品或压缩后的富氢产 品。在本专利技术的工艺方面，提供了一种生产氢气的方法。该方法包括5如下步骤在氢气发生器中产生包括氢的产品；在压缩单元中压缩所 述产品，其中所述压缩单元具有用于制造压缩后的产品的感应电动机；和响应氢气发生器的瞬态操作来调节所述电动机的转速。所述氢气发 生器可包括燃料处理器。电动机转速可通过调节作用在感应电动机上 的电压的线频(line frequency )或通过调节作用在所述感应电动机上 的电压的RMS来调节。 附图说明本专利技术可通过参考下述结合附图的说明而得以理解。 图l是本专利技术的实施例的示意图，包括氢气发生器、压缩单元和 提纯单元。图2是本专利技术的实施例的示意图，包括燃料处理器、压缩单元和 提纯单元。图3是本专利技术的实施例的示意图，包括燃料处理器、压缩单元， 提纯单元、第二压缩单元和储存单元。图4是燃料处理器中的工艺流程的方框图。 图5A是用于调节电动机转速的装置的示意图。 图5B是示出用于本专利技术的设备的压缩机启动压力数据的图表。 虽然本专利技术可以进行各种修改和采取可替换的形式，其特定实施 例已经在附图中以示例的形式示出并在本文中详细的描述了，然而应 当理解，此处关于特定实施例的描述并不意味着将本专利技术限定为所公 开的特定形式，而是相反地，本专利技术应当覆盖落在所附权利要求定义 的本专利技术的精神和范围之内的全部修改、等价物和替换形式。 具体实施例方式下面将描述本专利技术的示意性的实施例。为了清楚起见，并不是实 际实施例的全部特征都在本说明书中加以描述。当然应当理解，在任 何实施例的实际开发中，各种特殊实施决定必须根据开发者的具体目 的来实现，例如为了符合系统方面的或经济方面的限制，这些限制在 各种实施过程中都是不同的。此外，应当理解，这种开发努力可能是 复杂的并且很耗时间，但是，对从本专利技术的公开内容中受益的本领域的那些普通技术人员来说，所述开发努力将变成一种日常工作。本专利技术的设备包括用于产生包括氢气的产品的氢气发生器。本发 明涉及降低和抑制尤其是在启动、停机和其它瞬态操作过程中在压缩 单元的连接氢气发生器的入口处出现的压力波动。压缩单元设置在氢 气发生器的下游并且具有感应电动机和用于调节该电动机的转速的装 置。 一下游单元设置在压缩单元的下游，该下游单元包括一个或多个 提纯单元，用于接收所述压缩后的产品的至少一部分并生产富氢的产品；第二压缩单元，其用于接收和压缩所述压缩后的产品或富氢产品； 以及储存单元，其用于接收和储存压缩后的产品、富氢产品或压缩后 的富氢产品。本专利技术的设备包括可产生这样一种产品的氢气发生器，所述产品 包括氢气和一种或多种此处所描述的杂质。适当的氢气发生器在本领 域是公知的并且可包括能够从富化合氢(bonded hydrogen )的材料中 产生富游离氢的气体的任意装置或设备。这种装置包括气化器、燃料 处理器、电解槽和类似物。在优选实施例中，氢气发生器包括能够制 造包括氢气和一种或多种杂质的产品的燃料处理器。本专利技术的设备的 最终目的是制造基本上纯净的氢气产品，这种产品在任何消耗氢气的 装置或工艺中可安全可靠地使用。如上，本文中的"杂质"包括可能污 染、损坏或其它干涉耗氢装置或工艺或氢气储存装置的操作的所有材 料。这种杂质典型地包括含硫的化合物、含氮的化合物、碳的氧化物、 液态水、蒸汽、未反应的碳氢化合物和惰性气体。根据燃料处理器的 类型，产品的压力、流量和/或成分变化或波动可在稳态特别是在瞬态 操作过程中发生。在一些实施例中，所述燃料处理器包括氧化剂和重整器，用于将 燃料重整本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产氢气的设备，包括： 氢气发生器，其用于生产包括氢气的产品； 压缩单元，其位于氢气发生器的下游，用于接收所述产品并生产压缩产品，该压缩单元具有感应电动机和用于调节该电动机转速的装置；和 下游单元，其包括下述单元中 的一个或多个： 提纯单元，其用于接收所述压缩产品的至少一部分并且生产富氢产品； 第二压缩单元，其用于接收和压缩所述压缩产品或富氢产品；和 储存单元，其用于接收并储存所述压缩产品、富氢产品或压缩后的富氢产品。
【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：M哈加加亚尼，
申请(专利权)人：德士古发展公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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。