[发明专利]液体和气态燃料两用重整器和重整方法

说明书

液体和气态燃料两用CPOX重整器，其包括用于液体和气态可重整燃料的CPOX重整的反应区。还提供重整方法。所述方法包括使包括包含氧气的气体和气化的液体燃料的第一气态可重整反应混合物重整，以及在该步骤之前或之后，使包括包含氧气的气体和气态燃料的第二气态可重整反应混合物重整以制造富含氢气的重整物。

本申请是国际申请日为2014年11月6日、申请号为201480072093.7、发明名称为“液体和气态燃料两用重整器和重整方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明申请要求Finnerty等的于2013年11月6日提交的美国临时专利申请序号61/900,510和61/900,543的权益，将其全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本教导涉及将液体(液态)和气态可重整燃料重整以制造富含氢气的重整物的重整器和方法。

背景技术

气态或液体可重整燃料向富含氢气的包含一氧化碳的气体混合物(通常被称为“合成气体”或“合成气”的产物)的转化可根据任意这样的公知燃料重整操作如蒸汽重整、干重整、自热重整、和催化部分氧化(CPOX)重整进行。这些燃料重整操作各自具有其与众不同的化学和要求并且各自以其相对于其它而言的优点和缺点为特点。

改进的燃料重整器、燃料重整器部件、和重整工艺的发展由于燃料电池(即，用于将可电化学氧化的燃料例如氢气、氢气与一氧化碳的混合物等电化学转化为电力的装置)的潜力而依旧是相当多的研究的焦点，对于包括主动力单元(MPU)和辅助动力单元(APU)在内的通常应用依旧起到大大扩展的作用。燃料电池也可用于专业化应用，例如，作为用于电动车的机载发电装置，用于住宅用装置的备用电源，用于在离网(out-of-grid)场所中的休闲用途、户外和其它耗电装置的主电源，和用于便携式电池组的更轻质、更高功率密度、不依赖环境温度的替代品。

由于氢气的大规模的经济的生产、其分销所需要的基础设施、以及用于其存储(尤其是作为运输燃料)的实用手段被普遍认为还有长的路要走，因此很多当前的研究和开发目的在于改进作为可电化学氧化的燃料(特别是氢气与一氧化碳的混合物)的来源的燃料重整器和作为这样的燃料到电力的转化器的燃料电池组件(通常被称为燃料电池“堆”)两者，以及燃料重整器和燃料电池向用于产生电能的更紧凑、可靠和有效率的装置的集成。

通常，重整器被设计和构造成处理气态或液体可重整燃料而不是两者。能够选择性地处理这些类型的燃料之一并且在某一时刻切换为处理另一类型的燃料的重整器相对于仅能够处理这些类型的燃料的一种的重整器而言具有显著的优点。例如，液体和气体两用(双重利用，dual utilization)重整器将能够响应于形势的变化比如用一种或另一种燃料操作所述重整器的改变的经济性或者燃料在特定时候和/或在特定地方的相对可获得性而从处理一种类型燃料切换为另一种。

因此，对于能够利用液体和气态可重整燃料两者的重整器以及在该重整器内将这样的燃料选择性重整的方法存在需要。

发明内容

根据本公开内容，提供液体和气态燃料两用CPOX重整器，其包括：

液体(液态)燃料气相重整反应区(zone)；

气态燃料气相重整反应区；

气流导管，其包括包含氧气的气体入口、液体燃料入口、气态燃料入口或者包含氧气的气体和气态燃料重整反应混合物入口、与第一加热器热耦合的第一加热区、与内部和/或外部热源热耦合的第二加热区、液体燃料气化器、以及与所述液体燃料重整反应区和气态燃料重整反应区气流连通的气态重整反应混合物出口；

与所述液体燃料重整反应区和气态燃料重整反应区各自热连通的气态重整反应混合物点火器；和

富含氢气的重整物出口。