反应器制造技术

一种反应器(3)，包括反应部分(32a、32b)和去除部分(33a、33b)。反应部分(32a、32b)配置成借助于未反应的物质的反应而产生至少两种产物。所述去除部分(33a、33b)配置成从所述至少两种产物选择性地吸留至少一种产物，以便分离和去除该至少一种产物。所述去除部分(33a、33b)包括吸收剂(330a、330b)和冷却单元(35a、35b)。所述吸收剂(330a、330b)在选择性地吸留所述至少一种产物时释放热量。所述冷却单元(35a、35b)配置成去除由吸收剂(330a、330b)所释放的热量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种反应器，所述反应器使未反应的物质进行反应以生成至少两种产物并将至少一种产物从所述至少两种产物中分离和去除。
技术介绍
常规地，由燃料和水蒸气生成氢的燃料重整器是已知的(例如参见JP-A-2003-119002)。在JP-A-2003-119002中描述的常规技术包括通过以多层方式堆叠例如燃料重整催化剂层和可渗透氢的膜形成的结构，所述燃料重整催化剂层通过燃料的蒸汽重整来产生氢，氢通过所述可渗透氢的膜从具有作为主成份的通过蒸汽重整所生成的氢的气体选择性地渗透。根据该常规技术，甲醇(Me-OH)用作重整的燃料，由钯合金支撑的可渗透氢的膜设置成面朝气体通路，包括作为主成分的氢的气体流过所述气体通路。用于在气体通路中产生的反应的反应式由以下化学反应式I来表示:化学反应式1:MeOH — H2+C0当氢通过氢分离膜分离时，上述反应进入非平衡状态。相应地，所生成的氢的量可以增加。因此，上述反应的温度可以降低，重整温度可以下降。然而，根据在JP-A-2003-119002中描述的上述常规技术，可渗透氢的膜用作将氢从重整所生成的气体(重整气体)分离出来的装置。于是，给定膜的强度，则从重整气体分离出的氢的流量不会增加，另外，在所述膜的上游侧和下游侧之间的压差(差压)难以保证。因此，为了以它们的期 望的量来保证从重整气体分离出的氢的流量和在所述膜的上游侧和下游侧之间的差压，必须增加可渗透氢的膜的面积因而整个燃料重整器的尺寸增加。另外，根据JP-A-2003-119002的常规技术，由于可渗透氢的膜固定于框架体中，因此需要在可渗透氢的膜和框架体之间设置密封。上述常规技术的燃料重整器具有通过将可渗透氢的膜、燃料重整催化剂层等以多层方式堆叠而获得的结构。因此，密封长度变长。于是，需要将大量劳动花费在密封中，生产成本也变高。进而，作为昂贵的贵重金属的钯合金用作可渗透氢的膜的材料。因此，生产成本甚至更高。
技术实现思路
本申请的目的之一在于，提供一种可以减小尺寸和降低生产成本的反应器。为了实现本申请的目的，提供了一种反应器，包括反应部分和去除部分。反应部分配置成借助于未反应物质的反应而产生至少两种产物。去除部分配置成选择性地吸留来自至少两种产物的至少一种产物，以便分离和去除该至少一种产物。去除部分包括吸收剂和冷却单元。吸收剂在选择性地吸留所述至少一种产物时释放热量。冷却单元配置成去除由吸收剂所释放的热量。附图说明本公开的上述及其它目的、特征和优点将从参照附图的以下详细说明变得更加清楚，其中:图1是示出根据一实施例的燃料供给系统的整体结构的图；图2是示出根据该实施例的重整器的示意图；和图3是示出根据该实施例的第一重整部分的部分透明的透视图。具体实施例方式下面参照图1至图3对实施例进行描述。在本实施例中，本专利技术的反应器应用于燃料供给系统10。该燃料供给系统10应用于车辆，并将燃料供给至作为能量输出单元的发动机(内燃机)EG，所述能量输出单元输出用于车辆行驶的驱动力(机械能)。燃料供给系统10包括作为液体燃料贮存器的高压箱I，用于贮存加压和液化的高压液体燃料。燃料的分子包括至少一个氢原子，该燃料用作贮存在该高压箱I中的燃料。通过使用分子包括至少一个氢原子的燃料作为燃料，可以通过燃料的重整而产生易燃的氢气。燃料可以是易燃的，以便其可以作为发动机EG中的燃料燃烧，而且即使在常温(大约15摄氏度至25摄氏度)下也可以在高压下被容易地液化，从而降低其生产成本。因此，在本实施例中，氨(NH3)用作分子包含三个氢原子和一个氮原子的燃料，其易燃，并且甚至在常温下也可以在1.5MPa或更低的压强下液化。除此之外，二甲醚、含有酒精的燃料等可以用作具有等同特性的燃料。而且，可以采用含有氢的燃料；分子 中含有硫(S)、氧(O)、氮(N)和卤素中的至少一种原子的燃料；以及在分子之间产生氢键的燃料。汽化器2的燃料流入口连接至高压箱I的燃料流出口。汽化器2是用于使从高压箱I流出的液相状态的燃料(液体燃料)汽化的汽化装置。由汽化器2所汽化的处于气相状态的燃料(气体燃料)流出汽化器2的燃料流出口。从汽化器2流出的气体燃料流分支成两个流。一条分支的气体燃料流入燃料喷射阀(喷射器)，所述燃料喷射阀将气体燃料喷射和供给至发动机EG的燃烧室中。另一个分支的气体燃料流入重整器3中，重整器3将气体燃料重整以生成氢气。重整器3是用于在催化剂的影响下将气体燃料加热至重整温度和用于引起重整反应以产生氢气的重整装置(反应器)。在本实施例中，氨作为含有氢的燃料被用作燃料。于是，该燃料被加热至300摄氏度至700摄氏度的范围，重整反应由此在催化剂的作用下开始以产生氢气。如图2所示，重整器3包括两个重整部分3a、3b。重整部分3a、3b分别包括:燃料通路形成构件31a、31b，其限定燃料通路310a、310b，作为用作未反应的物质的燃料的氨流过燃料通路310a、310b ;反应部分32a、32b，所述反应部分32a、32b对氨进行重整以生成氢和氮两种产物；和去除部分33a、33b，所述去除部分去除在反应部分32a、32b中生成的氮。相应地，去除部分33a、33b分别设置用于反应部分32a、32b。反应部分32a、32b分别包括用于重整氨以产生氢的催化剂320a、320b。反应部分32a、32b分别被设置于燃料通路310a、310b中。为此，重整部分3a、3b分别被配置成使得流过燃料通路310a、310b的氨与反应部分32a、32b中的催化剂320a、320b接触。在反应部分32a、32b中产生的氢和氮分别被排放至燃料通路310a、310b中。可以对催化剂320a、320b进行加热或冷却的反应部分侧热交换器34a、34b分别为反应部分32a、32b而设置。这些反应部分侧热交换器34a、34b将在下文中被更详细地描述。去除部分33a、33b分别通过选择性地仅仅将在反应部分32a、32b中生成的氢和氮中的氮吸留来分离和去除氮。具体地，去除部分33a、33b分别包括吸收剂330a、330b，所述吸收剂330a、330b借助于氮的物理吸附或氮的固定反应来选择性地吸留氮。通过使用例如沸石或活性炭作为吸收剂330a、330b，氮可以被通过氮的物理吸附被选择性地吸留。通过使用例如钥作为吸收剂330a、330b，氮可以基于钥的络合反应而被选择性地吸留。这些吸收剂330a、330b在选择性地吸留氮时释放热量。去除部分33a、33b分别被设置在燃料通路310a、310b中。因此，重整部分3a、3b的吸收剂330a、330b分别与从反应部分32a、32b释放到燃料通路310a、310b中的氢和氮接触。可以对吸收剂330a、330b进行加热或冷却的去除部分侧热交换器35a、35b分别为去除部分33a、33b设置。下文将对这些去除部分侧热交换器35a、35b进行描述。电气型三通阀36连接至两个重整部分3a、3b的燃料入口侧。电气型三通阀36是通路切换装置，所述通路切换装置的操作由从控制装置(未示出)输出的控制电压控制。具体地，电气型三通阀36包括用作入口、第一出口和第二出口的三个阀。电气型三通阀36的入口连接至汽化器2的排放侧。电气型三通阀36的第一出口连接至两个重整部分3a、3b中的一个重整部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应器(3)，包括：反应部分(32a、32b)，所述反应部分配置成借助于未反应的物质的反应而产生至少两种产物；和去除部分(33a、33b)，所述去除部分配置成从所述至少两种产物选择性地吸留至少一种产物，以便分离和去除该至少一种产物，所述去除部分(33a、33b)包括：吸收剂(330a、330b)，所述吸收剂在选择性地吸留所述至少一种产物时释放热量；和冷却单元(35a、35b)，所述冷却单元配置成去除由吸收剂(330a、330b)所释放的热量。

【技术特征摘要】
2011.10.31 JP 2011-2391111.一种反应器(3),包括: 反应部分(32a、32b)，所述反应部分配置成借助于未反应的物质的反应而产生至少两种产物；和 去除部分(33a、33b)，所述去除部分配置成从所述至少两种产物选择性地吸留至少一种产物，以便分离和去除该至少一种产物，所述去除部分(33a、33b)包括: 吸收剂(330a、330b)，所述吸收剂在选择性地吸留所述至少一种产物时释放热量；和 冷却单元(35a、35b)，所述冷却单元配置成去除由吸收剂(330a、330b)所释放的热量。2.根据权利要求1所述的反应器(3)，其中: 所述反应部分(32a、32b)包括至少两个小的反应部分(32a、32b)； 所述去除部分(33a、33b)针对于所述至少两个小的反应部分(32a、32b)中的每一个而提供且包括: 所述吸收剂(330a、330b)，其在选择性地吸留所述至少一种产物时释放热量和在对所吸留的至少一种产物进行解吸时吸收热量； 所述冷却单元(35a、35b)，其去除由吸收剂(330a、330b)所释放的热量；和 加热单元(35a、35b)，其配置成将热量给予吸收剂(330a、330b);和 所述去除部分(33a、33b)配置成能够执行: 吸留模式，在所述吸留模式中，吸收剂(330a、330b)选择性地吸留所述至少一种产物，所述冷却单元(35a、35b)去除由吸收剂(330a、330b)所释放的热量；或 解吸模式，在所述解吸模式中，所述加热单元(35a、35b)将热量给予所述吸收剂(330a、330b)，所述至少一种产物从吸收剂(330a、330b)被解吸。3.根据权利要求2所述的反应器(3)，其中: 所述反应器(3)适用于燃料供给系统(10)，所述燃料供给系统(10)将燃料供给至能量输出单元(EG)，所述能量输出单元(EG)通过氢或燃料的氧化输出能量，所述燃料的分子包括至少一个氢原子； 所述至少两个小的反应部分(32a、32b)中的每一个配置成使燃料反应以生成氢和除去氢之外的产物；和 在解吸模式中，所述加热单元(35a、35b)通过在能量输出单元(EG)中氢或燃料氧化时产生的热量来加热吸收剂(330a、330b)。4.根据权利要求3所述的反应器(3)，其中: 所述至少两个小的反应部分(32a、32b)中的每一个包括将燃料重整以生成氢的催化剂(320a,320b)； 在所述吸留模式中，所述催化剂(320a、320b)由在能量输出单元(EG)中的氢或燃料氧化时所产生的热量加热；和 在所述解吸模式中，所述加热单元(35a、35b)由在加热催化剂(320a、320b)之后排出的热量对吸收剂(330a、330b)进行加热。5.根据权利要求4所述的反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：布施卓哉，桑山和利，中川忠纮，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：