[发明专利]包括与流动路径垂直的挤压引导壁的重整器

说明书

为了在燃料电池系统(1)中重整器(6)的生产，型材(31)挤出有引导壁(17)，用于在转化成用于燃料电池(2)的合成气期间的蒸汽的曲折形成的路径(15)。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统中的重整器(reformer)的生产方法。

背景技术

当使用液体燃料用于发电燃料电池时，通过将液体燃料转化成含有大量气态氢的合成气体(也称为合成气)来生成用于燃料电池的氢。液体燃料的示例是甲醇和水的混合物，但也可以使用其它液体燃料，特别是其它醇类，包括乙醇。为了转化，液体燃料在蒸发器中蒸发并在重整器中进行催化转化，以为燃料电池提供合成气。为了达到250-300摄氏度的必要转化温度，重整器必须加热，例如通过来自燃烧器的废气加热，其气体通常具有350-400摄氏度的温度。

英国US7976787中公开了重整器的一般示例。为了在热废气和重整器之间进行适当的热传递，将重整器插入缠绕的波纹金属或挤压金属的散热器芯中并钎焊到其上。该方法类似于热交换器领域，其中一般教导是挤压管和钎焊到管外壁的薄翅片，用于从沿翅片流动的介质进行热传递。在这种挤压管内部，液体在与挤出(extrusion)方向相同的方向中流动，这符合热交换器技术领域中的传统思想。根据热交换器的一般技术，已知在挤压铝芯上使用包层或粉末喷涂。在EP0595601中公开了示例，其中粉末钎焊剂的喷涂用于将波纹翅片钎焊到热交换器的挤压铝芯上。在EP0417894中公开了在钎焊之前包覆波纹翅片。

中国实用新型CN202510702公开了一种挤压重整器模块筒体，其沿流动方向具有多个通道，这反映了关于挤压的传统思路。如Caze等人的US2010/143215中公开的，关于流体处理装置还公开了与挤出方向平行的流动。

具有相反方向流动的紧凑型整体式热交换器在由Huisheng Zhang*、Lijin Wang、Shilie Weng、Ming Su在Journal of Power Sources 183(2008)282-294上发表的文章“Performance research on the compact heat exchange reformer used for hightemperature fuel cell systems(用于高温燃料电池系统的紧凑型热交换重整器的性能研究)”中公开。对于热交换器，来自SAS SYNGAS的P.Gateau、来自SIMTAC的Patrick Namy和来自COMSOL France的Nicolas Huc在2011年Stuttgart的COMOL会议上发表了标题为“Comparison between honeycomb and fin heat exchangers(蜂窝和翅片热交换器之间的比较)”的会议论文。

然而，挤出是一种通常用于管道的方法，其中流体的流动沿着具有恒定横截面的方向，挤出不是用于具有更复杂结构的重整器的明显有利的方法，其中流动不沿着具有恒定的横截面的方向。

高温质子交换膜燃料电池(也称为高温质子电解质膜(HTPEM)燃料电池)有利于耐受相对高的CO浓度，并且因此在重整器和燃料电池堆之间不需要PrOx反应器，原因在于可以使用简单、轻便和廉价的重整器，这使得系统的整体大小和重量最小化，这与提供例如用于汽车工业的紧凑燃料电池系统的目的一致。然而，为了不管小尺寸而有效，重整器需要足够长的反应路径，其通常比小型重整器的外部尺寸长得多。一种结合轻质、小尺寸和长反应路径的方式，反应路径可能形成为曲径，使得反应物必须遵循通过重整器的之字形曲线。