制氫裝置和氫純化設(shè)備的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年3月3日，申請(qǐng)?zhí)枮?01480015413.5，發(fā)明名稱為“制氫裝置和氫純化設(shè)備”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2013年3月14日提交的名為“制氫裝置和氫純化設(shè)備”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/829,766的優(yōu)先權(quán)。上述申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
本發(fā)明涉及一種制氫裝置和氫純化設(shè)備。
背景技術(shù)：
制氫裝置是將一種或多種原料轉(zhuǎn)化為包含氫氣作為主要組分的產(chǎn)品物流的裝置。所述原料可包括含碳原料，并且在一些實(shí)施方式中還可包括水。將原料從原料遞送系統(tǒng)遞送到制氫裝置的產(chǎn)氫區(qū)中，且原料通常在壓力和升高溫度下遞送。所述產(chǎn)氫區(qū)通常與諸如加熱裝置或冷卻裝置的溫度調(diào)節(jié)裝置相關(guān)聯(lián)，后者消耗一種或多種燃料物流以將產(chǎn)氫區(qū)保持在有效產(chǎn)生氫氣的合適溫度范圍內(nèi)。所述制氫裝置可經(jīng)由合適的機(jī)制(諸如蒸汽重整、自熱重整、熱解和/或催化部分氧化)生成氫氣。
然而，所生成或產(chǎn)生的氫氣可能具有雜質(zhì)。該氣體可被稱為包含氫氣和其它氣體的混合氣體物流。在使用該混合氣體物流之前，其必須被純化，諸如去除至少一部分其它氣體。因此，制氫裝置可包括用于提高混合氣體物流的氫純度的氫純化設(shè)備。氫純化設(shè)備可包括至少一個(gè)將混合氣體物流分離為產(chǎn)品物流和副產(chǎn)品物流的氫選擇性膜。所述產(chǎn)品物流含有較高濃度的氫氣和/或較低濃度的來(lái)自混合氣體物流的一種或多種其它氣體。使用一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜的氫純化是壓力驅(qū)動(dòng)型分離方法，其中一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜被收納在壓力容器中?；旌蠚怏w物流與膜的混合氣體表面接觸，且產(chǎn)品物流由滲透通過(guò)該膜的混合氣體物流的至少一部分形成。壓力容器通常被密封以防止氣體除了通過(guò)所限定的輸入口和輸出口部分或?qū)Ч苤膺M(jìn)入或離開(kāi)該壓力容器。
產(chǎn)品物流可用于多種應(yīng)用中。一種這樣的應(yīng)用是能源生產(chǎn)，諸如在電化學(xué)燃料電池中。電化學(xué)燃料電池是將燃料和氧化劑轉(zhuǎn)化為電力、反應(yīng)產(chǎn)物和熱的設(shè)備。例如，燃料電池可將氫和氧轉(zhuǎn)化為水和電力。在那些燃料電池中，氫是燃料，氧是氧化劑，水是反應(yīng)產(chǎn)物。燃料電池堆包含多個(gè)燃料電池，并且可與制氫裝置一起使用以提供能源生產(chǎn)裝置。
制氫裝置和/或那些裝置的組件的例子在以下文獻(xiàn)中描述：美國(guó)專利號(hào)5,861,137；6,319,306；6,494,937；6,562,111；7,063,047；7,306,868；7,470,293；7,601,302；7,632,322；美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2006/0090397；2006/0272212；2007/0266631；2007/0274904；2008/0085434；2008/0138678；2008/0230039；2010/0064887；和2013/0011301。上述專利和專利申請(qǐng)公開(kāi)的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一些實(shí)施方式可提供氫純化設(shè)備。在一些實(shí)施方式中，所述氫純化設(shè)備可包括第一和第二端框架(endframes)。所述第一和第二端框架可包括構(gòu)造為接收包含氫氣和其它氣體的混合氣體物流的輸入口以及構(gòu)造為接收與混合氣體物流相比包含較高濃度的氫氣和較低濃度的其它氣體中的至少一種的滲透物流的輸出口。所述第一和第二端框架可額外包含構(gòu)造為接收包含至少大部分其它氣體的副產(chǎn)品物流的副產(chǎn)品口。所述氫純化設(shè)備可額外包含至少一個(gè)布置在第一和第二端框架之間并固定于其上的氫選擇性膜。所述至少一個(gè)氫選擇性膜可具有進(jìn)料側(cè)和滲透?jìng)?cè)，至少一部分滲透物流由從進(jìn)料側(cè)穿過(guò)到滲透?jìng)?cè)的混合氣體物流的一部分形成，而留在進(jìn)料側(cè)的混合氣體物流的其余部分形成副產(chǎn)品物流的至少一部分。
所述氫純化設(shè)備可還包括布置在第一和第二端框架與至少一個(gè)氫選擇性膜之間并固定在第一和第二端框架上的多個(gè)框架。所述多個(gè)框架可包括布置在至少一個(gè)氫選擇性膜與第二端框架之間的至少一個(gè)滲透框架。所述至少一個(gè)滲透框架可包括外周殼體(peripheryshell)和形成于該外周殼體上并構(gòu)造為接收至少一部分來(lái)自所述至少一個(gè)氫選擇性膜的滲透物流的輸出導(dǎo)管。所述至少一個(gè)滲透框架可額外包含被所述外周殼體所圍繞的開(kāi)放區(qū)和跨越至少大部分所述開(kāi)放區(qū)并構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜的的至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)。所述至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)可包括第一和第二膜支撐板。所述第一和第二膜支撐板中的每個(gè)都不含穿孔。所述第一和第二膜支撐板中的每個(gè)均可包括具有多個(gè)構(gòu)造為提供用于所述至少一部分滲透物流的流道的微槽(microgrooves)的第一面和與該第一面相對(duì)的第二面。所述第一和第二膜支撐板可在所述至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)中堆疊為使得第一膜支撐板的第二面面對(duì)第二膜支撐板的第二面。
一些實(shí)施方式可提供制氫裝置。在一些實(shí)施方式中，所述制氫裝置可包括燃料處理裝置，其構(gòu)造為接收進(jìn)料物流并且可以多種模式運(yùn)行。所述多種模式可包括：其中所述燃料處理裝置從進(jìn)料物流產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流的運(yùn)行模式，以及其中所述燃料處理裝置不從進(jìn)料物流產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流的待機(jī)模式。所述燃料處理裝置可包括：包含重整催化劑并且構(gòu)造為接收進(jìn)料物流和產(chǎn)生重整產(chǎn)物物流的產(chǎn)氫區(qū)，以及構(gòu)造為接收重整產(chǎn)物物流并從該重整產(chǎn)物物流產(chǎn)生至少一部分產(chǎn)品氫物流和副產(chǎn)品物流的一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜。所述燃料處理裝置還可包括流體連通產(chǎn)氫區(qū)與一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜的重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
所述制氫裝置可額外包含：構(gòu)造為包含產(chǎn)品氫物流的緩沖罐，以及流體連通燃料處理裝置和緩沖罐的產(chǎn)品導(dǎo)管。所述制氫裝置還可包括：流體連通緩沖罐和重整產(chǎn)物導(dǎo)管的回流導(dǎo)管，以及構(gòu)造為檢測(cè)緩沖罐中壓力的罐傳感器裝置。所述制氫裝置可額外包含：構(gòu)造為至少部分根據(jù)所檢測(cè)到的緩沖罐中的壓力在運(yùn)行模式和待機(jī)模式之間運(yùn)行燃料處理裝置的控制裝置，以及構(gòu)造為控制回流導(dǎo)管中的流動(dòng)的回流閥裝置，所述控制裝置構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)指導(dǎo)回流閥裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
附圖說(shuō)明
圖1是制氫裝置的例子的示意圖。
圖2是制氫裝置的另一個(gè)例子的示意圖。
圖3是圖1的制氫裝置的氫純化設(shè)備的示意圖。
圖4是圖3的氫純化裝置的例子的分解等軸視圖。
圖5是圖4的氫純化設(shè)備的滲透框架和微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的例子的頂視圖。
圖6是圖4的氫純化設(shè)備的部分剖視圖，顯示了進(jìn)料框架的外周殼體、氫選擇性膜、微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)、滲透框架的外周殼體和滲透框架的膜支撐結(jié)構(gòu)。
圖7是圖4的氫純化設(shè)備的滲透框架的外周殼體的另一個(gè)例子的部分剖視圖。
圖8是圖4的氫純化設(shè)備的滲透框架的膜支撐結(jié)構(gòu)的膜支撐板的例子的等軸視圖。
圖9是圖4的氫純化設(shè)備的膜支撐結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的剖視圖。
圖10是圖1的制氫裝置的另一個(gè)例子的部分示意圖。
圖11是圖1的制氫裝置的又一個(gè)例子的部分示意圖。
圖12是圖1的制氫裝置的再一個(gè)例子的部分示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1顯示了制氫裝置20的例子。除非具體排除，所述制氫裝置可包括本公開(kāi)中描述的其它制氫裝置的一種或多種組件。所述制氫裝置可包括任何構(gòu)造為生成產(chǎn)品氫物流21的合適結(jié)構(gòu)。例如，所述制氫裝置可包括原料遞送系統(tǒng)22和燃料處理裝置24。所述原料遞送系統(tǒng)可包括任何構(gòu)造為將至少一個(gè)進(jìn)料物流26選擇性遞送到燃料處理裝置的合適結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施方式中，原料遞送系統(tǒng)22可額外包含任何構(gòu)造為將至少一個(gè)燃料物流28選擇性遞送至燃料處理裝置24的燃燒器或其它加熱裝置的合適結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，進(jìn)料物流26和燃料物流28可為被遞送至燃料處理裝置的不同部件的相同物流。所述原料遞送系統(tǒng)可包括任何合適的遞送機(jī)制，諸如容積式或其它適合用于推進(jìn)流體物流的泵或機(jī)制。在一些實(shí)施方式中，原料遞送系統(tǒng)可構(gòu)造為遞送進(jìn)料物流26和/或燃料物流28而無(wú)需使用泵和/或其它電動(dòng)流體-遞送機(jī)制。可與制氫裝置20一起使用的合適原料遞送系統(tǒng)的例子包括在以下文獻(xiàn)中描述的原料遞送系統(tǒng)：美國(guó)專利號(hào)7,470,293和7,601,302，以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2006/0090397。上述專利和專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
進(jìn)料物流26可包括至少一個(gè)產(chǎn)氫流體30，其可包括一種或多種可用作產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流21的反應(yīng)物的流體。例如，產(chǎn)氫流體可包括含碳原料，諸如至少一種烴和/或醇。合適的烴的例子包括甲烷、丙烷、天然氣、柴油、煤油、汽油等。合適的醇的例子包括甲醇、乙醇、多元醇(諸如乙二醇和丙二醇)等。另外，產(chǎn)氫流體30可包括水，諸如當(dāng)燃料處理裝置經(jīng)由蒸汽重整和/或自熱重整生成產(chǎn)品氫物流時(shí)。當(dāng)燃料處理裝置24經(jīng)由熱解或催化部分氧化生成產(chǎn)品氫物流，進(jìn)料物流26不含水。
在一些實(shí)施方式中，原料遞送系統(tǒng)22可構(gòu)造為遞送包含水和可與水混溶的含碳原料(諸如甲醇和/或另一種水溶性醇)的混合物。在這樣的流體物流中水與含碳原料之比可根據(jù)一種或多種因素而變，諸如所用的具體含碳原料、使用者偏好、燃料處理裝置的設(shè)計(jì)、燃料處理裝置的用于生成產(chǎn)品氫物流的機(jī)制等。例如，水與碳之比可為約1:1到3:1。另外，水和甲醇的混合物可以1:1或接近1:1的摩爾比(37wt％的水，63wt％的甲醇)遞送，而烴或其它醇可以大于1:1的水-碳摩爾比遞送。
當(dāng)燃料處理裝置24經(jīng)由重整生成產(chǎn)品氫物流21時(shí)，進(jìn)料物流26可包括，例如，約25-75vol％的甲醇或乙醇(或另一種合適的可與水混溶的含碳原料)和約25-75vol％的水。對(duì)于至少基本包括甲醇和水的進(jìn)料物流，那些物流可包括約50-75vol％的甲醇和約25-50vol％的水。包含乙醇或其它可與水混溶的醇的物流可包含約25-60vol％的醇和約40-75vol％的水。用于利用蒸汽重整或自熱重整的氫生成裝置20的進(jìn)料物流的例子包含69vol％的甲醇和31vol％的水。
盡管原料遞送系統(tǒng)22顯示構(gòu)造為遞送單個(gè)進(jìn)料物流26，所述原料遞送系統(tǒng)可構(gòu)造為遞送兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)料物流26。那些物流可包含相同或不同原料，并且可具有不同組成、具有至少一種共同組分、無(wú)共同組分或具有相同組成。例如，第一進(jìn)料物流可包括諸如含碳原料的第一組分，且第二進(jìn)料物流可包括諸如水的第二組分。另外，盡管原料遞送系統(tǒng)22在一些實(shí)施方式中可構(gòu)造為遞送單個(gè)燃料物流28，所述原料遞送系統(tǒng)可構(gòu)造為遞送兩個(gè)或更多個(gè)燃料物流。所述燃料物流可具有不同組成、具有至少一種共同組分、物共同組分或具有相同組成。此外，進(jìn)料和燃料物流可以不同相從原料遞送系統(tǒng)排出。例如，所述物流之一可為液體物流，而另一個(gè)為氣體物流。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)物流可均為液體物流，而在其它實(shí)施方式中兩個(gè)物流可均為氣體物流。另外，盡管制氫裝置20顯示包括單個(gè)原料遞送系統(tǒng)22，所述制氫裝置可包括兩個(gè)或更多個(gè)原料遞送系統(tǒng)22。
燃料處理裝置24可包括構(gòu)造為經(jīng)由任何合適的產(chǎn)氫機(jī)制產(chǎn)生包含氫氣的輸出物流34的產(chǎn)氫區(qū)32。所述輸出物流可包括作為至少大部分組分的氫氣，并且可包括其它氣體組分。因此輸出物流34可被稱為“混合氣體物流”，其包含氫氣作為主要組分，但也包含其它氣體。
產(chǎn)氫區(qū)32可包括任何合適的含催化劑床或區(qū)。當(dāng)產(chǎn)氫機(jī)制為蒸汽重整時(shí)，所述產(chǎn)氫區(qū)可包括合適的蒸汽重整催化劑36以有助于從包含含碳原料和水的進(jìn)料物流26產(chǎn)生輸出物流34。在這樣的實(shí)施方式中，燃料處理裝置24可被稱為“蒸汽重整器”，產(chǎn)氫區(qū)32可被稱為“重整區(qū)”，且輸出物流34可被稱為“重整產(chǎn)物物流”?？赡艽嬖谟谥卣a(chǎn)物物流中的其它氣體可包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、蒸汽和/或未反應(yīng)含碳原料。
當(dāng)產(chǎn)氫機(jī)制為自熱重整時(shí)，產(chǎn)氫區(qū)32可包括合適的自熱重整催化劑以有助于在空氣存在下從包含水和含碳原料的進(jìn)料物流26產(chǎn)生輸出物流34。另外，燃料處理裝置24可包括構(gòu)造為將空氣物流遞送到產(chǎn)氫區(qū)的空氣遞送裝置38。
在一些實(shí)施方式中，燃料處理裝置24可包括純化(或分離)區(qū)40，其可包括任何構(gòu)造為從輸出(或混合氣體)物流34產(chǎn)生至少一個(gè)富氫物流42的合適結(jié)構(gòu)。富氫物流42可包括與輸出物流34相比更大濃度的氫和/或比輸出物流中所存在者更低濃度的一種或多種其它氣體(或雜質(zhì))。產(chǎn)品氫物流21包括至少一部分富氫物流42。因此，產(chǎn)品氫物流21和富氫物流42可為相同物流，并且具有相同組成和流速。或者可選地，富氫物流42中的一些純化氫氣可被存儲(chǔ)在諸如合適的氫存儲(chǔ)裝置中以備后用，和/或通過(guò)燃料處理裝置消耗。純化區(qū)40也可被稱為“氫純化設(shè)備”或“氫處理裝置”。
在一些實(shí)施方式中，純化區(qū)40可產(chǎn)生至少一個(gè)副產(chǎn)品物流44，其可不含氫氣或包含一些氫氣。所述副產(chǎn)品物流可被排出、送往燃燒器裝置和/或其它燃燒源、用作加熱流體物流、存儲(chǔ)以備后用和/或以其它方式利用、存儲(chǔ)和/或棄置。另外，純化區(qū)40可響應(yīng)于輸出物流34的遞送將副產(chǎn)品物流作為連續(xù)物流排出，或者可間歇性排出該物流，諸如以分批方式，或者當(dāng)輸出物流的副產(chǎn)品部分被至少臨時(shí)性保留在純化區(qū)中時(shí)。
燃料處理裝置24可包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造為產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)品物流的純化區(qū)，所述副產(chǎn)品物流包含足以適合用作用于燃料處理裝置的加熱裝置的燃料物流(或原料物流)的量的氫氣。在一些實(shí)施方式中，副產(chǎn)品物流可具有足夠的燃料值或氫含量以便使得加熱裝置能夠?qū)a(chǎn)氫區(qū)保持在所需的操作溫度或所選的溫度范圍內(nèi)。例如，副產(chǎn)品物流可包括氫氣，諸如10-30vol％的氫氣，15-25vol％的氫氣，20-30vol％的氫氣，至少10或15vol％的氫氣，至少20vol％的氫氣等。
純化區(qū)40可包括任何構(gòu)造為富集(和/或提高)輸出物流21的至少一種組分的濃度的合適結(jié)構(gòu)。在大部分應(yīng)用中，富氫物流42將具有大于輸出物流(或混合氣體物流)34的氫濃度。所述富氫物流還可具有比輸出物流34中所存在者更低濃度的一種或多種非氫組分，且富氫物流的氫濃度高于、等于或低于輸出物流。例如，在常規(guī)的燃料電池系統(tǒng)中，如果一氧化碳以甚至數(shù)ppm存在時(shí)，其可能會(huì)損壞燃料電池堆，而可能存在于輸出物流34中的其它非氫組分(諸如水)即使以高的多的濃度存在時(shí)也將不會(huì)損壞電池堆。因此，在這樣的應(yīng)用中，純化區(qū)可不提高整體氫濃度，而是降低對(duì)產(chǎn)品氫物流的所需用途有害或可能有害的一種或多種非氫組分的濃度。
適合用于純化區(qū)40的設(shè)備的例子包括一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜46、一氧化碳化學(xué)去除裝置48和/或變壓吸附(psa)系統(tǒng)50。純化區(qū)40可包括多于一個(gè)類型的純化設(shè)備，且所述設(shè)備可具有相同或不同的結(jié)構(gòu)和/或通過(guò)相同或不同機(jī)制操作。燃料處理裝置24可包括在純化區(qū)下游的至少一個(gè)限制孔和/或其它限流器，諸如與一種或多種產(chǎn)品氫物流、富氫物流和/或副產(chǎn)品物流相關(guān)者。
氫選擇性膜46對(duì)氫氣來(lái)說(shuō)是可滲透的，但對(duì)輸出物流34的其它組分來(lái)說(shuō)是基本不能(如果不是完全不能)滲透的。膜46可由任何適合用于操作純化區(qū)40的操作環(huán)境和參數(shù)中的氫可滲透的材料形成。合適用于膜46的材料的例子包括鈀和鈀合金，尤其是這樣的金屬和金屬合金的薄膜。鈀合金已證實(shí)特別有效，尤其是鈀與35wt％至45wt％銅的合金。包含約40wt％銅的鈀-銅合金已證實(shí)特別有效，盡管也可使用其它相對(duì)濃度和組成。兩種尤其有效的其它合金是：鈀與2wt％至10wt％金的合金，尤其是鈀與5wt％金的合金；以及鈀與3wt％至10wt％銦+0wt％至10wt％釕的合金，尤其是鈀與6wt％銦+0.5wt％釕的合金。當(dāng)使用鈀和鈀合金時(shí)，氫選擇性膜46有時(shí)可稱為“箔”。
一氧化碳化學(xué)去除裝置(chemicalcarbonmonoxideremovalassemblies)48是使一氧化碳和/或輸出物流34的其它不理想組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以形成不會(huì)潛在有害的其它組合物的設(shè)備。一氧化碳化學(xué)去除裝置的例子包括：構(gòu)造為從水和一氧化碳產(chǎn)生氫氣和二氧化碳的水-煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)器，構(gòu)造為將一氧化碳和氧(通常來(lái)自空氣)轉(zhuǎn)化為二氧化碳的部分氧化反應(yīng)器，以及構(gòu)造為將一氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為甲烷和水的甲烷化反應(yīng)器。燃料處理裝置24可包括多于一個(gè)類型和/或數(shù)量的化學(xué)去除裝置48。
變壓吸附(psa)是基于以下原理從輸出物流34去除氣體雜質(zhì)的化學(xué)方法：即，在合適的溫度和壓力條件下，某些氣體與其它氣體相比將會(huì)更強(qiáng)力地吸附到吸附性材料上。典型地，從輸出物流34吸附并去除非氫雜質(zhì)。雜質(zhì)氣體的吸附發(fā)生在較高壓力下。當(dāng)壓力降低時(shí)，雜質(zhì)從吸附性材料上解吸，從而再生該吸附性材料。典型地，psa是循環(huán)過(guò)程，并且需要至少兩個(gè)連續(xù)(與分批式相反)操作的床?？捎糜谖酱仓械暮线m的吸附性材料的例子是活性炭和沸石。psa系統(tǒng)50還提供了在純化區(qū)40中使用的設(shè)備的例子：在該設(shè)備中，副產(chǎn)物或被去除的組分不會(huì)與輸出物流的純化同時(shí)作為氣體物流直接從純化區(qū)排出。而是，這些副產(chǎn)品組分在吸附性材料再生時(shí)去除或以其它方式從純化區(qū)去除。
在圖1中，純化區(qū)40顯示在燃料處理裝置24內(nèi)。或者可選地，純化區(qū)可獨(dú)立地位于燃料處理裝置的下游，如同圖1中以點(diǎn)劃線示意性圖示的那樣。純化區(qū)40還可包括在燃料處理裝置之內(nèi)或之外的部分。
燃料處理裝置24還可包括加熱裝置52形式的溫度調(diào)節(jié)裝置。加熱裝置可構(gòu)造為從至少一個(gè)加熱排出物流(或燃燒物流)54產(chǎn)生至少一個(gè)加熱燃料物流28，通常是在空氣存在下燃燒。加熱排出物流54在圖1中示意性圖示為加熱產(chǎn)氫區(qū)32。加熱裝置52可包括任何構(gòu)造為產(chǎn)生加熱排出物流(heatedexhauststream)的合適結(jié)構(gòu)，諸如其中燃料與空氣一起燃燒以產(chǎn)生所述加熱排出物流的燃燒器或燃燒催化劑。加熱裝置可包括構(gòu)造為引發(fā)燃料燃燒的點(diǎn)火器或點(diǎn)火源58。合適的點(diǎn)火源的例子包括一種或多種火花塞、電熱塞、燃燒催化劑、常燃火(pilotlights)、壓電點(diǎn)火器、火花點(diǎn)火器、熱表面點(diǎn)火器等。
在一些實(shí)施方式中，加熱裝置(heatingassembly)52可包括燃燒器(burner)裝置60，并且可被稱為基于燃燒的或燃燒驅(qū)動(dòng)的加熱裝置。在基于燃燒的加熱裝置中，加熱裝置52可構(gòu)造為接收至少一個(gè)燃料物流28并在空氣存在下燃燒該燃料物流以提供可用于加熱至少燃料處理裝置的產(chǎn)氫區(qū)的熱燃燒物流54?？諝饪山?jīng)由多種機(jī)制遞送到加熱裝置。例如，空氣物流62可作為單獨(dú)物流遞送到加熱裝置，如圖1中所示?；蛘呖蛇x地，或另外地，空氣物流62可與至少一個(gè)用于加熱裝置52的燃料物流28一起遞送到該加熱裝置和/或從加熱裝置所應(yīng)用的環(huán)境中抽取。
燃燒物流54可另外地，或作為選擇地，用于加熱燃料處理裝置的其它部分和/或與加熱裝置一起使用的燃料電池系統(tǒng)。另外，也可使用其它構(gòu)造或類型的加熱裝置52。例如，加熱裝置52可為構(gòu)造為通過(guò)使用至少一個(gè)加熱元件生成熱而加熱至少燃料處理裝置24的產(chǎn)氫區(qū)32的電力驅(qū)動(dòng)型(electricallypowered)加熱裝置，諸如電阻加熱元件。在那些實(shí)施方式中，加熱裝置52可以不接收并燃燒可燃性燃料物流以將產(chǎn)氫區(qū)加熱到合適的產(chǎn)氫溫度。加熱裝置的例子在美國(guó)專利號(hào)7,632,322中公開(kāi)，其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
加熱裝置52可與產(chǎn)氫區(qū)和/或分離區(qū)一起收納(housed)在普通殼體(shell)或外殼(housing)中(如下文中所進(jìn)一步討論的)。加熱裝置可相對(duì)于產(chǎn)氫區(qū)32獨(dú)立設(shè)置，但與該區(qū)域熱和/或流體連通以提供至少產(chǎn)氫區(qū)的所需加熱。加熱裝置52可部分或全部位于所述普通殼體中和/或該加熱裝置的至少一部分(或全部)可位于該殼體的外部。當(dāng)加熱裝置位于殼體外部時(shí)，來(lái)自燃燒器裝置60的熱燃燒氣體可經(jīng)由任何合適的熱傳遞導(dǎo)管遞送到可體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)組件。
加熱裝置還可構(gòu)造為加熱原料遞送系統(tǒng)22、原料供應(yīng)物流、產(chǎn)氫區(qū)32、純化(或分離)區(qū)40或者那些系統(tǒng)、物流和區(qū)的任何合適組合。原料供應(yīng)物流的加熱可包括使液體反應(yīng)物物流或用于在產(chǎn)氫區(qū)內(nèi)產(chǎn)生氫氣的產(chǎn)氫流涕的組分蒸發(fā)。在該實(shí)施方式中，燃料處理裝置24可被描述為包括蒸發(fā)區(qū)64。加熱裝置可另外地構(gòu)造為加熱制氫裝置的其它組件。例如，加熱排出物流可構(gòu)造為加熱包含形成進(jìn)料物流26和燃料物流28的至少一部分的加熱燃料和/或產(chǎn)氫流體的壓力容器和/或其它壓力罐。
加熱裝置52可在產(chǎn)氫區(qū)32中實(shí)現(xiàn)和/或維持任何合適的溫度。蒸汽重整器通常在200℃至900℃范圍內(nèi)的溫度操作。然而，該范圍外的溫度也在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。當(dāng)含碳原料為甲醇時(shí)，蒸汽重整反應(yīng)通常將在約200-500℃的溫度范圍內(nèi)操作。該范圍子集的例子包括350-450℃、375-425℃和375-400℃。當(dāng)含碳原料為烴、乙醇或其它醇時(shí)，約400-900℃的溫度范圍將通常用于蒸汽重整反應(yīng)。該范圍自己的例子包括750-850℃、725-825℃、650-750℃、700-800℃、700-900℃、500-800℃、400-600℃和600-800℃。產(chǎn)氫區(qū)32可包括兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域(zone)或部分，它們中的每個(gè)可于相同或不同溫度操作。例如，當(dāng)產(chǎn)氫流體包括烴時(shí)，產(chǎn)氫區(qū)32可包括兩個(gè)不同的產(chǎn)氫部分或區(qū)，其中一個(gè)與另一個(gè)相比于較低溫度操作以提供預(yù)-重整區(qū)。在那些實(shí)施方式中，燃料處理裝置也可稱為包括兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)氫區(qū)。
燃料物流28可包括任何適合用于被加熱裝置52消耗以提供所需的熱輸出的可燃性液體和/或氣體。一些燃料物流在通過(guò)加熱裝置52遞送并燃燒時(shí)刻為氣體，而其它的可作為液體物流遞送到加熱裝置。適合用于燃料物流28的加熱燃料的例子包括含碳原料，諸如甲醇、甲烷、乙烷、乙醇、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷等。其它例子包括低分子量可冷凝燃料(condensablefuels)，諸如液化石油氣、氨、輕質(zhì)胺、二甲醚和低分子量烴。仍然其它的例子包括氫和一氧化碳。在包含冷卻裝置而不是加熱裝置形式的溫度調(diào)節(jié)裝置的制氫裝置20的實(shí)施方式中(諸如可在利用放熱的氫生成過(guò)程(例如，部分氧化)而不是吸熱過(guò)程(諸如蒸汽重整)時(shí)使用的)，原料遞送系統(tǒng)可構(gòu)造為向裝置遞送燃料或冷卻劑物流?？墒褂萌魏魏线m的燃料或冷卻劑流體。
燃料處理裝置24可額外包含其中容納至少產(chǎn)氫區(qū)32的殼體或外殼66，如圖1中所示。在一些實(shí)施方式中，蒸發(fā)區(qū)64和/或純化區(qū)40可另外地被包含在殼體中。殼體66可使得蒸汽重整器或其它燃料處理機(jī)制的組件作為單位移動(dòng)。殼體還可通過(guò)提供保護(hù)性外罩(enclosure)而保護(hù)燃料處理裝置的組件免受損壞和/或可因組件可作為單位加熱而減少燃料處理裝置的加熱需求。殼體66可包括絕熱材料68，諸如固體絕熱材料、層絕熱材料(blanketinsulatingmaterial)和/或充滿空氣的腔。絕熱材料可在殼體內(nèi)部和/或殼體外部。當(dāng)絕熱材料在殼體外部時(shí)，燃料處理裝置24還可包括在絕熱外部的外覆蓋層(outercover)或夾套70，如圖1中示意性圖示的那樣。燃料處理裝置可包括包括燃料處理裝置的其它組件(諸如原料遞送系統(tǒng)22和/或其它組件)的不同殼體。
燃料處理裝置24的一個(gè)或多個(gè)組件可延伸到殼體之外或位于殼體外部。例如，純化區(qū)40可位于殼體66外部，諸如與殼體隔開(kāi)但通過(guò)合適的流體傳遞導(dǎo)管流體連通。作為另一個(gè)例子，產(chǎn)氫區(qū)32的一部分(諸如一個(gè)或多個(gè)重整催化劑床的部分)可延伸到殼體之外，諸如在圖1中以點(diǎn)劃線示意性指明代表另一種殼體構(gòu)造者。合適的制氫裝置及其組件的例子在美國(guó)專利號(hào)5,861,137、5,997,594和6,221,117中公開(kāi)，它們的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
制氫裝置20的另一個(gè)例子如圖2所示，并大體如72處所示。除非具體排除，制氫裝置72可包括制氫裝置20的一個(gè)或多個(gè)組件。氫生成裝置72可包括原料遞送系統(tǒng)74、蒸發(fā)區(qū)76、產(chǎn)氫區(qū)78和加熱裝置80，如圖2中所示。在一些實(shí)施方式中，制氫裝置20還可包括純化區(qū)82。
原料遞送系統(tǒng)可包括任何構(gòu)造為將一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料和/或燃料物流遞送到氫生成裝置的一個(gè)或多個(gè)其它組件的合適結(jié)構(gòu)。例如，原料遞送系統(tǒng)可包括原料罐(或容器)84和泵86。原料罐可包含任何合適的產(chǎn)氫流體88，諸如水和含碳原料(例如，甲醇/水混合物)。泵86可具有任何構(gòu)造為將產(chǎn)氫流體遞送到蒸發(fā)區(qū)76和/或產(chǎn)氫區(qū)78的合適結(jié)構(gòu)，所述產(chǎn)氫流體可為至少一個(gè)包含液體的進(jìn)料物流90(其包括水和含碳原料)的形式。
蒸發(fā)區(qū)76可包括任何構(gòu)造為接收并蒸發(fā)包含液體的進(jìn)料物流(諸如包含液體的進(jìn)料物流90)的至少一部分的合適結(jié)構(gòu)。例如，蒸發(fā)區(qū)76可包括構(gòu)造為將包含液體的進(jìn)料物流90至少部分轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)蒸汽進(jìn)料物流94的蒸發(fā)器92。在一些實(shí)施方式中，蒸汽進(jìn)料物流可以包括液體。合適的蒸發(fā)器的例子是盤(pán)管式蒸發(fā)器，諸如不銹鋼盤(pán)管。
產(chǎn)氫區(qū)78可包括任何構(gòu)造為接收來(lái)自蒸發(fā)區(qū)的多個(gè)進(jìn)料物流之一(諸如蒸汽進(jìn)料物流94)以產(chǎn)生包含氫氣作為主要組分和其它氣體的一個(gè)或多個(gè)輸出物流96的合適結(jié)構(gòu)。產(chǎn)氫區(qū)可經(jīng)由任何合適的機(jī)制產(chǎn)生輸出物流。例如，產(chǎn)氫區(qū)78可經(jīng)由蒸汽重整反應(yīng)生成。在該例子中，產(chǎn)氫區(qū)78可包括具有重整催化劑98的蒸汽重整區(qū)97，其構(gòu)造為有助于和/或促進(jìn)蒸汽重整反應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)氫區(qū)78經(jīng)由蒸汽重整反應(yīng)生成輸出物流96時(shí)，制氫裝置72可被稱為“蒸汽重整制氫裝置”，且輸出物流96可被稱為“重整產(chǎn)物物流”。
加熱裝置80可包括任何構(gòu)造為產(chǎn)生用于加熱制氫裝置72的一個(gè)或多個(gè)其它組件的至少一個(gè)加熱排出物流99的合適結(jié)構(gòu)。例如，加熱裝置可將蒸發(fā)區(qū)加熱至任何合適的溫度，諸如至少最低蒸發(fā)溫度或使包含液體的進(jìn)料物流的至少一部分蒸發(fā)形成蒸汽進(jìn)料物流的溫度。另外地，或作為選擇地，加熱裝置80可將產(chǎn)氫區(qū)加熱至任何合適的溫度，諸如至少最低產(chǎn)氫溫度或者使蒸汽進(jìn)料物流的至少一部分反應(yīng)產(chǎn)生氫氣以形成輸出物流的溫度。加熱裝置課余制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)組件(諸如蒸發(fā)區(qū)和/或產(chǎn)氫區(qū))熱連通。
加熱裝置可包括燃燒器裝置100、至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)102和點(diǎn)火器裝置104，如圖2中所示。燃燒器裝置可包括任何構(gòu)造為接收至少一個(gè)空氣物流106和至少一個(gè)燃料物流108并在燃燒區(qū)110中燃燒該至少一個(gè)燃料物流以產(chǎn)生加熱排出物流99的合適結(jié)構(gòu)。燃料物流可通過(guò)原料遞送系統(tǒng)74和/或純化區(qū)82提供。燃燒區(qū)可被包含在制氫裝置的外罩中。鼓風(fēng)機(jī)102可包括任何構(gòu)造為生成空氣物流106的合適結(jié)構(gòu)。點(diǎn)火器裝置104可包括任何構(gòu)造為點(diǎn)燃燃料物流108的合適結(jié)構(gòu)。
純化區(qū)82可包括任何構(gòu)造為產(chǎn)生至少一個(gè)富氫物流112的合適結(jié)構(gòu)，所述富氫物流112可包括與輸出物流96相比更高濃度的氫和/或比輸出物流中所存在者相比較低濃度的一種或多種其它氣體(或雜質(zhì))。純化區(qū)可產(chǎn)生至少一個(gè)副產(chǎn)品物流或燃料物流108，其可被送往燃燒器裝置100并用作用于該裝置的燃料物流，如圖2中所示。純化區(qū)82可包括限流孔111、過(guò)濾器裝置114、a膜裝置116和甲烷化反應(yīng)器裝置118。過(guò)濾器裝置(諸如一個(gè)或多個(gè)熱氣體過(guò)濾器)可構(gòu)造為在氫純化膜裝置之前從輸出物流96去除雜質(zhì)。
膜裝置116可包括任何構(gòu)造為接收包含氫氣和其它氣體的輸出或混合氣體物流96并生成包含與該混合氣體物流相比更高濃度的氫氣和/或更低濃度的其它氣體的滲透或富氫物流112的合適結(jié)構(gòu)。膜裝置116可加入平板狀或管狀的氫滲透性(或氫選擇性)，且可將多于一張氫滲透性膜加入膜裝置116。滲透物流可用于任何合適的應(yīng)用，諸如用于一種或多種燃料電池。在一些實(shí)施方式中，膜裝置可生成包括至少大部分其它氣體的副產(chǎn)品或燃料物流108。甲烷化反應(yīng)器裝置118可包括任何構(gòu)造為將一氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為甲烷和水的合適結(jié)構(gòu)。盡管純化區(qū)82顯示包括限流孔111、過(guò)濾器裝置114、膜裝置116和甲烷化反應(yīng)器裝置118，該純化區(qū)可具有少于所有那些裝置和/或可以或者可選地，或另外地，包括構(gòu)造為純化輸出物流96的一個(gè)或多個(gè)其它組件。例如，純化區(qū)82可僅包括膜裝置116。
在一些實(shí)施方式中，制氫裝置72可包括殼體或外殼120，其可至少部分包含該裝置的一個(gè)或多個(gè)其它組件。例如，殼體120可至少部分包含蒸發(fā)區(qū)76、產(chǎn)氫區(qū)78、加熱裝置80和/或純化區(qū)82，如圖2中所示。殼體120可包括構(gòu)造為排出由加熱裝置80產(chǎn)生的至少一個(gè)燃燒排出物流124的一個(gè)或多個(gè)排出口122。
在一些實(shí)施方式中，制氫裝置72可包括控制系統(tǒng)126，其可包括任何構(gòu)造為控制制氫裝置72的操作的合適結(jié)構(gòu)。例如，控制裝置126可包括控制裝置128、至少一個(gè)閥130、至少一個(gè)卸壓閥132和一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量設(shè)備134?？刂蒲b置128可經(jīng)由溫度測(cè)量設(shè)備134檢測(cè)產(chǎn)氫區(qū)和/或純化區(qū)中的溫度，所述溫度測(cè)量設(shè)備134可包括一個(gè)或多個(gè)熱電偶和/或其它合適的設(shè)備。根據(jù)所檢測(cè)到的溫度，控制裝置和/或控制系統(tǒng)的操作器(operator)可經(jīng)由閥130和泵86調(diào)節(jié)進(jìn)料物流90到蒸發(fā)區(qū)76和/或產(chǎn)氫區(qū)78的遞送。閥130可包括電磁閥和/或任何合適的閥。卸壓閥132可構(gòu)造為確保系統(tǒng)中的過(guò)壓(excesspressure)能夠被釋放。
在一些實(shí)施方式中，制氫裝置72可包括熱交換裝置136，其可包括構(gòu)造為將熱從制氫裝置的一個(gè)部分傳遞到另一個(gè)部分的一個(gè)或多個(gè)熱交換器138。例如，熱交換裝置136可將熱從富氫物流112傳遞到進(jìn)料物流90以在進(jìn)入蒸發(fā)區(qū)76之前升高進(jìn)料物流的溫度，以及冷卻富氫物流112。
圖1的制氫裝置20的純化區(qū)40(或氫純化設(shè)備)的例子大體如圖3中144處所示。除非具體排除，氫純化設(shè)備可包括本公開(kāi)中所述的其它純化區(qū)的一個(gè)或多個(gè)組件。氫純化設(shè)備40可包括氫-分離區(qū)146和外罩148。外罩可限定具有內(nèi)周152的內(nèi)容積(internalvolume)150。外罩148可包括至少第一部分154和第二部分156，它們結(jié)合在一起形成密封壓力容器形式的體部149，所述密封壓力容器可包括限定的輸入和輸出口。那些口可限定將氣體和其它流體遞送入外罩的內(nèi)容積并由其中取出的流體路徑。
第一和第二部分154和156可使用任何合適的固定
機(jī)制或機(jī)構(gòu)158結(jié)合在一起。合適的固定機(jī)構(gòu)的例子包括焊接和/或螺栓。可用于在第一和第二部分之間提供流體密閉性界面的密封的例子可包括襯墊和/或焊接。另外地，或作為選擇地，第一和第二部分154和156可被緊固在一起從而將至少預(yù)定量的壓力(compression)施加到在外罩內(nèi)限定氫-分離區(qū)的多個(gè)組件和/或可被加入到制氫裝置中的其它組件。所施加的壓力可確保多個(gè)組件被保持在外罩內(nèi)的合適位置上。另外地，或作為選擇地，被施加到在外罩內(nèi)限定氫-分離區(qū)的多個(gè)組件和/或其它組件上的壓力可在限定氫-分離區(qū)的多個(gè)組件之間、多個(gè)其它組件之間和/或限定氫-分離區(qū)的多個(gè)組件與其它組件之間提供流體密閉性界面。
外罩148可包括混合氣體區(qū)160和滲透區(qū)162，如圖3所示。所述混合氣體區(qū)和滲透區(qū)可通過(guò)氫-分離區(qū)146隔開(kāi)?？商峁┲辽僖粋€(gè)輸入口164，通過(guò)該輸入口可將流體物流166遞送到外罩中。流體物流166可為包含氫氣170和被遞送到混合氣體區(qū)160的其它氣體的混合氣體物流168。氫氣可以是混合氣體物流的主要組分。氫-分離區(qū)146可在混合氣體區(qū)160與滲透區(qū)162之間延伸，因此混合氣體區(qū)中的氣體必須穿過(guò)氫-分離區(qū)以進(jìn)入滲透區(qū)。氣體可能，例如，如下面所進(jìn)一步討論地需要穿過(guò)至少一個(gè)氫選擇性膜。滲透區(qū)和混合氣體區(qū)可以具有任何適合在外罩中的相對(duì)尺寸。
外罩148還可包括至少一個(gè)產(chǎn)品輸出口174，通過(guò)該輸出口滲透物流176可被滲透區(qū)162接收并從其中去除。滲透物流可包含與混合氣體物流相比更高濃度的氫氣和更低濃度的其它氣體中的至少一種。在一些實(shí)施方式中，滲透物流176可最初包括至少載體或尾氣(sweep)氣體組分，諸如可作為尾氣物流178通過(guò)與滲透區(qū)流體連通的尾氣口180遞送的那些。所述外罩還可包括至少一個(gè)副產(chǎn)品輸出口182，通過(guò)其可從混合氣體區(qū)去除包含大部分其它氣體172和較低濃度的氫氣170(相對(duì)于混合氣體物流)中的至少一個(gè)的副產(chǎn)品物流184。
氫-分離區(qū)146可包括至少一個(gè)具有被定向?yàn)榕c混合氣體物流168接觸的第一或混合氣體表面188的氫選擇性膜186，以及大體上與表面100相對(duì)的第二或滲透表面190。混合氣體物流168可被遞送到外罩的混合氣體區(qū)，由此使得其與所述一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜的混合氣體表面接觸。滲透物流176可由穿過(guò)氫-分離區(qū)進(jìn)入滲透區(qū)162的至少一部分混合氣體物流形成。副產(chǎn)品物流184可由未穿過(guò)氫-分離區(qū)的至少一部分混合氣體物流形成。在一些實(shí)施方式中，副產(chǎn)品物流184可包含混合氣體物流中存在的氫氣的一部分。氫-分離區(qū)還可構(gòu)造為捕獲或以其它方式保留至少一部分其它氣體，它們隨后在分離區(qū)被更換、再生或以其它方式重裝(recharged)時(shí)作為副產(chǎn)品物流被去除。
在圖3中，物流166、176、178和/或184可包括多于一個(gè)流入或流出氫純化設(shè)備144的實(shí)際物流。例如，氫純化設(shè)備可接收多個(gè)混合氣體物流168、在與氫-分離區(qū)146接觸之前被分為兩個(gè)或更多個(gè)物流的單個(gè)混合氣體物流168、被遞送到內(nèi)容積150中的單個(gè)物流等。因此，外罩148可包括多于一個(gè)輸入口164、產(chǎn)品輸出口174、尾氣口180和/或副產(chǎn)品輸出口182。
氫選擇性膜可由任何適合在操作氫純化設(shè)備的操作環(huán)境和參數(shù)中使用的氫-滲透性材料形成。氫純化設(shè)備的例子在美國(guó)專利號(hào)5,997,594和6,537,352中公開(kāi)，它們的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。在一些實(shí)施方式中，氫選擇性膜可由鈀和鈀合金中的至少一種形成。鈀合金的例子包括鈀與銅、銀和/或金的合金。多種膜、膜構(gòu)造以及膜和膜構(gòu)造的制備方法的例子在美國(guó)專利號(hào)6,152,995、6,221,117、6,319,306和6,537,352中公開(kāi)，其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
在一些實(shí)施方式中，多個(gè)分隔(spaced-apart)的氫選擇性膜186可在氫-分離區(qū)用用于形成氫-分離裝置192的至少一部分。當(dāng)存在時(shí)，所述多個(gè)膜可共同限定一個(gè)或多個(gè)膜裝置194。在這樣的實(shí)施方式中，氫-分離裝置可大體上從第一部分154延伸到第二部分156。因此，所述第一和第二部分可有效地壓緊(compress)氫-分離裝置。在一些實(shí)施方式中，外罩148可另外地，或作為選擇地，包括與體部(bodyportion)的兩側(cè)(oppositesides)相連的端板(或端框架)。在這樣的實(shí)施方式中，所述端板可有效地壓緊位于一對(duì)相對(duì)端板之間的氫-分離裝置(以及其它可能容納在外罩內(nèi)的組件)。
使用一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜的氫純化典型地為壓力驅(qū)動(dòng)的分離方法，其中在高于氫-分離區(qū)的滲透區(qū)中氣體的壓力下將混合氣體物流遞送為與膜的混合氣體表面接觸。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)氫-分離區(qū)用于將混合氣體物流分離為滲透物流和副產(chǎn)品物流時(shí)，氫-分離區(qū)可經(jīng)由任何合適的機(jī)制被加熱到升高溫度。適合用于使用鈀和鈀合金膜的氫純化的操作溫度的例子包括至少275℃的溫度、至少325℃的溫度、至少350℃的溫度、275-500℃范圍內(nèi)的溫度、275-375℃范圍內(nèi)的溫度、300-450℃范圍內(nèi)的溫度、350-450℃范圍內(nèi)的溫度等。
氫純化設(shè)備144的例子大體如圖4中196處所示。除非具體排除，氫純化設(shè)備196可包括本公開(kāi)中所述的其它氫純化設(shè)備和/或純化區(qū)的一個(gè)或多個(gè)組件。氫純化設(shè)備196可包括殼體或外罩198，其可包括第一端板或端框架200和第二端板或端框架202。所述第一和第二端板可構(gòu)造為被緊固和/或壓緊在一起以限定具有內(nèi)部隔室204的密封壓力容器，在所述內(nèi)部隔室204中支撐了氫-分離區(qū)。類似于氫純化設(shè)備144，第一和第二端板可包括輸入、輸出、尾氣和副產(chǎn)品口(未示出)。
氫純化設(shè)備196還可包括至少一個(gè)氫選擇性膜206和至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)208。氫選擇性膜可構(gòu)造為接收從輸入口接收至少一部分混合氣體物流并將該混合氣體物流分離為至少一部分滲透物流和至少一部分副產(chǎn)品物流。氫選擇性膜206可包括進(jìn)料側(cè)210和滲透?jìng)?cè)212。至少一部分滲透物流由從進(jìn)料側(cè)穿過(guò)到滲透?jìng)?cè)的混合氣體物流的一部分形成，而留在進(jìn)料側(cè)的混合氣體物流的其余部分形成至少一部分副產(chǎn)品物流。在一些實(shí)施方式中，氫選擇性膜206可被緊固到至少一個(gè)膜框架(未示出)，其隨后可被緊固到第一和第二端框架。
微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)208可包括任何構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜的合適結(jié)構(gòu)。例如，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)可包括構(gòu)造為為滲透?jìng)?cè)212提供支撐的大體上相對(duì)的表面214和216以及在該相對(duì)表面之間延伸并允許滲透物流流動(dòng)穿過(guò)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多個(gè)流體通路218，如圖4中所示。微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)208可包括任何合適的材料。例如，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)可包括不銹鋼，諸如包含構(gòu)造為防止在不銹鋼和至少一個(gè)氫選擇性膜之間擴(kuò)散的氧化鋁層的不銹鋼。
在一些實(shí)施方式中，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)可包括不銹鋼303(鋁改性的)、17-7ph、14-8ph和/或15-7ph。在一些實(shí)施方式中，不銹鋼可包括約0.6至約1.5wt％的鋁。微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)208的尺寸可為使其被包含(諸如完全包含)在滲透框架的開(kāi)放區(qū)中和/或被該開(kāi)放區(qū)中的膜支撐結(jié)構(gòu)所支撐，如圖5中所示。換言之，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的尺寸可使其在微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)與滲透框架被緊固或壓緊到第一和第二端框架時(shí)不與滲透框架的外周殼體接觸。
或者可選地，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)可被非多孔性外周壁部分或框架(未示出)所支撐和/或緊固于其上，諸如被滲透框架的外周殼體所支撐或緊固于其上。當(dāng)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)被緊固在非多孔性外周壁部分上時(shí)，微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)可被稱為“多孔中心區(qū)域部分”。其它微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的例子在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2010/0064887中公開(kāi)，其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
氫純化設(shè)備196還可包括多個(gè)不知在第一和/或第二端框架之間或緊固于其上的板或框架224。所述框架可包括任何合適結(jié)構(gòu)和/或可為任何合適的形狀，諸如正方形、矩形或圓形。例如，框架224可包括外周殼體226和至少第一支撐部件228，如圖4中所示。外周殼體可限定開(kāi)放區(qū)230和框架平面232。另外，外周殼體226可包括第一和第二相對(duì)側(cè)(相對(duì)sides)234和236，以及第三和第四相對(duì)側(cè)238和240，如圖4中所示。
第一支撐部件228可包括任何構(gòu)造為支撐氫選擇性膜206的第一部分242的合適結(jié)構(gòu)，如圖4中所示。例如，所述多個(gè)框架的第一支撐部件可在第一支撐表面244中彼此(或與所述多個(gè)框架中其它框架的其它第一支撐部件)共面以支撐氫選擇性膜的第一部分242，如圖4中所示。換言之，多個(gè)框架中每個(gè)框架的第一支撐部件可為所述多個(gè)框架中其它框架的第一支撐部件的鏡像。第一支撐部件相對(duì)于框架平面232可具有任何合適的取向。例如，第一支撐平面244可垂直于框架平面，如圖4中所示?；蛘呖蛇x地，第一膜支撐平面可相交但不垂直于框架平面232。
在一些實(shí)施方式中，框架224可包括第二支撐部件246和/或第三支撐部件248，其可包括任何構(gòu)造為支撐氫選擇性膜206的第二部分250和/或第三部分252的合適結(jié)構(gòu)，如圖4中所示。例如，多個(gè)框架的第二支撐部件可在第二支撐平面254中彼此(或與所述多個(gè)框架的其它第二支撐部件)共面以支撐氫選擇性膜的第二部分250。另外，所述多個(gè)框架的第三支撐部件可在第三支撐平面256中彼此或(或與所述多個(gè)框架的其它第三支撐部件)共面以支撐氫選擇性膜的第三部分252。換言之，所述多個(gè)框架中每個(gè)框架的第二支撐部件可為所述多個(gè)框架的其它框架的第二支撐部件的鏡像，而所述多個(gè)框架中每個(gè)框架的第三支撐部件可為所述多個(gè)框架的其它框架的第三支撐部件的鏡像。第二和/或第三支撐平面相對(duì)于框架平面232可具有任何合適的取向。例如，第二支撐平面254和/或第三支撐平面256可垂直于框架平面，如圖4中所示?；蛘呖蛇x地，第二和/或第三支撐平面可相交但不垂直于框架平面232。
第二支撐部件246和/或第三支撐部件248相對(duì)于第一支撐部件228可具有任何合適的取向。例如，第一支撐部件228可從外周殼體226的第三側(cè)238延伸入開(kāi)放區(qū)230；第二支撐部件246可從外周殼體的第四側(cè)(其與所述第三側(cè)相對(duì))延伸入開(kāi)放區(qū)；且第三支撐部件248可從第三側(cè)延伸入開(kāi)放區(qū)?；蛘呖蛇x地，第一、第二和/或第三支撐部件可從同一側(cè)延伸入開(kāi)放區(qū)，諸如從外周殼體的第一、第二、第三或第四側(cè)。在一些實(shí)施方式中，第一、第二和/或第三支撐部件可從外周殼體的第一側(cè)和/或第二側(cè)(其與所述第一側(cè)相對(duì))延伸入開(kāi)放區(qū)。
第一、第二和/或第三支撐部件可，例如，為連接到外周殼體和/或與外周殼體一起形成的一個(gè)或多個(gè)突起(projections)或指258形式。所述突起可以任何合適的方向從外周殼體延伸。突起可為外周殼體的全厚度或者可小于該殼體的全厚度?？蚣?24的每個(gè)框架的突起可將氫選擇性膜壓緊以便將膜鎖定就位并減少因氫溶解所致的氫選擇性膜膨脹的影響。換言之，框架224的突起可通過(guò)端框架在第一和/或第二膜支撐平面內(nèi)的堆疊延伸(stackedextension(s))來(lái)支撐氫選擇性膜。在一些實(shí)施方式中，突起258可包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造為接收至少一個(gè)緊固件(未示出)的插孔或孔(未示出)以將框架224緊固到第一和/或第二端框架。
框架224可包括至少一個(gè)進(jìn)料框架260、至少一個(gè)滲透框架262和多個(gè)襯墊或襯墊框架264，如圖4中所示。進(jìn)料框架260可被布置在第一和第二端框架之一與至少一個(gè)氫選擇性膜206之間，或在兩個(gè)氫選擇性膜206之間。進(jìn)料框架可包括進(jìn)料框架的外周殼體266、進(jìn)料框架輸入導(dǎo)管268、進(jìn)料框架輸出導(dǎo)管270、進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)272、至少第一進(jìn)料框架支撐部件274，如圖4中所示。在一些實(shí)施方式中，進(jìn)料框架可包括第二進(jìn)料框架支撐部件276和/或第三進(jìn)料框架支撐部件278。
進(jìn)料框架的外周殼體266可包括任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，進(jìn)料框架的外周殼體可包括第一段(firstsection)或第一外周殼體280以及第二段或第二外周殼體282，如圖6中所示。請(qǐng)注意圖6的組件已被放大以用于解釋目的，其不能反應(yīng)那些組件的相對(duì)尺寸。第一和第二段可為外周殼體的第一和第二個(gè)半部(halves)，或者可為該外周殼體的任何合適的部分。另外，第一和/或第二段可包括彼此呈任何合適的關(guān)系的通道或溝槽(未示出)，諸如彼此偏置。第一段280和第二段282可經(jīng)由任何合適的方法接合以在那些段之間形成氣密性密封。例如，可在那些段之間使用進(jìn)料框架襯墊284?；蛘呖蛇x地，第一和第二段可被銅焊(brazed)在一起或者可使用層接(layering)金屬接合第一和第二段，如在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2013/0011301中所述的。其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
另外，進(jìn)料框架的外周殼體266可包括任何構(gòu)造為支撐氫純化設(shè)備196的其它組件的合適規(guī)格(dimensions)。例如，進(jìn)料框架的外周殼體的尺寸可使得其沿多個(gè)進(jìn)料框架支撐平面288支撐滲透框架262的外周殼體以及那些框架的膜支撐結(jié)構(gòu)286。例如，外周殼體266的寬度可大于滲透框架262的外周殼體的寬度292，以使得外周殼體的至少一部分294支撐膜支撐結(jié)構(gòu)286的一部分296，如圖6中所示。換言之，進(jìn)料框架的外周殼體可將膜支撐結(jié)構(gòu)鎖定就位并用作該支撐結(jié)構(gòu)的停止器(stop)。進(jìn)料框架支撐平面相對(duì)于進(jìn)料框架平面300可具有任何合適的取向。例如，進(jìn)料框架支撐平面可垂直于進(jìn)料框架平面，如圖6中所示。或者可選地，進(jìn)料框架支撐平面可相交但不垂直于進(jìn)料框架平面300。
進(jìn)料框架輸入導(dǎo)管可形成于進(jìn)料框架的外周殼體上和/或構(gòu)造為接收來(lái)自輸入口的至少一部分混合氣體物流。進(jìn)料框架輸出導(dǎo)管270可形成于進(jìn)料框架的外周殼體上和/或構(gòu)造為接收留在氫選擇性膜206的進(jìn)料側(cè)210的混合氣體物流的其余部分。進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)272可被布置在進(jìn)料框架輸入和輸出導(dǎo)管之間。進(jìn)料框架的外周殼體266可包括流體連通輸入和輸出導(dǎo)管與進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)的多個(gè)溝槽或通道(未示出)。通道可經(jīng)由任何合適的方法形成于外周殼體上和/或可具有任何合適的取向，諸如可在進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)260中引起混合的成角度的取向。
第一、第二和/或第三進(jìn)料框架支撐部件可包括任何構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜的第一、第二和/或第三部分和/或可與其它框架的第一、第二和/或第三支撐部件成鏡像的合適結(jié)構(gòu)。另外，第一、第二和/或第三進(jìn)料框架支撐部件可包括任何構(gòu)造為當(dāng)至少一部分混合氣體物流流經(jīng)輸入和輸出導(dǎo)管之間的進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)時(shí)改變其流動(dòng)方向的合適結(jié)構(gòu)。第一和/或第二進(jìn)料框架支撐部件還可構(gòu)造為促進(jìn)進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)內(nèi)的湍流或混合。例如，在沒(méi)有第一和/或第二進(jìn)料框架支撐部件的情況下，流經(jīng)輸入和輸出導(dǎo)管之間的進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)的至少一部分混合氣體物流的流動(dòng)可在至少第一方向(未示出)移動(dòng)。第一和/或第二進(jìn)料框架膜支撐結(jié)構(gòu)可構(gòu)造為將至少一部分混合氣體物流的流動(dòng)從至少第一方向改變?yōu)椴煌诘谝环较虻闹辽俚诙较?未示出)。
第一、第二和/或第三進(jìn)料框架支撐部件可，例如，為與進(jìn)料框架的外周殼體相連和/或與進(jìn)料框架的外周殼體一起形成的至少一個(gè)進(jìn)料框架突起或指302的形式。進(jìn)料框架突起可以任何方向從外周殼體延伸。例如，進(jìn)料框架突起可以大體垂直(和/或大體平行)于至少一部分混合氣體物流從輸入導(dǎo)管到進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)的流動(dòng)方向的方向從進(jìn)料框架的外周殼體延伸。例如，如果混合氣體物流從輸入導(dǎo)管到進(jìn)料框架開(kāi)放區(qū)的流動(dòng)大體為水平方向，則進(jìn)料框架突起可以基本垂直和/或水平方向從進(jìn)料框架的外周殼體延伸。
滲透框架262可設(shè)置為使得至少一個(gè)氫選擇性膜被布置在第一和第二端框架之一與滲透框架之間或者在兩個(gè)氫選擇性膜之間。滲透框架可包括滲透框架的外周殼體304、滲透框架輸出導(dǎo)管306、滲透框架開(kāi)放區(qū)308和膜支撐結(jié)構(gòu)286，如圖5中所示。
滲透框架的外周殼體可包括任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，滲透框架的外周殼體可包括第一段或第一外周殼體310以及第二段或第二外周殼體312，如圖6中所示。第一和第二段可為外周殼體的第一和第二個(gè)半部，或者可為外周殼體的任何合適的部分。另外，第一和/或第二段可包括彼此呈任何合適的關(guān)系的通道或溝槽(未示出)，諸如彼此偏置。第一段310和第二段312可經(jīng)由任何合適的方法接合以在那些段之間形成氣密性密封。例如，可在那些段之間使用滲透框架襯墊314。滲透框架襯墊可構(gòu)造為使得當(dāng)滲透框架262被緊固到第一和第二端框架時(shí)，滲透框架的外周殼體的厚度316匹配或基本匹配于(等于或基本等于)膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度318，如圖6中所示和下文中進(jìn)一步討論的。
或者可選地，第一和第二段可被銅焊在一起，或者可使用層接金屬接合第一和第二段，如美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2013/0011301中所述的。其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
在一些實(shí)施方式中，滲透框架的外周殼體304可包括第一段320、第二段322和布置在第一和第二段之間的第三段324，如圖7中所示。那些段可為外周殼體的第一、第二和第三個(gè)三分之一部(thirds)，或者可為該外周殼體的任何合適的部分。另外，第一、第二和/或第三段可包括彼此呈任何合適的關(guān)系的通道或溝槽(未示出)，諸如彼此偏置。請(qǐng)注意圖7的組件已被放大以用于解釋的目的，并且不能反應(yīng)那些組件的相對(duì)尺寸。
第一段320、第二段322和第三段324可經(jīng)由任何合適的方法接合以在那些段之間形成氣密性密封。例如，可在那些段之間使用滲透框架襯墊326。滲透框架襯墊可構(gòu)造為使得當(dāng)滲透框架262被緊固到第一和第二端框架時(shí)，滲透框架的外周殼體的厚度316匹配或基本匹配于(等于或基本等于)膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度318，如圖6中所示。或者可選地，第一、第二和/或第三段可被銅焊在一起或可使用層接金屬接合第一、第二和/或第三段，如美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2013/0011301中所述的。其全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入用于所有目的。
輸出導(dǎo)管306可形成于滲透框架的外周殼體282上和/或構(gòu)造為接收來(lái)自膜支撐結(jié)構(gòu)286、滲透框架開(kāi)放區(qū)308和/或氫選擇性膜的滲透物流。外周殼體282可包括流體連通輸出導(dǎo)管與滲透框架開(kāi)放區(qū)和/或膜支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)溝槽或通道(未示出)。通道可經(jīng)由任何合適的方法形成于外周殼體282上和/或可具有任何合適的取向，諸如成角度的取向。
膜支撐結(jié)構(gòu)286可包括任何構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜(諸如氫選擇性膜的第一、第二、第三和/或其它部分)的合適結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，類似于一個(gè)或多個(gè)其它框架，膜支撐結(jié)構(gòu)可包括第一、第二和/或第三支撐部件(未示出)。或者可選地，膜支撐結(jié)構(gòu)288可包括多個(gè)膜支撐板328，如圖6中所示。膜支撐板可跨越開(kāi)放區(qū)的任何合適部分，諸如開(kāi)放區(qū)的至少大部分。另外，膜支撐板可為固體，平的或平面的，不含穿孔或洞(或不具有穿孔或洞)，沒(méi)有隆起和/或突出物(或不具有隆起和/或突出物)，和/或可為不可壓縮的(或基本不可壓縮的)。此外，膜支撐板可不連接到滲透框架的外周殼體(或沒(méi)有連接件)。換言之，當(dāng)進(jìn)料框架被緊固于第一和第二端板時(shí)，僅進(jìn)料框架可將膜支撐結(jié)構(gòu)鎖定就位于滲透框架的外周殼體的開(kāi)放區(qū)。另外，膜支撐板可由任何合適材料制成，諸如不銹鋼。
膜支撐板328可包括第一面(或表面)330和第二相對(duì)面(或相對(duì)表面)332，如圖6中所示。膜支撐板可包括多個(gè)微槽334，如圖8中所示，其可包括任何提供一個(gè)或多個(gè)用于滲透物流的路徑的合適結(jié)構(gòu)。當(dāng)膜支撐板328包括表面微槽時(shí)，那些板可被稱為“表面-開(kāi)槽板”。所述微槽可具有任何合適的取向，諸如彼此平行。另外，微槽334可從膜支撐板的第一邊緣336延伸到第二相對(duì)邊緣338，如圖8中所示(或從第三邊緣延伸到第四相對(duì)邊緣)?；蛘呖蛇x地，微槽中的一個(gè)或多個(gè)可從第一邊緣延伸到第二邊緣之前，從第二邊緣延伸到第一邊緣之前，介于第一和第二邊緣之間但不包括第一和第二邊緣等。此外，微槽334可僅在第一面上，僅在第二面上，或在第一和第二面二者上。另外，微槽可被包含在膜支撐板的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾壬?如圖8中所示)，或者可在該長(zhǎng)度或?qū)挾鹊娜魏尾糠稚希T如長(zhǎng)度或?qū)挾鹊?5％、50％或75％。
微槽334可具有任何合適的尺寸。例如，微槽可具有0.005英寸至0.020英寸(或優(yōu)選0.010至0.012英寸)的寬度和0.003至0.020英寸(或優(yōu)選0.008至0.012英寸)的深度。微槽可相隔任何合適的距離，諸如0.003至0.020英寸(或優(yōu)選0.003至0.007英寸)。微槽可通過(guò)任何合適的方法制造，諸如化學(xué)蝕刻、機(jī)械加工和/或類似方法。
在一些實(shí)施方式中，膜支撐結(jié)構(gòu)286可包括第一膜支撐板340和第二膜支撐板342，如圖6中所示。第一膜支撐板可包括第一面344和第二相對(duì)面346。第二膜支撐板342可包括第一面348和第二相對(duì)面349。第一和/或第二膜支撐板的第一面可包括微槽334。另外，第一和第二膜支撐板的第二面可彼此面對(duì)。換言之，第一和第二膜支撐板可在膜支撐結(jié)構(gòu)堆疊為使得第一膜支撐板的第二面面對(duì)第二膜支撐板的第二面，和/或反之亦然。在一些實(shí)施方式中，第一膜支撐板的第二面可接觸第二膜支撐板的第二面。
在一些實(shí)施方式中，膜支撐結(jié)構(gòu)可包括第三膜支撐板350，其可被不知在第一和第二膜支撐板之間，如圖9中所示。請(qǐng)注意圖9的組件已被放大以用于解釋目的，并且不能反應(yīng)那些組件的相對(duì)尺寸。膜支撐結(jié)構(gòu)可包括第一、第二和第三膜支撐板，它們堆疊為使得第三膜支撐板接觸第一和/或第二膜支撐板的第二面。當(dāng)?shù)谌ぶ伟灞徊贾迷诘谝缓偷诙ぶ伟逯g時(shí)，第三膜支撐板有時(shí)可被稱為“中心板”。第三膜支撐板可在其一面或兩面上沒(méi)有微槽。第一、第二和第三膜支撐板可具有任何合適的尺寸。例如，第一和第二膜支撐板可為0.060英寸，而第三膜支撐板可為0.105英寸。
如上面所討論的，滲透框架襯墊314和/或326可構(gòu)造為使得當(dāng)滲透框架被緊固和/或壓緊在第一和第二端框架上時(shí)，滲透框架的厚度匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。那些襯墊在壓緊前的厚度大于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。當(dāng)彈性石墨襯墊用于壓縮極限為15至50％的滲透框架襯墊時(shí)，則該滲透框架襯墊在壓緊前的厚度可導(dǎo)致落入那些壓縮極限內(nèi)的理想最終厚度。當(dāng)滲透框架包括這樣的襯墊時(shí)，滲透框架有時(shí)可被稱為“自調(diào)節(jié)滲透框架”。當(dāng)在通過(guò)進(jìn)料框架壓縮(例如在1000至2000psi壓力下)組裝的過(guò)程中壓緊自調(diào)節(jié)滲透框架以便在進(jìn)料框架和氫選擇性膜之間形成氣密性密封時(shí)，進(jìn)料框架對(duì)滲透框架的壓力可在進(jìn)料框架接觸氫選擇性膜、微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)和膜支撐結(jié)構(gòu)(它們可共同形成大體不可壓縮的組件組或組件堆)時(shí)可被阻止。
作為一個(gè)例子，如果膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度為0.257英寸，則理想上滲透框架的厚度精確地或大約為0.257英寸。當(dāng)滲透框架的外周殼體包括各自為，例如，0.120英寸厚的兩段時(shí)，則滲透框架襯墊應(yīng)構(gòu)造為在壓緊后為0.017英寸厚。例如，壓縮前為0.030英寸厚的滲透框架襯墊可在其壓縮極限內(nèi)被壓縮至壓縮后為0.017英寸，這將產(chǎn)生匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)厚度的滲透框架厚度。盡管膜支撐結(jié)構(gòu)286顯示包括膜支撐板328，但膜支撐結(jié)構(gòu)可包括絲網(wǎng)(wiremesh)和/或有孔金屬片(未示出)。
框架224還可包括襯墊或襯墊框架264，如圖4中所示。襯墊框架可包括任何構(gòu)造為在其它框架之間提供流體密閉性界面的合適結(jié)構(gòu)，諸如在第一和第二端板200和202與進(jìn)料框架260之間，在進(jìn)料框架260與氫選擇性膜206之間，在氫選擇性膜(和微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu))與滲透框架262之間。適合用于襯墊框架264的襯墊的例子是彈性石墨襯墊。合適的襯墊材料的另一個(gè)例子是
盡管框架224中的一個(gè)或多個(gè)顯示包括僅在垂直方向或僅在水平方向延伸的突起，但該框架可另外地，或作為選擇地，包括在水平、垂直和/或其它合適方向(例如斜向等)延伸的突起。另外，盡管一個(gè)或多個(gè)框架224顯示包括三個(gè)突起，但該框架可包括一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)突起。此外，盡管一個(gè)或多個(gè)框架224顯示包括在第一、第二和/或第三支撐平面內(nèi)共面的突起，但該框架可另外地，或作為選擇地，包括在第四、第五或更多支撐平面內(nèi)共面的突起。
制氫裝置20的其它例子大體如圖10中354處所示。除非具體排除，制氫裝置354可包括本公開(kāi)中所述的一種或多種其它制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)組件。所述制氫裝置可向一個(gè)或多個(gè)氫消耗設(shè)備356(諸如燃料電池、氫爐等)提供或供應(yīng)氫。制氫裝置354可，例如，包括燃料處理裝置358和產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360。
燃料處理裝置358可包括任何構(gòu)造為經(jīng)由一種或多種合適機(jī)制(諸如蒸汽重整、自熱重整、電解、熱解、部分氧化、等離子體重整、光催化水裂解、硫-碘循環(huán)等)從一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料物流364生成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品氫物流362(諸如一個(gè)或多個(gè)氫氣物流)的合適結(jié)構(gòu)。例如，燃料處理裝置358可包括一個(gè)或多個(gè)氫發(fā)生器反應(yīng)器366，諸如重整器、電解器等。進(jìn)料物流364可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料導(dǎo)管368從一個(gè)或多個(gè)原料遞送系統(tǒng)(未示出)遞送到燃料處理裝置。
燃料處理裝置358可構(gòu)造為以多個(gè)模式操作，諸如運(yùn)行模式和待機(jī)模式。在運(yùn)行模式中，燃料處理裝置可從進(jìn)料物流產(chǎn)生或生成產(chǎn)品氫物流。例如，在運(yùn)行模式中，原料遞送系統(tǒng)可將進(jìn)料物流遞送至燃料處理裝置和/或可進(jìn)行其它操作。另外，在運(yùn)行模式中，燃料處理裝置可接收進(jìn)料物流，可經(jīng)由加熱裝置燃燒燃料物流，可經(jīng)由蒸發(fā)區(qū)蒸發(fā)進(jìn)料物流，可經(jīng)由產(chǎn)氫區(qū)生成輸出物流，可經(jīng)由純化區(qū)生成產(chǎn)品氫物流和副產(chǎn)品物流，和/或可進(jìn)行其它操作。
在待機(jī)模式中，燃料處理裝置358不能從進(jìn)料物流產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流。例如，在待機(jī)模式中，原料遞送系統(tǒng)不能將進(jìn)料物流遞送至燃料處理裝置和/或不能進(jìn)行其它操作。另外，在待機(jī)模式中，燃料處理裝置不能接收進(jìn)料物流，不能經(jīng)由加熱裝置燃燒燃料物流，不能經(jīng)由蒸發(fā)區(qū)蒸發(fā)進(jìn)料物流，不能經(jīng)由產(chǎn)氫區(qū)生成輸出物流，不能經(jīng)由純化區(qū)生成產(chǎn)品氫物流和副產(chǎn)品物流，和/或不能進(jìn)行其它操作。待機(jī)模式可包括當(dāng)燃料處理裝置的能源關(guān)閉時(shí)或燃料處理裝置沒(méi)有能源時(shí)。
在一些實(shí)施方式中，多個(gè)模式可包括一個(gè)或多個(gè)降低輸出模式(reducedoutputmodes)。例如，燃料處理裝置358在運(yùn)行模式中可以第一輸出速率產(chǎn)生或生成產(chǎn)品氫物流362(諸如以最大輸出速率或正常輸出速率)，并且在降低輸出模式中可以低于該第一速率的第二、第三、第四或更多速率產(chǎn)生或生成產(chǎn)品氫物流(諸如以最小輸出速率)。
產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360可包括任何構(gòu)造為管理燃料處理裝置358所生成的產(chǎn)品氫的合適結(jié)構(gòu)。另外，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)可包括任何構(gòu)造為與燃料處理裝置358相互作用以保持可用于氫消耗設(shè)備356的任何合適量的產(chǎn)品氫的合適結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360可包括產(chǎn)品導(dǎo)管370、緩沖罐372、緩沖罐導(dǎo)管374、傳感器裝置376和控制裝置378。
產(chǎn)品導(dǎo)管370可構(gòu)造為流體連通燃料處理裝置358和緩沖罐372。緩沖罐372可構(gòu)造為經(jīng)由產(chǎn)品導(dǎo)管370接收產(chǎn)品氫物流362以保持預(yù)定量或體積的產(chǎn)品氫物流和/或向一個(gè)或多個(gè)氫消耗設(shè)備356提供產(chǎn)品氫物流。在一些實(shí)施方式中，緩沖罐可為低壓緩沖罐。根據(jù)一種或多種因素，緩沖罐可為任何合適的尺寸，諸如氫消耗設(shè)備的預(yù)期或?qū)嶋H氫消耗、氫發(fā)生器反應(yīng)器的循環(huán)特性、燃料處理裝置等。
在一些實(shí)施方式中，緩沖罐372的尺寸可為提供足以用于操作氫消耗設(shè)備的最小時(shí)間量和/或操作燃料處理裝置的最小時(shí)間量的氫，例如，用于操作蒸發(fā)區(qū)、產(chǎn)氫區(qū)和/或純化區(qū)的最小時(shí)間量。例如，緩沖罐的尺寸可為允許操作燃料處理裝置2、5、10或更多分鐘。緩沖罐導(dǎo)管374可構(gòu)造為流體連通緩沖罐372和氫消耗設(shè)備356。
傳感器裝置376可包括任何構(gòu)造為檢測(cè)和/或測(cè)量緩沖罐中的一個(gè)或多個(gè)合適的操作變量和/或參數(shù)和/或基于所檢測(cè)和/或測(cè)量到的操作變量和/或參數(shù)生成一個(gè)或多個(gè)信號(hào)的合適結(jié)構(gòu)。例如，傳感器裝置可檢測(cè)質(zhì)量、體積、流速、溫度、電流、壓力、折射率、導(dǎo)熱率、密度、粘度、吸光度、導(dǎo)電率和/或其它合適的變量和/或參數(shù)。在一些實(shí)施方式中，傳感器裝置可檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)事件(triggerevents)。
例如，傳感器裝置376可包括構(gòu)造為檢測(cè)壓力、溫度、流速、體積和/或其它參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器380。傳感器380可，例如，包括構(gòu)造為檢測(cè)緩沖罐中的一個(gè)或多個(gè)合適的操作變量、參數(shù)和/或觸發(fā)事件的至少一個(gè)緩沖罐傳感器382。所述緩沖罐傳感器可構(gòu)造為檢測(cè)，例如，緩沖罐中的壓力和/或基于所檢測(cè)到的壓力生成一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。例如，除非將產(chǎn)品氫以等于或大于進(jìn)入緩沖罐的入流流速(incomingflowrate)的流速?gòu)木彌_罐中抽出，緩沖罐的壓力可升高且罐傳感器可檢測(cè)到緩沖罐中壓力的升高。
控制裝置378可包括任何構(gòu)造為至少部分根據(jù)來(lái)自傳感器376的輸入(諸如，至少部分根據(jù)傳感器所檢測(cè)和/或測(cè)量到的操作變量和/或參數(shù))控制燃料處理裝置358?？刂蒲b置378可僅接受來(lái)自傳感器376的輸入，或者該控制裝置可接受來(lái)自制氫裝置的其它傳感器裝置的輸入。
在一些實(shí)施方式中，燃料處理裝置358可包括鄰近燃料處理裝置358的氫發(fā)生器反應(yīng)器366(諸如產(chǎn)氫區(qū)385)和氫選擇性膜387和/或與它們熱連通的多個(gè)加熱器383。所述加熱器可在燃料處理裝置外罩的內(nèi)部或外部。在那些實(shí)施方式中，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可與加熱器通信和/或操作加熱器以將產(chǎn)氫區(qū)和/或氫選擇性膜保持在預(yù)定溫度或溫度范圍。例如，加熱器可將產(chǎn)氫區(qū)和氫選擇性膜保持在300至450℃。
當(dāng)加熱器用于將產(chǎn)氫區(qū)和氫選擇性膜保持在升高溫度時(shí)，待機(jī)模式有時(shí)可稱為“熱待機(jī)模式”或“熱待機(jī)狀態(tài)”。與燃料處理裝置從停機(jī)模式或停機(jī)狀態(tài)啟動(dòng)的情況相比，燃料處理裝置能夠在較短時(shí)間內(nèi)從熱待機(jī)模式到以運(yùn)行模式產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流。例如，當(dāng)從熱待機(jī)模式切換到運(yùn)行模式時(shí)，燃料處理裝置能夠在約5分鐘內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流。
控制裝置378可僅控制燃料處理裝置，或者該控制裝置可控制制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)其它組件?？刂蒲b置可經(jīng)由通信鏈路(communicationlinkages)384與傳感器裝置、燃料處理裝置、產(chǎn)品閥裝置(在下文中進(jìn)一步描述)和/或回流閥裝置(在下文中進(jìn)一步描述)通信。通信鏈路384可為任何合適的在對(duì)應(yīng)設(shè)備之間的單通道或雙通道通信的有線和/或無(wú)線機(jī)制，諸如輸入信號(hào)、指令信號(hào)、測(cè)量參數(shù)等。
控制裝置378可，例如，構(gòu)造為至少部分根據(jù)所檢測(cè)到的緩沖罐372中的壓力而在運(yùn)行模式和待機(jī)模式之間操作燃料處理裝置358。例如，控制裝置378可構(gòu)造為當(dāng)所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力高于預(yù)定最大壓力時(shí)以待機(jī)模式操作燃料處理裝置和/或當(dāng)所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力低于預(yù)定最小壓力時(shí)以運(yùn)行模式操作燃料處理裝置。
所述預(yù)定最大和最小壓力可以是任何合適的最大和最小壓力。那些預(yù)定壓力可獨(dú)立設(shè)定或不考慮其它預(yù)定壓力和/或其它預(yù)定變量設(shè)定。例如，預(yù)定最大壓力可根據(jù)燃料處理裝置的操作壓力范圍設(shè)定，諸如因產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)的回壓(backpressure)而導(dǎo)致的燃料處理裝置中的過(guò)壓。另外，預(yù)定最小壓力可根據(jù)氫消耗設(shè)備所需的壓力設(shè)定?；蛘呖蛇x地，控制裝置378可將燃料處理裝置操作為使其在預(yù)定壓差(諸如在燃料處理裝置與緩沖罐之間和/或在緩沖罐與氫消耗設(shè)備之間)范圍內(nèi)以運(yùn)行模式操作，并且在預(yù)定壓差范圍之外以待機(jī)模式操作。
在一些實(shí)施方式中，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360可包括產(chǎn)品閥裝置386，其可包括任何構(gòu)造為管理和/或指示產(chǎn)品導(dǎo)管370中流動(dòng)的合適結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)品閥裝置可使得產(chǎn)品氫物流從燃料處理裝置流向緩沖罐，如388處所示。另外，產(chǎn)品閥裝置386可構(gòu)造為將產(chǎn)品氫物流362從燃料處理裝置358泄出(vent)，如390出所示。泄出產(chǎn)品氫物流可被排放到大氣和/或泄出產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)(未示出)。
產(chǎn)品閥裝置386可，例如，包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造為在流動(dòng)位置和泄出位置之間操作的閥392，在所述流動(dòng)位置中來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流流動(dòng)通過(guò)產(chǎn)品導(dǎo)管并進(jìn)入緩沖罐，且在所述泄出位置中來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流被泄出。閥392可設(shè)置在緩沖罐之前的產(chǎn)品導(dǎo)管的任何合適部分。
控制裝置378可構(gòu)造為根據(jù)例如來(lái)自傳感器裝置的輸入操作產(chǎn)品閥裝置。例如，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制產(chǎn)品閥裝置(和/或閥392)泄出來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流。另外，當(dāng)燃料處理裝置358處于運(yùn)行模式和/或降低輸出模式時(shí)，控制裝置378可指示或控制產(chǎn)品閥裝置386(和/或閥392)以使得產(chǎn)品氫物流從燃料處理裝置流向緩沖罐。
在一些實(shí)施方式中，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360可包括流體連通緩沖罐372和燃料處理裝置358的回流導(dǎo)管394，如圖10中所示。例如，回流導(dǎo)管可流體連通產(chǎn)品導(dǎo)管(諸如相鄰緩沖罐)和燃料處理裝置，其允許產(chǎn)品氫物流返回燃料處理裝置?；亓鲗?dǎo)管可流體連通至燃料處理裝置的任何合適部分。例如，當(dāng)燃料處理裝置包括產(chǎn)氫區(qū)78、一個(gè)或多個(gè)氫純化(或氫選擇性)膜116和流體連通產(chǎn)氫區(qū)與氫選擇性膜的重整產(chǎn)物導(dǎo)管396時(shí)，回流導(dǎo)管394可流體連通緩沖罐與重整產(chǎn)物導(dǎo)管，如圖2中所示。盡管回流導(dǎo)管顯示連接在熱氣體過(guò)濾器114的下游，但該回流導(dǎo)管也可連接在熱氣體過(guò)濾器的上游和/或燃料處理裝置的其它合適部分。
在包括回流導(dǎo)管394的實(shí)施方式中，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)360還可包括回流閥裝置398，其可包括任何構(gòu)造為管理和/或指示回流導(dǎo)管394中流動(dòng)的合適結(jié)構(gòu)。例如，回流閥裝置可允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向燃料處理裝置，如400處所示。
回流閥裝置398可，例如，包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造為在開(kāi)放位置和閉合位置之間操作的閥402，在所述開(kāi)放位置中來(lái)自緩沖罐的產(chǎn)品氫物流流動(dòng)通過(guò)回流導(dǎo)管并進(jìn)入燃料處理裝置，且在所述閉合位置中來(lái)自緩沖罐的產(chǎn)品氫物流不會(huì)流動(dòng)通過(guò)回流導(dǎo)管并進(jìn)入燃料處理裝置。閥402可設(shè)置在燃料處理裝置之前的回流導(dǎo)管的任何合適部分。
控制裝置378可構(gòu)造為根據(jù)例如來(lái)自傳感器裝置的輸入操作回流閥裝置。例如，當(dāng)燃料處理裝置358處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制回流閥裝置(和/或閥402)以允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向燃料處理裝置。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制回流閥裝置和/或閥402以允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向燃料處理裝置一段或多段預(yù)定時(shí)間(oneormorepredeterminedduration)和/或以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔指示或控制回流閥裝置和/或閥402允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向燃料處理裝置。所述預(yù)定時(shí)間和/或時(shí)間間隔可基于阻止或最小化產(chǎn)品氫物流向燃料處理裝置的非氫選擇性膜的組件流動(dòng)和/或阻止產(chǎn)品氫物流向那些組件的流動(dòng)。例如，預(yù)定時(shí)間(predeterminedduration)可為閥處于開(kāi)放位置的0.1至10秒，而預(yù)定時(shí)間間隔(predeterminedtimeinterval)可為1至12小時(shí)。當(dāng)預(yù)定時(shí)間為0.1至10秒時(shí)，將產(chǎn)品氫物流引入燃料處理裝置(諸如氫選擇性膜的上游)有時(shí)可稱為“氫嗝(hydrogenburp)”。
制氫裝置20的另一個(gè)例子大體如圖11中404處所示。除非具體排除，制氫裝置404可包括本公開(kāi)中所述的一種或多種其它制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)組件。所述制氫裝置可向一個(gè)或多個(gè)氫消耗設(shè)備406(諸如燃料電池、氫爐等)提供或供應(yīng)氫。制氫裝置404可，例如，包括燃料處理裝置408和產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)410。燃料處理裝置408可包括任何構(gòu)造經(jīng)由一種或多種合適機(jī)制從一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料物流418生成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品氫物流416(諸如一個(gè)或多個(gè)氫氣物流)的合適結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)410可包括任何構(gòu)造為管理燃料處理裝置408所生成的產(chǎn)品氫的合適結(jié)構(gòu)。另外，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)可包括任何構(gòu)造為與燃料處理裝置408相互作用以維持可用于氫消耗設(shè)備406的任何合適量的產(chǎn)品氫的合適結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)410可包括產(chǎn)品導(dǎo)管420、緩沖罐422、緩沖罐導(dǎo)管424、緩沖罐傳感器裝置426、產(chǎn)品閥裝置428、回流導(dǎo)管430、回流閥裝置432和控制裝置434。
產(chǎn)品導(dǎo)管420可構(gòu)造為流體連通燃料處理裝置408與緩沖罐422。產(chǎn)品導(dǎo)管可包括任何合適數(shù)量的閥，諸如止回閥(諸如止回閥436)、控制閥和/或其它合適的閥。止回閥436可阻止從緩沖罐向燃料處理裝置的返流。止回閥可在任何合適的壓力下開(kāi)放，諸如1psi或更低。緩沖罐422可構(gòu)造為經(jīng)由產(chǎn)品導(dǎo)管420接收產(chǎn)品氫物流416以保留預(yù)定兩或體積的產(chǎn)品氫物流和/或向一個(gè)或多個(gè)氫消耗設(shè)備406提供產(chǎn)品氫物流。
緩沖罐導(dǎo)管424可構(gòu)造為流體連通緩沖罐422和氫消耗設(shè)備406。緩沖罐導(dǎo)管可包括任何合適數(shù)量的閥，諸如止回閥、控制閥和/或其它合適的閥。例如，緩沖罐導(dǎo)管可包括一個(gè)或多個(gè)控制閥438?？刂崎y438可允許隔離緩沖罐和/或制氫裝置的其它組件?？刂崎y可，例如，通過(guò)控制裝置434和/或其它控制裝置進(jìn)行控制。
罐傳感器裝置426可包括任何構(gòu)造為檢測(cè)和/或測(cè)量緩沖罐中的一個(gè)或多個(gè)合適的操作變量和/或參數(shù)和/或基于所檢測(cè)到和/或測(cè)量到的操作變量和/或參數(shù)生成一個(gè)或多個(gè)信號(hào)的合適結(jié)構(gòu)。例如，緩沖罐傳感器裝置可檢測(cè)質(zhì)量、體積、流速、溫度、電流、壓力、折射率、導(dǎo)熱率、密度、粘度、吸光度、導(dǎo)電率和/或其它合適的變量和/或參數(shù)。在一些實(shí)施方式中，緩沖罐傳感器裝置可檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)事件。例如，緩沖罐傳感器裝置426可包括構(gòu)造為檢測(cè)壓力、溫度、流速、體積和/或其它參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)罐傳感器440。緩沖罐傳感器440可，例如，構(gòu)造為檢測(cè)緩沖罐中壓力和/或基于所檢測(cè)到的壓力生成一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
產(chǎn)品閥裝置428可包括任何構(gòu)造為管理和/或指示產(chǎn)品導(dǎo)管420中流動(dòng)的合適結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)品閥裝置可允許產(chǎn)品氫物流從燃料處理裝置流向緩沖罐，如442處所示。另外，產(chǎn)品閥裝置428可構(gòu)造為將產(chǎn)品氫物流416從燃料處理裝置408泄出，如444處所示。泄出產(chǎn)品氫物流可被排放到大氣和/或泄出產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)(未示出)，包括除回流閥裝置之外(或代替回流閥裝置)將泄出產(chǎn)品氫排放回燃料處理裝置。
產(chǎn)品閥裝置428可，例如，包括三通道電磁閥446。三通道電磁閥可包括電磁閥448和三通道閥450。所述三通道閥可構(gòu)造為在多個(gè)位置之間移動(dòng)。例如，三通道閥450可構(gòu)造為在流動(dòng)位置和泄出位置之間移動(dòng)。在流動(dòng)位置，產(chǎn)品氫物流被允許從燃料處理裝置流向緩沖罐，如442處所示。在泄出位置，來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流被泄出，如444處所示。另外，三通道閥可構(gòu)造為當(dāng)該閥處于泄出位置時(shí)將緩沖罐與產(chǎn)品氫物流隔離。電磁閥448可構(gòu)造為根據(jù)從控制裝置434和/或其它控制裝置接收的輸入將閥450在流動(dòng)和泄出位置之間移動(dòng)。
回流導(dǎo)管430可構(gòu)造為流體連通緩沖罐422和燃料處理裝置408(諸如該燃料處理裝置的重整產(chǎn)物導(dǎo)管)?；亓鲗?dǎo)管可包括任何合適數(shù)量的閥，諸如止回閥(諸如止回閥454)、控制閥和/或其它合適的閥。止回閥454可組織從燃料處理裝置到緩沖罐的返流。止回閥可在任何合適的壓力下開(kāi)放。在一些實(shí)施方式中，回流導(dǎo)管430可包括構(gòu)造為限制通過(guò)該回流導(dǎo)管的限流孔456。所述限流孔可在回流閥裝置的電磁閥的上游或下游。另外，限流孔456可為任何合適的尺寸，諸如0.005英寸至0.035英寸，優(yōu)選0.010英寸。
回流閥裝置432可包括任何構(gòu)造為管理和/或指示回流導(dǎo)管430中流動(dòng)的合適結(jié)構(gòu)。例如，回流閥裝置可允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向燃料處理裝置，如458處所示?；亓鏖y裝置432可，例如，包括電磁閥460。電磁閥可包括電磁閥462和閥464。該閥可構(gòu)造為在多個(gè)位置之間移動(dòng)。例如，閥464可構(gòu)造為在開(kāi)放位置和閉合位置之間移動(dòng)。當(dāng)處于開(kāi)放位置時(shí)，產(chǎn)品氫物流被允許從緩沖罐流向燃料處理裝置，如458處所示。當(dāng)處于閉合位置時(shí)，產(chǎn)品氫物流不被允許(或被限制)從緩沖罐流向燃料處理裝置。另外，該閥可構(gòu)造為當(dāng)閥處于閉合位置時(shí)隔離緩沖罐。電磁閥462可構(gòu)造為根據(jù)來(lái)自控制裝置434和/或其它控制裝置的輸入將閥464在開(kāi)放和閉合位置之間移動(dòng)。
控制裝置434可包括任何構(gòu)造為至少部分根據(jù)來(lái)自緩沖罐傳感器裝置426的輸入(諸如，至少部分基于緩沖罐傳感器裝置所檢測(cè)到和/或測(cè)量到的操作變量和/或參數(shù))控制燃料處理裝置408、產(chǎn)品閥裝置428和/或回流閥裝置432的合適結(jié)構(gòu)?？刂蒲b置434可僅接收來(lái)自緩沖罐傳感器裝置426的輸入和/或該控制裝置可接收來(lái)自制氫裝置的其它傳感器裝置的輸入。另外，控制裝置434可控制僅燃料處理裝置、僅產(chǎn)品閥裝置、僅回流閥裝置、僅燃料處理裝置和產(chǎn)品閥裝置、僅燃料處理裝置和回流閥裝置、僅產(chǎn)品閥裝置和回流閥裝置、或者控制燃料處理裝置、產(chǎn)品閥裝置和/或制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)其它組件?？刂蒲b置434可經(jīng)由通信鏈路466與燃料處理裝置、緩沖罐傳感器裝置、產(chǎn)品閥裝置和/或回流閥裝置通信。通信鏈路466可為任何適合用于相應(yīng)設(shè)備之間的單通道或雙通道通信的有線和/或無(wú)線機(jī)制，諸如輸入信號(hào)、指令信號(hào)、測(cè)得參數(shù)等。
控制裝置434可，例如，構(gòu)造為至少部分基于所檢測(cè)到的緩沖罐438中壓力而在運(yùn)行和待機(jī)模式(和/或降低輸出模式)之中或之間操作燃料處理裝置。例如，控制裝置434可構(gòu)造為當(dāng)所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力大于預(yù)定最大壓力時(shí)以待機(jī)模式操作燃料處理裝置，當(dāng)所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力低于預(yù)定最大壓力和/或高于預(yù)定操作壓力時(shí)以降低輸出模式操作燃料處理裝置，和/或當(dāng)所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力低于預(yù)定操作壓力和/或預(yù)定最小壓力時(shí)以運(yùn)行模式操作燃料處理裝置。預(yù)定最大和最小壓力和/或預(yù)定操作壓力可為任何合適的壓力。例如，以上壓力中的一個(gè)或多個(gè)可根據(jù)燃料處理裝置、緩沖罐中產(chǎn)品氫的理想壓力范圍和/或氫消耗設(shè)備的壓力需求獨(dú)立設(shè)定。或者可選地，控制裝置434可操作燃料處理裝置以便使其在預(yù)定的壓差(諸如在燃料處理裝置與緩沖罐之間)范圍內(nèi)以運(yùn)行模式操作，并且在預(yù)定壓差范圍之外時(shí)以降低輸出和/或待機(jī)模式操作。
另外，控制裝置434可構(gòu)造為基于例如來(lái)自傳感器426的輸入操作產(chǎn)品閥裝置。例如，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制電磁閥448將三通道閥450移動(dòng)到泄出位置。另外，當(dāng)燃料處理裝置408處于運(yùn)行模式時(shí)，控制裝置434可指示或控制電磁閥將三通道閥450移動(dòng)到流動(dòng)位置。
此外，控制裝置434可構(gòu)造為基于例如來(lái)自傳感器426的輸入操作回流閥裝置。例如，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制電磁閥462將閥464移動(dòng)至開(kāi)放位置?？刂蒲b置434可以將閥464移動(dòng)至開(kāi)放位置一段預(yù)定時(shí)間和/或以預(yù)定時(shí)間間隔將閥464移動(dòng)至開(kāi)放位置。另外，控制裝置434可在所述預(yù)定時(shí)間和/或預(yù)定時(shí)間間隔之外和/或當(dāng)燃料處理裝置處于運(yùn)行模式時(shí)指示或控制電磁閥462將閥464移動(dòng)到閉合位置。
控制裝置434可包括第一控制機(jī)制468和第二控制機(jī)制470。所述第一控制機(jī)制可與，例如，燃料處理裝置、緩沖罐傳感器裝置和產(chǎn)品閥裝置通信，和/或可構(gòu)造為控制產(chǎn)品閥裝置。第二控制機(jī)制470可與，例如，燃料處理裝置和回流閥裝置通信，和/或可構(gòu)造為控制回流閥裝置。盡管控制裝置434顯示包括第一和第二控制機(jī)制468和470，但該控制裝置可包括構(gòu)造為提供所述第一和第二控制機(jī)制的大部分或全部功能的單個(gè)控制機(jī)制。
第一控制機(jī)制468可，例如，包括第一控制器472、第一切換設(shè)備474和第一能源供應(yīng)476。第一控制器472可具有任何合適的形式，諸如計(jì)算機(jī)化設(shè)備、在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的軟件、嵌入式處理器、模擬設(shè)備和/或功能上等同的設(shè)備。另外，第一處理器可包括任何合適的軟件、硬件和/或固件。
第一切換設(shè)備474可包括任何構(gòu)造為允許第一控制器472控制電磁閥448的合適結(jié)構(gòu)。例如，切換設(shè)備可包括第一固態(tài)繼電器或第一ssr478。第一固態(tài)繼電器可允許第一控制器472經(jīng)由第一能源供應(yīng)476控制電磁閥448。例如，當(dāng)電磁閥448用24伏特控制時(shí)，固態(tài)繼電器可允許第一控制器472使用非24伏特(例如5伏特、12伏特、48伏特等)的電壓信號(hào)控制電磁閥448。第一能源供應(yīng)476可包括任何構(gòu)造為提供足以控制電磁閥448的能源的合適結(jié)構(gòu)。例如，第一能源供應(yīng)476可包括一個(gè)或多個(gè)電池、一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能板等。在一些實(shí)施方式中，能源供應(yīng)可包括一個(gè)或多個(gè)插座連接器(electricaloutletconnectors)和一個(gè)或多個(gè)整流器(未示出)。盡管第一電磁閥和第一控制器被描述為以某些電壓操作，但第一電磁閥和第一控制器可以任何合適的電壓操作。
第二控制機(jī)制470可，例如，包括第二控制器480、第二切換設(shè)備482和第二能源供應(yīng)484。第二控制器480可具有任何合適的形式，諸如計(jì)算機(jī)化設(shè)備、在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的軟件、嵌入式處理器、模擬設(shè)備和/或功能上等同的設(shè)備。另外，處理器可包括任何合適的軟件、硬件和/或固件。例如，第二控制器480可包括如下的延時(shí)繼電器：其向電磁閥462提供信號(hào)以將閥464移動(dòng)到開(kāi)放位置一段預(yù)定時(shí)間和/或以預(yù)定時(shí)間間隔將閥464移動(dòng)到開(kāi)放位置的延時(shí)繼電器。延時(shí)繼電器可為激發(fā)式(energized)，例如，僅當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)。
第二切換設(shè)備482可包括任何構(gòu)造為允許第二控制器480控制電磁閥462的合適結(jié)構(gòu)。例如，第二切換設(shè)備可包括第二固態(tài)繼電器或第二ssr486。第二固態(tài)繼電器可允許第二控制器480經(jīng)由第二能源供應(yīng)484控制電磁閥462。例如，當(dāng)電磁閥462用24伏特控制時(shí)，該固態(tài)繼電器可允許第二控制器480使用非24伏特(諸如5伏特、12伏特、48伏特等)信號(hào)控制第二電磁閥462。第二能源供應(yīng)484可包括任何構(gòu)造為提供足以控制電磁閥462的能源的合適結(jié)構(gòu)。例如，第二能源供應(yīng)484可包括一個(gè)或多個(gè)電池、一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能板等。在一些實(shí)施方式中，第二能源供應(yīng)可包括一個(gè)或多個(gè)插座連接器和一個(gè)或多個(gè)整流器(未示出)。盡管第二電磁閥和第二控制器被描述為在某些電壓下操作，第二電磁閥和第二控制器可以任何合適的電壓操作。
在一些實(shí)施方式中，第一和/或第二控制機(jī)制(或那些機(jī)制的組件)可構(gòu)造為控制制氫裝置的其它組件和/或可與其它控制機(jī)制和/或控制裝置合并。例如，第一和第二控制機(jī)制可共享能源供應(yīng)。另外，第二控制機(jī)制可構(gòu)造為控制與產(chǎn)氫區(qū)和氫選擇性膜熱連通的加熱器的操作和/或可與控制那些加熱器的控制裝置相連。
制氫裝置20的另一個(gè)例子大體如圖12中488處所示。除非具體排除，制氫裝置488可包括本公開(kāi)中所述的一個(gè)或多個(gè)其它制氫裝置的一個(gè)或多個(gè)組件。類似或相同與圖11中制氫裝置404的組件的制氫裝置488的組件以與制氫裝置404的組件相同的附圖標(biāo)記提供。由于那些組件在前文中已被討論，本公開(kāi)的這一部分集中于不同于制氫裝置404的組件。
產(chǎn)品導(dǎo)管420可包括流動(dòng)部分或支管(leg)489和泄出部分或支管491。制氫裝置488可包括產(chǎn)品閥裝置490，其可包括任何構(gòu)造為管理和/或指示產(chǎn)品導(dǎo)管420中流動(dòng)的合適結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)品閥裝置可允許產(chǎn)品氫物流416從燃料處理裝置流向緩沖罐(如442處所示)和/或?qū)a(chǎn)品氫物流416從燃料處理裝置408泄出(如444處所示)。泄出產(chǎn)品氫物流可被排放至大氣和/或泄出產(chǎn)品氫管理系統(tǒng)(未示出)。
產(chǎn)品閥裝置490可，例如，包括第一電磁閥492和第二電磁閥494。第一電磁閥可包括第一電磁閥496和第一閥498，而第二電磁閥可包括第二電磁閥500和第二閥502。第一閥可構(gòu)造為在多個(gè)位置之間移動(dòng)，包括第一開(kāi)放位置和第一閉合位置。另外，第二閥可構(gòu)造為在多個(gè)位置之間移動(dòng)，包括第二開(kāi)放位置和第二閉合位置。
當(dāng)?shù)谝婚y處于開(kāi)放位置時(shí)，產(chǎn)品氫物流被允許從燃料處理裝置流向緩沖罐。相反，當(dāng)?shù)谝婚y處于閉合位置時(shí)，緩沖罐與來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流隔離(或來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流不被允許流向緩沖罐)。當(dāng)?shù)诙y處于開(kāi)放位置時(shí)，來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流被泄出。相反，當(dāng)?shù)诙y處于閉合位置時(shí)，來(lái)自燃料處理裝置的產(chǎn)品氫物流不被泄出。
第一電磁閥496可構(gòu)造為根據(jù)從控制裝置434接收的輸入將第一閥498在開(kāi)放和閉合位置之間移動(dòng)。另外，第二電磁閥500可構(gòu)造為根據(jù)從該控制裝置接收的輸入將第二閥502在開(kāi)放和閉合位置之間移動(dòng)。
控制裝置434可構(gòu)造為根據(jù)，例如，來(lái)自傳感器裝置的輸入操作產(chǎn)品閥裝置。例如，當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)，控制裝置可指示或控制第一和/或第二電磁閥將第一閥移動(dòng)到閉合位置和/或?qū)⒌诙y移動(dòng)到開(kāi)放位置。另外，當(dāng)燃料處理裝置408處于運(yùn)行模式和/或降低輸出模式時(shí)，控制裝置434可指示或控制第一和/或第二電磁閥將第一閥移動(dòng)到開(kāi)放位置和/或?qū)⒌诙y移動(dòng)到閉合位置。
本公開(kāi)的制氫裝置可包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：
ο第一和第二端框架，其包括構(gòu)造為接收包含氫氣和其它氣體的混合氣體物流的輸入口。
ο第一和第二端框架，其包括構(gòu)造為接收與混合氣體物流相比包含更高濃度的氫氣和更低濃度的其它氣體中至少一種的滲透物流的輸出口。
ο第一和第二端框架，其包括構(gòu)造為接收包含至少大部分其它氣體的副產(chǎn)品物流的副產(chǎn)品口。
ο至少一個(gè)氫選擇性膜，其設(shè)置在第一和第二端框架之間并緊固于其上。
ο至少一個(gè)氫選擇性膜，其具有進(jìn)料側(cè)和滲透?jìng)?cè)，至少一部分滲透物流由從進(jìn)料側(cè)穿過(guò)到滲透?jìng)?cè)的混合氣體物流的一部分形成，且留在進(jìn)料側(cè)的混合氣體物流的其余部分形成至少一部分副產(chǎn)品物流。
ο多個(gè)框架，其布置在第一和第二端框架與至少一個(gè)氫選擇性膜之間，并且緊固于第一和第二端框架。
ο多個(gè)框架，其包括布置在至少一個(gè)氫選擇性膜與第二端框架之間的至少一個(gè)滲透框架。
ο至少一個(gè)滲透框架，其包括外周殼體。
ο至少一個(gè)滲透框架，其包括形成于外周殼體上并構(gòu)造為接收來(lái)自至少一個(gè)氫選擇性膜的滲透物流的至少一部分的輸出導(dǎo)管。
ο至少一個(gè)滲透框架，其包括被外周殼體所圍繞的開(kāi)放區(qū)。
ο至少一個(gè)滲透框架，其包括至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)。
ο至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)，其跨越至少大部分開(kāi)放區(qū)。
ο至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜。
ο至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)，其包括第一和第二膜支撐板。
ο第一和第二膜支撐板，其不含穿孔。
ο第一和第二膜支撐板，其具有第一面，所述第一面具有構(gòu)造為提供用于至少一部分滲透物流的流道的多個(gè)微槽。
ο第一和第二膜支撐板，其具有與第一面相對(duì)的第二面。
ο第一和第二膜支撐板，其堆疊在至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)中。
ο第一和第二膜支撐板，其堆疊在至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)中以使得第一膜支撐板的第二面面對(duì)第二膜支撐板的第二面。
ο不可壓縮的第一和第二膜支撐板。
ο平的第一和第二膜支撐板。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其布置在第一端框架和至少一個(gè)氫選擇性膜之間。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括外周殼體。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括形成于至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體上的輸入導(dǎo)管。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括構(gòu)造為接收來(lái)自輸入口的混合氣體物流的至少一部分的輸入導(dǎo)管。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括形成于至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體上的輸出導(dǎo)管。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括構(gòu)造為接收留在至少一個(gè)氫選擇性膜的進(jìn)料側(cè)的至少一部分混合氣體物流的其余部分的輸出導(dǎo)管。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架，其包括被進(jìn)料框架的外周殼體所圍繞的布置在輸入和輸出導(dǎo)管之間的進(jìn)料框架。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體，其尺寸為使得所述至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體支撐至少一個(gè)滲透框架的外周殼體和至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)的一部分。
ο至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體，其尺寸為使得所述至少一個(gè)進(jìn)料框架的外周殼體沿垂直于所述多個(gè)框架的每個(gè)框架的框架平面的多個(gè)支撐平面支撐至少一個(gè)滲透框架的外周殼體和至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)的一部分。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其布置在至少一個(gè)氫選擇性膜與至少一個(gè)滲透框架之間。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造為支撐至少一個(gè)氫選擇性膜。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括大體相對(duì)的表面，其構(gòu)造為向滲透?jìng)?cè)提供支撐。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括在相對(duì)表面之間延伸的多個(gè)流體通路。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其尺寸為不接觸至少一個(gè)滲透框架的外周殼體。
ο至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其尺寸為當(dāng)至少一個(gè)微孔篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)滲透框架被緊固于第一和第二端框架時(shí)不接觸外周殼體。
ο至少一個(gè)膜支撐結(jié)構(gòu)，其包括第三膜支撐板。
ο第三膜支撐板，其布置在第一和第二膜支撐板之間。
ο不可壓縮的第三膜支撐板。
ο平的第三膜支撐板。
ο第三膜支撐板，其不含穿孔。
ο第三膜支撐板，其沒(méi)有微槽。
ο滲透框架的外周殼體，其包括第一和第二外周殼體。
ο滲透框架的外周殼體，其包括布置在第一和第二外周殼體之間的襯墊。
ο襯墊，其構(gòu)造為使得滲透框架的外周殼體的厚度匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。
ο襯墊，其構(gòu)造為使得當(dāng)滲透框架被緊固于第一和第二端框架時(shí)，滲透框架的外周殼體的厚度匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。
ο滲透框架的外周殼體，其包括第一、第二和第三外周殼體。
ο滲透框架的外周殼體，其包括布置在第一和第二外周殼體之間的第一襯墊。
ο滲透框架的外周殼體，其包括布置在第二和第三外周殼體之間的第二襯墊。
ο第一和第二襯墊，其構(gòu)造為使得滲透框架的外周殼體的厚度匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。
ο第一和第二襯墊，其構(gòu)造為使得當(dāng)滲透框架被緊固于第一和第二端框架上時(shí)滲透框架的外周殼體的厚度匹配于膜支撐結(jié)構(gòu)的厚度。
ο第一和第二膜支撐板，其各自具有第一和第二相對(duì)邊緣。
ο多個(gè)微槽，其從第一邊緣延伸到第二邊緣。
ο多個(gè)平行微槽。
ο燃料處理裝置，其構(gòu)造為接收進(jìn)料物流。
ο燃料處理裝置，其構(gòu)造為以多個(gè)模式操作。
ο燃料處理裝置，其構(gòu)造為以多個(gè)模式操作，包括其中燃料處理裝置從進(jìn)料物流產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流的運(yùn)行模式和其中燃料處理裝置不從進(jìn)料物流產(chǎn)生產(chǎn)品氫物流的待機(jī)模式。
ο產(chǎn)氫區(qū)，其包含重整催化劑。
ο產(chǎn)氫區(qū)，其構(gòu)造為接收進(jìn)料物流并產(chǎn)生重整產(chǎn)物物流。
ο一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜，其構(gòu)造為接收重整產(chǎn)物物流。
ο一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜，其構(gòu)造為從重整產(chǎn)物物流產(chǎn)生至少一部分產(chǎn)品氫物流和副產(chǎn)品物流。
ο重整產(chǎn)物導(dǎo)管，其流體連通產(chǎn)氫區(qū)與一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜。
ο緩沖罐，其構(gòu)造為包含產(chǎn)品氫物流。
ο產(chǎn)品導(dǎo)管，其流體連通燃料處理裝置與緩沖罐。
ο回流導(dǎo)管，其流體連通緩沖罐與重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο罐傳感器裝置，其構(gòu)造為檢測(cè)緩沖罐中壓力。
ο回流閥裝置，其構(gòu)造為管理回流導(dǎo)管中的流動(dòng)。
ο回流閥裝置，其包括至少一個(gè)閥。
ο至少一個(gè)閥，其構(gòu)造為在開(kāi)放位置與閉合位置之間操作，在所述開(kāi)放位置處來(lái)自緩沖罐的產(chǎn)品氫物流流動(dòng)通過(guò)回流導(dǎo)管并進(jìn)入重整產(chǎn)物導(dǎo)管，且在所述閉合位置處來(lái)自緩沖罐的產(chǎn)品氫物流不流動(dòng)通過(guò)回流導(dǎo)管并進(jìn)入重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο多個(gè)加熱器，其與產(chǎn)氫區(qū)和一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜熱連通。
ο控制裝置，其構(gòu)造為在運(yùn)行模式和待機(jī)模式之間操作燃料處理裝置。
ο控制裝置，其構(gòu)造為至少部分基于所檢測(cè)到的緩沖罐中壓力在運(yùn)行模式和待機(jī)模式之間操作燃料處理裝置。
ο控制裝置，其構(gòu)造為指示回流閥裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο控制裝置，其構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)指示回流閥裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο控制裝置，其構(gòu)造為以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔指示回流裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο控制裝置，其構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔指示回流裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管。
ο控制裝置，其構(gòu)造為以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔指示回流裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管一段預(yù)定時(shí)間。
ο控制裝置，其構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)以一個(gè)或多個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔指示回流裝置允許產(chǎn)品氫物流從緩沖罐流向重整產(chǎn)物導(dǎo)管一段預(yù)定時(shí)間。
ο控制裝置，其構(gòu)造為以預(yù)定時(shí)間間隔將至少一個(gè)閥移動(dòng)至開(kāi)放位置一段預(yù)定時(shí)間。
ο控制裝置，其構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)以預(yù)定時(shí)間間隔將至少一個(gè)閥移動(dòng)至開(kāi)放位置一段預(yù)定時(shí)間。
ο控制裝置，其構(gòu)造為操作多個(gè)加熱器以使產(chǎn)氫區(qū)和一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜保持在預(yù)定溫度范圍內(nèi)。
ο控制裝置，其構(gòu)造為當(dāng)燃料處理裝置處于待機(jī)模式時(shí)操作多個(gè)加熱器以使產(chǎn)氫區(qū)和一個(gè)或多個(gè)氫選擇性膜保持在預(yù)定溫度范圍內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性
本公開(kāi)包括制氫裝置、氫純化設(shè)備及那些裝置和設(shè)備的組件，其可用于燃料-處理和其中純化、產(chǎn)生和/或利用氫氣的其它工業(yè)中。
上文所述的公開(kāi)內(nèi)容涵蓋了具有獨(dú)立用途的多個(gè)不同發(fā)明。盡管這些發(fā)明中的每個(gè)已以其優(yōu)選形式公開(kāi)，但本文所公開(kāi)和解釋的其具體實(shí)施方式不應(yīng)被認(rèn)為是限制意義的，因?yàn)榭赡苡袩o(wú)數(shù)種變體。本發(fā)明的主題包括本文所公開(kāi)的多種要素、特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。類似地，當(dāng)任何權(quán)利要求述及“一/一個(gè)/一種”或“第一”要素或其等同術(shù)語(yǔ)時(shí)，該權(quán)利要求應(yīng)理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的要素的結(jié)合，既不需要也沒(méi)有排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的要素。
在特征、功能、要素和/或性質(zhì)的各種組合和子組合中實(shí)施的發(fā)明可在相關(guān)申請(qǐng)中通過(guò)新權(quán)利要求的表述來(lái)要求。這樣的新權(quán)利要求，無(wú)論其指向不同發(fā)明或相同發(fā)明，無(wú)論不同于、寬于、窄于或等同于原始權(quán)利要求的范圍，均也被視為包含在本公開(kāi)的發(fā)明的主題中。
- 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊！