變壓吸附（ＰＳＡ）組件以及包括有該變壓吸附組件的產氫燃料處理組件以及／或者燃料電池系統。該等ＰＳＡ組件包括有以下者或者被與以下者一起應用：燃燒燃料流供應系統，該燃燒燃料流供應系統適合用以調整來自該ＰＳＡ組件的用于傳送到一加熱組件處以為一可燃燃料流之用的一副產物流的流量，用以將該燃料處理系統的至少一產氫區域維持在一產氫溫度或者溫度范圍內。在一些具體實施例中，該燃燒燃料流供應系統被構形以確保：來自該ＰＳＡ組件的可燃燃料到該加熱組件的供應包含至少一足夠的燃燒值，以將至少該產氫區域維持于一預定的產氫溫度或者溫度范圍內。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術大致是針對氫產生組件，該等氫產生組件包括有變壓吸附組件，以及更特 別地是針對用于提供一具有一連續可燃燃料流的加熱組件(或者一氫產生組件的其它下 游構件)的系統以及方法。
技術介紹
一種氫產生組件一包括有一燃料處理系統的組件，其適用以將一或者更多的原料 轉變為一產物流，該產物流所包含的一主要成份為氫氣。該生成的氫氣可被用在各種不同 的應用中。其中的一種應用就是能量生成，例如用在電化學的燃料電池中。一電化學的燃 料電池是一種將一燃料以及一氧化劑轉變為電力、反應產物以及熱的裝置。舉例來說，燃料 電池可將氫及氧轉化成水和電力。在此等燃料電池中，該氫是燃料，該氧是氧化劑，以及該 水是反應產物。燃料電池典型地需要高純度的氫氣，以防止該等燃料電池在使用期間受到 傷害。來自一氫產生組件的燃料處理系統的產物流可能包含不純物質，這些不純物質包括 有以下的示例性的范例中的一或更多者一氧化碳、二氧化碳、甲烷、未反應的原料以及水。 因此，在許多的傳統燃料電池系統中，需要包括有用于在該燃料處理系統中從所生成的不 純氫流中以及/或者從用于一燃料電池組的含氫燃料流中將不純的物質移除的適合結構。一變壓吸附(pressure swing adsorption，PSA)程序是一可藉由選擇性地吸附一 或者更多存在于一不純的氫流中的不純物質，用以從該不純氫氣流中移除不純物質的機構 范例。該等被吸附的不純物質可接著被釋出以及被從該PSA組件中移除。PSA為一壓力驅 動式的分離程序，其典型地使用多個吸附床。該等吸附床被經由一連串的步驟而循環，該等 步驟例如為加壓、分離(吸附)、泄壓(將吸附物釋出)以及沖洗步驟，用以選擇性地從該 氫氣中移除不純物質以及接著把該等不純物質釋出。許多的氫產生組件包括有一加熱組件，該加熱組件使至少一燃料流與空氣一起燃 燒，以生成一用于加熱該氫產生組件的至少一部分的加熱排放流。該等燃料流可來自各種 不同的來源，該等來源包括有該PSA組件。然而，PSA組件被操作于PSA循環中，其等可能 造成廢氣或者副產物、具有多變且間歇的流量以及/或者多變的燃燒值，或者僅間歇地排 出的副產物流。當被用為一用于一加熱組件的燃料流時，例如在沒有燃料的期間、燃料不足 的期間、其中的該等燃料流具有可變燃燒值的期間等等，這個在流率以及/或者燃燒值中 的間隔、變化以及/或者中止可能會在該加熱組件中產生不一致、通常為不可預測。因此， 對于該加熱組件而言，困難的是要將該氫產生組件之一選用的構件或者區域維持在一想要 的溫度中或者在一想要或者選定的溫度范圍內。類似地，有時候，該PSA組件可能未制造充分或者任何用以在操作中維持一加熱組件的火焰或者其它點火源的廢氣流。
技術實現思路
本專利技術是針對用于與PSA組件一起使用的燃燒燃料流供應系統，以及針對氫產生 組件以及/或者包含上述者的燃料電池系統，以及針對操作上述者的方法。該等PSA系統 包括有至少一吸附床，以及典型地包括有多個吸附床，該等吸附床包括有一吸附區域，該吸 附區域包括有適合用以從包含以氫氣為一主要成份以及其它氣體的一混合氣流中移除不 純物質的吸附劑。該混合氣流可藉由一燃料處理系統的一產氫區域而產生以及/或者被從 另一氫氣來源接收，例如儲氫裝置。該PSA組件可從該混合氣流處生成一生成氫流，該氫流 被藉由一燃料電池組消耗掉，以提供一產生電力的燃料電池系統。該PSA組件生成以及間 歇地排放一副產物流以及一沖洗氣體，該副產物流包含有從該混合氣體流中被移除的不純 物質，該沖洗氣體可為或者包括有氫氣。該氫產生組件以及/或者該燃料處理系統的一下 游構件，例如一加熱組件，可適用以接收該被排出的副產物流，該副產物流是如用于生成一 加熱過的排放流的一燃料流。該被加熱過的排放流可適用以加熱該燃料處理系統的一或者 更多的構件或者區域，例如該產氫區域。該PSA組件適用以循環經過至少一減少的副產物周期，例如一 PSA循環的一均等 步驟(equalization step)，在該均等步驟期間，一副產物流不會被排出或者在被燃燒時不 會有一足以將該產氫區域維持于一想要的溫度范圍內，例如在一預定的產氫溫度范圍內的 可燃燃燒值。一燃燒燃料流供應系統適用以至少在該PSA的整個循環中，連續地供應一燃 燒燃料流，該燃燒燃料流具有至少一預定的臨界燃燒值。在一些范例中，一燃燒燃料流供 應系統可藉由選擇性地在至少一減少的副產物周期中供應一輔助燃料流到該加熱組件中 以完成上述者，以致于被供應至該加熱組件中的該一或者更多的流具有一綜合的燃料燃燒 值，該燃燒值至少與該對應的預定臨界值一樣大。在一些范例中，一燃燒燃料流供應系統可 包括有一用以暫時儲存來自一副產物流的氣體的加壓儲蓄器、一用以選擇性地從該加壓儲 蓄器釋放被儲存的副產物氣的受控釋放系統，以及一用以供應經由該受控釋放系統被釋放 的副產物氣為一連續燃燒燃料流的至少一部分的傳送組件。在一些實施例中，該燃燒燃料流供應系統包括有一貯槽組件，該貯槽組件適用以 接收以及儲存一或者更多的燃料流，用于再使用為一輔助燃料流或者為該燃料流的一構成 成份。舉例而言，該燃燒燃料流供應系統可適用以選擇性地將從該PSA組件排出或者釋放 出的具有至少一預定的臨界燃燒值的至少一部分的副產物流引導到該貯槽組件處，以及適 用以選擇性地使用該被儲存的副產物流的至少一部分為該輔助燃料流的至少一部分。在這 個以及其它范例中，該輔助燃料流可單獨由該被儲存的副產物流構成，或者該被儲存的副 產物流可被結合有其它的燃料流，以形成該輔助燃料流。在一些實施例中，該燃燒燃料流供應系統適用以選擇性地在該混合氣流的至少一 部分被傳送到該PSA組件以前重新引導該混合氣流的至少一部分，以及適用以當供應該輔 助燃料流時，使用該被重新引導的混合氣流的至少一部分為一“滑(slip)”流。在這個以及 其它范例中，該輔助燃料流可單獨由該被重新引導的混合氣流構成，或者該被重新引導的 混合氣流可被結合有一或者更多其它的燃料流，以形成該輔助燃料流。在一些具體實施例中，該燃燒燃料流供應系統被以壓力驅動以及包括有一儲蓄器、或加壓的貯槽，該加壓貯槽適用在一預定的壓力范圍內接收以及至少暫時地儲存從該 PSA組件排放出的副產物流的副產物氣。在一些實施例中，該預定的壓力范圍系較從該儲 蓄器所釋放的副產物氣的想要的傳送壓力大的。根據本專利技術揭示內容的一受控釋放系統包 括有一孔口組件，該孔口組件適用以連續地將被儲存的副產物氣從該儲蓄器處釋放。該孔 口組件適用以例如經由一固定或者不可關閉的孔口，以一第一流率釋放該被儲存的副產物 氣，以及從該儲蓄器，例如經由一或者更多有閥的孔口，選擇性地以一第二流率釋放被儲存 的副產物氣。該受控釋放系統進一步地包括有一傳送系統，該傳送系統適用以供應被經由 該孔口組件釋放的副產物氣為一燃燒燃料流。一些實施例可結合上述的該等范例的態樣，以提供一輔助燃料流，該輔助燃料流 是由多于一的燃料流所構成的。舉例而言，一輔助燃料流可包括有與一或者更多的滑流 (例如一被重新引導的混合氣流)結合的一或者更多被儲存的氣流(例如一被儲存的副產 物流)。該燃燒燃料供應系統可包括有適合的機構以及結構，用于選擇性地供應一或者更多 流到該加熱組件，以確保在一想要的操作周期期間，例如本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于供應一具有至少一臨界燃料燃燒值的燃料流到一加熱組件的方法，該加熱組件適用以接收此一燃料流，以由其生成一加熱排放流，該方法包括有：在一燃料處理系統的一加熱產氫區域中生成一混合氣流，該混合氣流包含有氫氣為大部分成份以及其它氣體；將該混合氣流的至少一部分傳送到一變壓吸附組件；將被傳送到該變壓吸附組件的混合氣流分離成一產物流以及一副產物流，該產物流包含較大于該混合氣流濃度的氫氣濃度，該副產物流包含大部分的其它氣體；間歇地從該變壓吸附組件泄放該副產物流以及將從該變壓吸附組件被泄放出的該副產物流的至少一部分傳送到該加熱組件；當一副產物流沒有被泄放出時，藉由以下之一或更多者，供應一輔助燃料流到該加熱組件：將沒有被傳送到該變壓吸附組件的該混合氣流的一部分重新引導到該加熱組件；以及選擇性地儲存從該變壓吸附組件被泄放出的副產物流的至少一部分以及將該被儲存的副產物流的一部分引導到該加熱組件；藉由燃燒至少部分的被傳送到該加熱組件的該副產物流以及該輔助燃料流中任何者，產生該加熱排出流；以及以該加熱排放流加熱至少該產氫區域，以將該產氫區域維持于一預定的產氫溫度范圍內。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：帕頓M亞當斯，特勞維斯A彼茲杰克，詹姆斯A吉芬斯，
申請(專利權)人：伊達科技公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]
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