專利名稱：：控制氫氣發(fā)生器中的壓縮機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大致涉及氫氣制造領(lǐng)域。本發(fā)明的設(shè)備和方法通過從包括氫氣和一種或多種雜質(zhì)的產(chǎn)品中移除雜質(zhì)而制造富氫的產(chǎn)品。雜質(zhì)可通過各種提純技術(shù)除去，例如變壓吸附、薄膜分離和類似技術(shù)，這些技術(shù)需要所述產(chǎn)品在相對高的壓力下供給。本發(fā)明還涉及用于儲存目的的提純后的或富氫的產(chǎn)品的壓縮。更特別地，本發(fā)明涉及具有燃料處理單元的變壓吸附單元的集成和操作，以生產(chǎn)富氫的重整物。
背景技術(shù)：
：氫被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，從航空到食品生產(chǎn)，到油氣生產(chǎn)和提煉。氫在這些領(lǐng)域中用作促進(jìn)劑、氛圍氣體、運(yùn)栽氣體、稀釋氣體、燃燒反應(yīng)的燃料、燃料電池的燃料，以及各種化學(xué)反應(yīng)和工藝中的還原劑。此外，氫還被認(rèn)為是發(fā)電的一種可替換的燃料，因?yàn)樗稍偕⒊渥?、有效，并且不像其它替換物，它在生產(chǎn)時零排放。雖然對氫有大規(guī)模消耗和更多的潛在需求，但是一種抑制氫消耗進(jìn)一步增長的不利之處在于，缺少用于氫生產(chǎn)、儲存和廣泛配送的基礎(chǔ)設(shè)備。一種克服這種困難的方式是分布式的氫生產(chǎn)，例如通過使用燃料處理器將基于碳?xì)浠衔锏娜剂现卣麨楦粴涞闹卣?。燃料重整工藝，例如蒸汽重整，部分氧化，和自動熱重整，可用于將基于碳?xì)浠衔锏娜剂希缣烊粴?，LPG，汽油和柴油在需要?dú)涞膱鏊D(zhuǎn)化為富氫的重整物。然而，除所需的氫產(chǎn)品之外，燃料重整器典型地會產(chǎn)生出降低重整產(chǎn)品的價值的不需要的雜質(zhì)。例如，在傳統(tǒng)的蒸汽重整過程中，碳?xì)浠衔锕┝希缂淄?、天然氣、丙烷、汽油、石腦油或柴油被蒸發(fā)，與蒸汽混合，并且通過蒸汽重整催化劑。碳?xì)浠衔锕┝系拇蟛糠直晦D(zhuǎn)化為氫和雜質(zhì)的重整混合物，所述雜質(zhì)例如是一氧化碳和二氧化碳。為了降低一氧化碳的含量，所述重整物典型地接受水-氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)(shiftreaction),其中一氧化碳與蒸汽反應(yīng)以形成二氧化碳和氫。在轉(zhuǎn)移反應(yīng)之后，額外的提純步驟可用于將氫純度提高至可接受的等級。這些提純步驟可包括但不限于甲烷化作用，選擇性氧化反應(yīng)、薄膜分離技術(shù)和選擇性吸附例如變溫吸附和/或變壓吸附工藝。盡管提純技術(shù)可有效地提供純化的氫產(chǎn)品，但很多情況下需要將所述產(chǎn)品壓縮成初始高壓供給。類似地，很多形式的氬儲存例如固氬材料和高壓罐的使用同樣需要高壓氫供給。然而，來自氫氣發(fā)生器例如燃料處理器的供料可能具有壓力和/或流量的波動，尤其是在啟動、停機(jī)和其它瞬態(tài)過程中。不能適當(dāng)?shù)乜刂朴糜趬嚎s這種供料的壓縮單元的速度，尤其是在氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作中，會在系統(tǒng)中產(chǎn)生真空。此外，即使是來自氫氣發(fā)生器的產(chǎn)品的流量是相對穩(wěn)定的，當(dāng)相關(guān)的壓縮機(jī)被增加能量和/或減少能量時，也會產(chǎn)生真空。真空的出現(xiàn)在系統(tǒng)部件中產(chǎn)生應(yīng)力，可在氫氣發(fā)生器中導(dǎo)致擾動，并產(chǎn)生使環(huán)境氣體被抽吸進(jìn)入所述系統(tǒng)的可能。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種用于制造氫氣的設(shè)備。該設(shè)備包括氫氣發(fā)生器和壓縮單元，所述氫氣發(fā)生器產(chǎn)生包括氫氣的產(chǎn)品，所述壓縮單元設(shè)置在所述氫氣發(fā)生器下游，用于接受所述產(chǎn)品并生產(chǎn)壓縮后的產(chǎn)品。氫氣發(fā)生器可包括具有氧化劑和重整器的燃料處理器。壓縮單元具有感應(yīng)電動機(jī)和用于調(diào)整該電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置。所述用于調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括變頻驅(qū)動器或軟啟動裝置，在所述用于調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括軟啟動裝置的情況下，所述軟啟動裝置可具有多個開關(guān)和可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器(ramptimer),該開關(guān)具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角度。一個下游單元設(shè)置在壓縮單元的下游。該下游單元包括一個或多個提純單元，用于接收所述壓縮后的產(chǎn)品的至少一部分并生產(chǎn)富氫的產(chǎn)品；第二壓縮單元，其用于接收和壓縮所述壓縮后的產(chǎn)品或富氫產(chǎn)品；以及儲存單元，其用于接收和儲存壓縮后的產(chǎn)品、富氫產(chǎn)品或壓縮后的富氫產(chǎn)品。在本發(fā)明的工藝方面，提供了一種生產(chǎn)氫氣的方法。該方法包括5如下步驟在氫氣發(fā)生器中產(chǎn)生包括氫的產(chǎn)品；在壓縮單元中壓縮所述產(chǎn)品，其中所述壓縮單元具有用于制造壓縮后的產(chǎn)品的感應(yīng)電動機(jī)；和響應(yīng)氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作來調(diào)節(jié)所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述氫氣發(fā)生器可包括燃料處理器。電動機(jī)轉(zhuǎn)速可通過調(diào)節(jié)作用在感應(yīng)電動機(jī)上的電壓的線頻(linefrequency)或通過調(diào)節(jié)作用在所述感應(yīng)電動機(jī)上的電壓的RMS來調(diào)節(jié)。本發(fā)明可通過參考下述結(jié)合附圖的說明而得以理解。圖l是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖，包括氫氣發(fā)生器、壓縮單元和提純單元。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖，包括燃料處理器、壓縮單元和提純單元。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖，包括燃料處理器、壓縮單元，提純單元、第二壓縮單元和儲存單元。圖4是燃料處理器中的工藝流程的方框圖。圖5A是用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置的示意圖。圖5B是示出用于本發(fā)明的設(shè)備的壓縮機(jī)啟動壓力數(shù)據(jù)的圖表。雖然本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改和采取可替換的形式，其特定實(shí)施例已經(jīng)在附圖中以示例的形式示出并在本文中詳細(xì)的描述了，然而應(yīng)當(dāng)理解，此處關(guān)于特定實(shí)施例的描述并不意味著將本發(fā)明限定為所公開的特定形式，而是相反地，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)覆蓋落在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的全部修改、等價物和替換形式。具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的示意性的實(shí)施例。為了清楚起見，并不是實(shí)際實(shí)施例的全部特征都在本說明書中加以描述。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，在任何實(shí)施例的實(shí)際開發(fā)中，各種特殊實(shí)施決定必須根據(jù)開發(fā)者的具體目的來實(shí)現(xiàn)，例如為了符合系統(tǒng)方面的或經(jīng)濟(jì)方面的限制，這些限制在各種實(shí)施過程中都是不同的。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)努力可能是復(fù)雜的并且很耗時間，但是，對從本發(fā)明的公開內(nèi)容中受益的本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員來說，所述開發(fā)努力將變成一種日常工作。本發(fā)明的設(shè)備包括用于產(chǎn)生包括氫氣的產(chǎn)品的氫氣發(fā)生器。本發(fā)明涉及降低和抑制尤其是在啟動、停機(jī)和其它瞬態(tài)操作過程中在壓縮單元的連接氫氣發(fā)生器的入口處出現(xiàn)的壓力波動。壓縮單元設(shè)置在氫氣發(fā)生器的下游并且具有感應(yīng)電動機(jī)和用于調(diào)節(jié)該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的裝置。一下游單元設(shè)置在壓縮單元的下游，該下游單元包括一個或多個提純單元，用于接收所述壓縮后的產(chǎn)品的至少一部分并生產(chǎn)富氫的產(chǎn)品；第二壓縮單元，其用于接收和壓縮所述壓縮后的產(chǎn)品或富氫產(chǎn)品；以及儲存單元，其用于接收和儲存壓縮后的產(chǎn)品、富氫產(chǎn)品或壓縮后的富氫產(chǎn)品。本發(fā)明的設(shè)備包括可產(chǎn)生這樣一種產(chǎn)品的氫氣發(fā)生器，所述產(chǎn)品包括氫氣和一種或多種此處所描述的雜質(zhì)。適當(dāng)?shù)臍錃獍l(fā)生器在本領(lǐng)域是公知的并且可包括能夠從富化合氫(bondedhydrogen)的材料中產(chǎn)生富游離氫的氣體的任意裝置或設(shè)備。這種裝置包括氣化器、燃料處理器、電解槽和類似物。在優(yōu)選實(shí)施例中，氫氣發(fā)生器包括能夠制造包括氫氣和一種或多種雜質(zhì)的產(chǎn)品的燃料處理器。本發(fā)明的設(shè)備的最終目的是制造基本上純凈的氫氣產(chǎn)品，這種產(chǎn)品在任何消耗氫氣的裝置或工藝中可安全可靠地使用。如上，本文中的"雜質(zhì)"包括可能污染、損壞或其它干涉耗氫裝置或工藝或氫氣儲存裝置的操作的所有材料。這種雜質(zhì)典型地包括含硫的化合物、含氮的化合物、碳的氧化物、液態(tài)水、蒸汽、未反應(yīng)的碳?xì)浠衔锖投栊詺怏w。根據(jù)燃料處理器的類型，產(chǎn)品的壓力、流量和/或成分變化或波動可在穩(wěn)態(tài)特別是在瞬態(tài)操作過程中發(fā)生。在一些實(shí)施例中，所述燃料處理器包括氧化劑和重整器，用于將燃料重整為包括氫和一種或多種雜質(zhì)的產(chǎn)品。在燃料處理器領(lǐng)域，重整器是公知的并且可被設(shè)計(jì)為執(zhí)行蒸汽重整，部分氧化和自動熱重整以及其它工藝中的一種或多種。雖然用作燃料處理器的一些燃料處理器可采用任意已知的重整器，但是下文中與圖4有關(guān)的說明適合于美國專利申請第10/006,963號，其由Krause等人于2001年12月5曰提交，標(biāo)題為"CompactFuelProcessorForProducingaHydrogenRichGas(用于制造富氫氣體的緊湊的燃料處理器)"，并且于2002年7月18日公開(公開號為US2002/0094310Al),其描述了一種執(zhí)行蒸汽重整和自動熱重整的組合的燃料處理器。如圖4所示，所述燃料處理器的供料可以包括基于碳?xì)浠衔锏娜剂稀⒀?、水及其混合物。適用于該處理器的基于碳?xì)浠衔锏娜剂习ㄌ烊粴?、LPG、汽油，柴油、乙醇及其混合物。天然氣是優(yōu)選的基于碳?xì)浠衔锏娜剂?。氧可以是空氣、富氧空氣或基本上為純氧的形式。燃料和水作為液體和/或蒸汽導(dǎo)入。然而，根據(jù)供給材料的初始狀態(tài)和轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特性，可能需要一定程度的供料制備。例如，優(yōu)選地，液態(tài)水和燃料都被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并且反應(yīng)物在被引導(dǎo)進(jìn)入重整器的反應(yīng)區(qū)域之前被預(yù)熱。圖4的方框A表示重整步驟，在一個特定的實(shí)施例中，在該方框中執(zhí)行兩個反應(yīng)，部分氧化(下文的公式I)和蒸汽重整(下面的公式II)，以便將所述供料轉(zhuǎn)化為包含氫氣和一氧化碳的合成氣體。公式I和II是示例性的反應(yīng)公式，其中的甲烷被認(rèn)為是所述碳?xì)浠衔?。CH4+i_02—2H2+CO(I)2CH4+H20—3H2+CO(II)供料流中的氧氣的濃度越高，則有利于放熱的部分氧化反應(yīng)，而水蒸氣的濃度越高，則有利于吸熱的蒸汽重整反應(yīng)。因此，氧氣與碳?xì)浠衔?，和水與碳?xì)浠衔锏谋纫约胺磻?yīng)溫度是影響氫產(chǎn)生的特征參數(shù)。根據(jù)供給狀況和催化劑，重整步驟A的反應(yīng)溫度可從約550。C至約900'C。部分氧化和蒸汽重整催化劑的例子在燃料重整領(lǐng)域是公知的，因此不再詳細(xì)描述。方框B表示冷卻步驟，其中，來自重整步驟A的合成氣流被冷卻到約200。C至約600'C的溫度，并且優(yōu)選地從約375。C至約425。C,以準(zhǔn)備將該合成氣體用于工藝步驟C(下文中討論)。該冷卻可通過散熱片、導(dǎo)熱管、熱交換器或類似設(shè)備實(shí)現(xiàn)，取決于設(shè)計(jì)規(guī)定和從合成氣體中回收/再循環(huán)的熱量的程度。合成氣體的冷卻還可通過所述領(lǐng)域中的其它已知裝置實(shí)現(xiàn)，例如將低溫蒸汽注入合成氣流中。方框c表示脫硫步驟。許多燃料中的一種主要雜質(zhì)是硫，其通常在步驟A中被轉(zhuǎn)化為硫化氫。脫硫優(yōu)選地采用氧化鋅和/或可吸收和轉(zhuǎn)化硫化氫的其它材料，這些材料可具有或不具有支撐(例如整塊、擠出物、片粒等)?？筛鶕?jù)下面的反應(yīng)式in將硫化氫轉(zhuǎn)化為硫化鋅實(shí)現(xiàn)H2S+ZnO">H20+ZnS(III)脫硫優(yōu)選地在約300。C至約500。C的溫度下執(zhí)行，并且更優(yōu)選地從約375。C至約425°C。脫硫后的工藝物料流接下來被送至混合步驟D,其中可選擇地添加來自水子系統(tǒng)的水。水的添加具有降低工藝流的溫度和為下面的水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)(shiftreaction)提供額外的水的雙重目的。水蒸氣和其它物流成分通過穿過惰性材料級(stage)而被混合，其中，所述惰性似材料?？商鎿Q地，額外的水可在重整步驟A之前加入，并且混合步驟可重復(fù)設(shè)置或取消。在工藝流將受到選擇性的氧化的情況下，混合步驟還可用于在氧化之前將氧化劑與工藝流混合。方框E表示水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)步驟，其根據(jù)反應(yīng)式IV將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳H20+CO—H2+C02(IV)通常，根據(jù)催化劑，水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)可在約150。C至約600。C的溫度下執(zhí)行。在這種條件下，氣流中的多數(shù)一氧化碳被轉(zhuǎn)化為二氧化碳。在富氫產(chǎn)品將要被用作燃料或燃料電池的情況下，一氧化碳的濃度需要被降低到燃料電池催化劑可接受的等級，典型地低于約50ppm。水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)催化劑的例子，無論低溫或高溫催化劑都是燃料重整領(lǐng)域公知的，因此不在此處詳細(xì)討論。方框F表示冷卻步驟，其可在惰性級(inertstage)或其它級中執(zhí)行，以將工藝流的溫度降低到優(yōu)選地處于約90'C至約150。C的溫度。當(dāng)冷卻步驟F之后是選擇性的或優(yōu)選的氧化步驟時，來自空氣子系統(tǒng)的氧氣也可添加到工藝流中。方框G表示可選擇的選擇性或優(yōu)先的氧化步驟，其中工藝流中剩余的一氧化碳中的大部分被轉(zhuǎn)化為二氧化碳。雖然該氧化是在具有氧化一氧化碳活性的催化劑的情況下執(zhí)行的，但是典型地發(fā)生了兩個反應(yīng)，即需要的一氧化碳的氧化(反應(yīng)式V)，不需要的氫氣的氧化(反應(yīng)式VI)。co+Io2—co2(V)2H2+l02~>H20(VI)2由于兩個反應(yīng)都產(chǎn)生熱并且由于優(yōu)選的一氧化碳的氧化在低溫下進(jìn)行是有利的，因此有利的是，可選擇地在氧化反應(yīng)區(qū)域內(nèi)包括一冷卻元件例如冷卻盤管。氧化反應(yīng)溫度優(yōu)選地保持在約90。C至約150°C的范圍內(nèi)。由于本發(fā)明的設(shè)備可選擇性地包括提純單元，例如用于將氫氣與雜質(zhì)分離的變壓吸附單元，所以采用選擇性的氧化步驟G可被省略。例如結(jié)合圖4描述的燃料處理器所生產(chǎn)出的產(chǎn)品是富氫的，但可能含有一種或多種雜質(zhì)，例如一氧化碳、二氧化碳、水、蒸汽、惰性組分例如氮和氬、各種含硫和氮的化合物以及未反應(yīng)的碳?xì)浠衔铩Ｒ虼?，所需的是，使產(chǎn)品接受提純或提純工藝，以去除或降低所述雜質(zhì)。此外，所述產(chǎn)品典型地處于低壓，大致小于約50psig,并且優(yōu)選地小于約25psig，并且更優(yōu)選地小于約10psig并且仍然更優(yōu)選地小于約5psig。根據(jù)所采用的提純技術(shù)的特性，需要在輸送到提純單元之前增加產(chǎn)品的壓力。因此，本發(fā)明的設(shè)備包括位于燃料處理器下游的壓縮單元，該壓縮單元用于接收產(chǎn)品并且生產(chǎn)壓縮后的產(chǎn)品以便輸送到提純單元。在一些實(shí)施例中，例如在排出提純單元的富氫產(chǎn)品被送往儲存單元例如高壓儲存罐的情況下，第二壓縮單元可選擇性地設(shè)置在提純單元和儲存單元之間，以用于增加富氫產(chǎn)品的壓力。壓縮單元是所述領(lǐng)域公知的，用于在使含有氫氣的氣體混合物接收分離技術(shù)和/或儲存之前將所述含有氫氣的氣體混合物壓縮。這種壓縮技術(shù)的詳細(xì)描述可在化學(xué)工程參考資料中找到，例如Perry的《化學(xué)工程手冊》第4版(McGraw-Hill,1963)，和專利文獻(xiàn)，例如1987年9月1日授權(quán)給Doshi的美國專利No.4，690，695;2002年12月3日授權(quán)給Keefer等人的美國專利No.6，488，747;和2003年9月18日公開出版的Mitlitsky等人的美國專利申請US2003/0175564Al;其說明被結(jié)合于此作為參考。雖然壓縮單元不需要詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，穩(wěn)定的壓縮單元可包括在單級或包括兩個或三個壓縮機(jī)的多級壓縮單元中的由恒速或變速電動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)。此外，適當(dāng)?shù)膲嚎s單元可包括軸流式、離心式，往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式的壓縮機(jī)和它們的組合。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓縮單元包括感應(yīng)電動機(jī)，其具有小于25馬力的額定功率，優(yōu)選地小于20馬力，并且更優(yōu)選地小于15馬力。在壓縮單元包括在選定的速度下操作的壓縮機(jī)電動機(jī)的情況下，提純單元優(yōu)選地控制產(chǎn)品流向多個吸附床的流量，而與所述壓縮機(jī)電動機(jī)的選定速度無關(guān)。壓縮單元應(yīng)該能夠施加在流體上的壓力取決于該單元的壓縮所需的壓力要求。在提純單元包括變壓吸附單元的情況下，輸送到PSA的產(chǎn)品流量所需壓力可以在lpsig至600psig之間變化。在需要壓縮以利于富氫產(chǎn)品的儲存的情況下，富氫產(chǎn)品的所需壓力可從剛過零變化至高于10,000psig。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，適當(dāng)?shù)膲嚎s單元將基于下列因素進(jìn)行選擇，例如產(chǎn)品成分、流量、壓力和溫度、下游單元的所需壓力，以及下述因素例如壓縮單元的功耗、工作性能、成本和整體效率。在提純單元包括變壓吸收單元("PSA")的實(shí)施例中，流向PSA中的多個吸收劑床的產(chǎn)品流量和通過吸附床從產(chǎn)品流吸附雜質(zhì)的吸附周期可獨(dú)立于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速或輸出的形式進(jìn)行控制。更特別地，在提純單元包括旋轉(zhuǎn)式PSA，所述PSA具有用于控制流動至吸收劑床的材料流的旋轉(zhuǎn)分配閥的情況下，所述旋轉(zhuǎn)分配閥優(yōu)選地獨(dú)立于壓縮單元的轉(zhuǎn)速或輸出進(jìn)行操作，在這些實(shí)施例中，壓縮單元可包括恒速壓縮機(jī)。在壓縮單元包括感應(yīng)電動機(jī)的實(shí)施例中，壓縮單元還將包括用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置。壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)發(fā)生在氫氣發(fā)生器的操作中的瞬態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)整和調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)施加在電動機(jī)上的功率來調(diào)節(jié)速度的傾斜提升和下降。例如，在氫氣發(fā)生器的啟動過程中，供給到壓縮機(jī)電動機(jī)的功率可優(yōu)選地以選定的速率在選定的斜坡上升時間周期內(nèi)從零斜坡上升至滿功率。類似地，在停機(jī)過程中，供給到壓縮機(jī)電動機(jī)的功率可優(yōu)選地以選定的速率在選定的斜坡下降時間周期內(nèi)下降?？梢灶A(yù)計(jì)，在壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速被保持在中間速度時，提供到壓縮機(jī)電動機(jī)的功率的一些中間調(diào)節(jié)可能會發(fā)生，例如當(dāng)氫氣發(fā)生器的產(chǎn)量被降低時。通過使用這種裝置，壓縮機(jī)電動機(jī)的速度可匹配產(chǎn)品輸送到壓縮單元的產(chǎn)品流量并且可防止在壓縮機(jī)的入口處產(chǎn)生真空。用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括變頻驅(qū)動器("VFD")，以調(diào)節(jié)施加在電動機(jī)上的電壓的線頻。由于感應(yīng)電動機(jī)的速度與施加的電壓的頻率成比例，通過VFD的線頻調(diào)節(jié)，可使操作人員或控制器調(diào)節(jié)和調(diào)整感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在一種替換方案中，用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括軟啟動裝置，以在啟動和/或關(guān)機(jī)過程中調(diào)節(jié)輸送到電動機(jī)的電壓的均方根("RMS")。適于調(diào)節(jié)輸送到感應(yīng)電動機(jī)的電壓的RMS的軟啟動裝置可包括多個具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角的開關(guān)和可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器。所述開關(guān)可包括實(shí)心狀態(tài)(solidstate)的AC開關(guān)，如三端雙向可控硅開關(guān)、二極管和SCRs。所述軟啟動裝置優(yōu)選地包括三對反向并聯(lián)連接的SCR開關(guān)。開關(guān)的點(diǎn)火角可在0。至約120。的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但優(yōu)選地在0。至約75。的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。點(diǎn)火角將根據(jù)軟啟動裝置的啟動電壓進(jìn)行選擇并且可基于電動機(jī)內(nèi)初始轉(zhuǎn)動所需的最小轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇。斜坡計(jì)時器可被調(diào)節(jié)，從而斜坡周期具有所需的任意時間周期。對于此處所描述的燃料處理器產(chǎn)生的產(chǎn)品的流量，該斜坡計(jì)時器可具有小于約1分鐘的時間周期。優(yōu)選地小于約30秒，更優(yōu)選地小于約20秒，并且仍然更優(yōu)選地小于約10秒。該軟啟動裝置可具有用于控制其操作和調(diào)節(jié)施加在電動機(jī)上的線電壓的RMS的就地控制器或處理器。適當(dāng)?shù)能泦友b置是公知的并且可從例如法國巴黎的SchneiderElectricSA購買。用于本發(fā)明的實(shí)施例中的軟啟動裝置是SquareDTMNo.ATS01N232LU型。如上所述，來自氫氣發(fā)生器的產(chǎn)品流可能在穩(wěn)態(tài)操作時在壓力和/或流量上還具有波動。因此，本發(fā)明的設(shè)備可選擇性地包括在到達(dá)下游單元之前降低或消除這些波動的裝置。本文中所用的"降低壓力和/或流量上的波動"指的是降低被送至下游單元的產(chǎn)品的壓力和/或流量上的波動的大小和次數(shù)。此外，還可采用這種裝置以防止在壓縮單元的入口處在將產(chǎn)品輸送至壓縮單元的管路中形成真空。用于降低這種波動的裝置可包括設(shè)置在氫氣發(fā)生器和下游單元之間的緩沖器。盡管這種緩沖器可設(shè)置在氫氣發(fā)生器和下游單元之間的任何位置，但優(yōu)選地設(shè)置在壓縮單元的上游，從而可向壓縮單元的入口提供更均勻的產(chǎn)品流。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，該緩沖器具有足夠容量以從氫氣發(fā)生器接收可變的產(chǎn)品流量，同時向下游單元釋放更均勻的流量。此外，在一個實(shí)施例中，該緩沖器設(shè)置在壓縮單元的上游，來自緩沖器的產(chǎn)品流應(yīng)當(dāng)足以防止在啟動、停機(jī)或穩(wěn)定操作過程中在壓縮單元的入口形成真空。用于降低壓力和/或流量波動的裝置還可包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管用于向壓縮單元的入口提供補(bǔ)充流體的受控的流量。所述補(bǔ)充流體可包括來自壓縮單元的出口的產(chǎn)品的壓縮流、來自提純單元的富氫產(chǎn)品、或其混合物。該導(dǎo)管具有出口，該出口可將補(bǔ)充流體引入到將產(chǎn)品從氫氣發(fā)生器輸送到壓縮單元的管路中。導(dǎo)管入口的數(shù)量和位置由補(bǔ)充流體的成分決定。當(dāng)所述補(bǔ)充流體包括壓縮后的產(chǎn)品時，該導(dǎo)管具有位于壓縮單元下游的入口。當(dāng)所述補(bǔ)充流體包括富氫產(chǎn)品時，該導(dǎo)管具有位于提純單元下游的入口。在該實(shí)施例中，提純單元可選擇性地包括引導(dǎo)富氫產(chǎn)品的第一出口和引導(dǎo)貧氫產(chǎn)品從提純單元出來的第二出口，并且導(dǎo)管的入口與提純單元的第一出口流體連通。此外，所述導(dǎo)管可根據(jù)補(bǔ)充流體的成分而具有兩個或多個入口。特別地，當(dāng)所述設(shè)備具有設(shè)置在壓縮單元下游的提13純單元時，所述導(dǎo)管可具有設(shè)置在壓縮和提純單元之間的用于引導(dǎo)壓縮后的產(chǎn)品進(jìn)入導(dǎo)管的入口，和位于提純單元下游的用于將富氬產(chǎn)品引入導(dǎo)管的第二入口。在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)管可具有可變開度的閥，用于控制從中穿過的補(bǔ)充流體的流量。當(dāng)所述設(shè)備包括用于檢測從氫氣發(fā)生器進(jìn)入壓縮單元的流體流量的可選擇的傳感器的情況下，所述可變開度的閥可響應(yīng)所述傳感器產(chǎn)生的檢測數(shù)據(jù)而進(jìn)行操作。更特別地，傳感器可設(shè)置在壓縮單元入口上游并緊靠著其入口，以便獲取進(jìn)入壓縮單元的流體的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述傳感器將包括用于檢測壓縮單元入口處的產(chǎn)品的壓力和/或流量的傳感器。在一些實(shí)施例中，該傳感器將與控制器連接，從而檢測到的數(shù)據(jù)可傳遞到控制器，以便響應(yīng)該檢測到的數(shù)據(jù)來操作所述閥。作為說明，當(dāng)控制器確定進(jìn)入壓縮單元入口的產(chǎn)品的壓力和/或流量低于預(yù)定等級時，信號或指令被輸送到閥致動器，以打開所述閥并增加進(jìn)入壓縮單元入口的補(bǔ)充流體的流量。相反地，當(dāng)檢測到位于壓縮單元入口的產(chǎn)品的壓力和/或流量等于或高于預(yù)定等級時，控制器可指令所述閥致動器收縮或關(guān)閉所述閥。在本文中，控制器用于控制閥操作的預(yù)定等級是產(chǎn)品的壓力和/或流量，其可防止在壓縮單元的供給管路中形成真空。此外，如本文中所述，通過傳感器獲得的檢測到的壓力和/或流量數(shù)據(jù)還可用作調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的輸入。本發(fā)明的設(shè)備包括下游單元，其可包括接收壓縮后的產(chǎn)品的至少一部分并且產(chǎn)生富氫產(chǎn)品的提純單元。用于從產(chǎn)品氣流中去除雜質(zhì)和/或濃縮產(chǎn)品中的氫的技術(shù)在本領(lǐng)域中是公知的，并且可包括甲烷化、選擇性氧化、薄膜分離技術(shù)、變溫吸附和變壓吸附工藝。例如，許多提純工藝通過選擇性的吸附將氫氣從雜質(zhì)中分離，即將含氫氣的帶壓流通過吸收劑材料空間或床和/或穿過氫選擇性薄膜。選擇性吸附可由吸附氫并允許貧氬氣流穿過的吸附材料執(zhí)行，也可由吸附雜質(zhì)并允許富氫氣流通過的吸附材料執(zhí)行。在上述任一種情況下，高度優(yōu)選的是，通過所述技術(shù)例如變壓、變溫或類似技術(shù)中的一種或幾種，吸附材料可再生。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可通過采用選擇性地從產(chǎn)品流中吸附雜質(zhì)并允許富氫產(chǎn)品通過的吸附材料進(jìn)行所述提純。所述提純單元包括多個吸附床，每個吸附床都能夠從流過該床的產(chǎn)品中去除一種或多種雜質(zhì)。吸附床可包括容納吸附材料的容器。吸附材料可具有各種形式，包括成團(tuán)的、片粒的、顆粒、和/或小珠、整塊結(jié)構(gòu)的壓實(shí)床，以及涂敷吸附材料的各種支撐例如涂層薄板。在一些實(shí)施例中，吸附材料以壓實(shí)床的形式提供，其具有不同吸附材料的多個層和/或不同吸附材料的混合物。在另一些實(shí)施例中，所述吸附床包括被構(gòu)造為提供有流體從中穿過的具有涂層的整塊的或其它結(jié)構(gòu)。適用于多種提純單元的床的吸附材料將根據(jù)需要被吸附和從工藝流中去除的材料來確定。例如，公知的用于去除水蒸氣、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏奈讲牧峡砂ㄑ趸X凝膠、活性炭、硅膠和沸石。此外，沸石例如低硅石X型沸石(lowsilicaXzeolite)和4丐或鍶交換過的菱沸石(calciumorstrontiumexchangedchabazite)是公知的用于去除一氧化碳和氮的材料。此處所用的術(shù)語"吸附周期，，指的是壓縮后的產(chǎn)品流被引導(dǎo)穿過吸附床以便去除雜質(zhì)所需的周期或時間長度。在吸附周期結(jié)束時，穿過第一吸附床的產(chǎn)品流被中斷并且該產(chǎn)品流別重新引導(dǎo)至第二吸附床，從而在第一吸附床再生的同時繼續(xù)移除雜質(zhì)并且產(chǎn)生富氫產(chǎn)品。可以預(yù)期，在其它吸附床經(jīng)歷再生的各個階段的同時，在吸附階段需要操作兩個或多個吸附床。此外，適當(dāng)?shù)奶峒儐卧獙切┛梢哉{(diào)節(jié)和控制吸附周期的裝置，從而補(bǔ)償供給到該單元的產(chǎn)品的壓力和/或流量的波動。調(diào)節(jié)吸附周期以便實(shí)現(xiàn)所需純度的富氫產(chǎn)品的方式將在下文中更加詳細(xì)描述。在一些實(shí)施例中，所述提純單元包括變壓吸附("PSA")單元。適當(dāng)?shù)腜SA單元包括那些本領(lǐng)域公知的用于從工藝流中分離氫氣的裝置，例如在下面的文件中所描述的1980年12月9日授權(quán)給Perry的美國專利No.4，238，204;1987年9月1日授權(quán)給Doshi的美國專利No.4,690,695;1993年10月26日授權(quán)給Kai等人的美國專利No.5，256，174;1995年7月25日授權(quán)給Anand等人的美國專利No.5,435,836;1997年9月23日授權(quán)給Couche的美國專利No.5,669,960;1998年5月19日授權(quán)給Sircar等人的美國專利No.5,753,010;2002年10月29日授權(quán)給HiH的美國專利No.6，471，744，上述文件的說明書被結(jié)合于此作為參考。在一些實(shí)施例中，所述提純單元將包括緊湊的PSA。適當(dāng)?shù)木o湊的PSA可包括旋轉(zhuǎn)式PSA,例如在2000年5月16日授權(quán)給Keefer等人的美國專利No.6，063，161和2002年6月18日授權(quán)給Connor等人的美國專利No.6,406,523中所描述的，它們的說明書被結(jié)合于此作為參考。緊湊的PSA具有可從加拿大伯納比的QuestairTechnologies,Inc.購買旋轉(zhuǎn)元件。Questair的旋轉(zhuǎn)式PSA，型號為H3200，可用于本發(fā)明的開發(fā)。提純單元可包括閥組件，其可至少部分地響應(yīng)下文所述的檢測到的產(chǎn)品信息而選擇性地控制產(chǎn)品向一個或多個吸附床的流量。該閥組件可包括具有固定或可變開度的單個或多個閥，它們可被打開和關(guān)閉以控制送至吸附床的材料流。該閥組件可通過控制某個吸附床接受產(chǎn)品流和控制不同材料被引導(dǎo)穿過吸附床的次序，從而提供對于送至吸附床的產(chǎn)品流進(jìn)行選擇性的控制。這樣，該閥組件的構(gòu)造提供了對于每個吸附床的吸附階段和再生階段的控制。根據(jù)床中的吸附材料的特性，控制再生可包括施加壓力和/或溫度變化，引導(dǎo)各種材料穿過所述床等步驟。在提純單元包括旋轉(zhuǎn)式PSA的實(shí)施例中，所述閥組件優(yōu)選地包括分配閥，其中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生在分配閥和多個吸附床之間，以通過吸附-再生循環(huán)來循環(huán)所述多個床。這種分配閥描述于下述文件1990年5月15授權(quán)給Rabenau等人的美國專利No.4,925,464;1997年1月14日授權(quán)給Hill等人的美國專利No.5,593,478;1998年9月15日授權(quán)給Lemcoff等人的美國專利No.5，807，423;2000年5月2日授權(quán)給Keefer等人的美國專利No.6，0S6，804;2002年4月16日授權(quán)給Takemasa等人的美國專利No.6,372,026Bl;2002年9月17日授權(quán)給Keefer等人的美國專利No.6，451，095;和2004年3月30日授權(quán)給Hill等人的美國專利No.6,712,087，它們的說明書被結(jié)合于此作為參考。閥組件和吸附床之間的旋轉(zhuǎn)優(yōu)選地通過變速電動機(jī)產(chǎn)生。其中閥組件控制多個床的每個階段的操作的次序，變速電動機(jī)控制每個操作的長度和操作變化的頻率。例如，通過調(diào)節(jié)該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述多個床的吸附周期可被增加或減少。此外，旋轉(zhuǎn)速度的變化改變產(chǎn)品流在第一吸附床和第二吸附床之間切換的頻率。本發(fā)明的設(shè)備可選擇性地包括設(shè)置在提純單元下游的產(chǎn)品傳感器，其可檢測所述富氫產(chǎn)品和/或貧氫產(chǎn)品并從中產(chǎn)生檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。這些由產(chǎn)品傳感器產(chǎn)生的檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)被傳送或連通至提純單元。提純單元中的閥組件可響應(yīng)這些檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)控制輸送到所述多個吸附床的產(chǎn)品流。優(yōu)選地，該產(chǎn)品傳感器設(shè)置在提純單元的下游并靠近其出口的位置，從而產(chǎn)品或排氣成分的變化可被快速地探測到并且補(bǔ)償動作可被執(zhí)行。當(dāng)可選擇的儲存單元設(shè)置在提純單元下游用于接收和儲存富氫產(chǎn)品時，該產(chǎn)品傳感器被設(shè)置在儲存單元的上游，從而不合格的產(chǎn)品可被探測并轉(zhuǎn)移。被檢測的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可包括溫度、壓力、密度、流量和/或成分?jǐn)?shù)據(jù)。該產(chǎn)品傳感器優(yōu)選地包括氣體傳感器。傳感器類型的選擇可根據(jù)用于控制產(chǎn)品流的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)來確定。適當(dāng)?shù)膫鞲衅骺砂切┠軌驒z測和傳送溫度、壓力、密度、流量和/或成分?jǐn)?shù)據(jù)的傳感器。在一些實(shí)施例中，所述產(chǎn)品傳感器可包括成分類型的傳感器，用于檢測富氫產(chǎn)品和/或貧氫產(chǎn)品中的某一組分的濃度。例如，用于檢測一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⑺?、含硫化合物和含氮化合物的存在和濃度的適當(dāng)?shù)膫鞲衅魇强梢再徺I到的。在產(chǎn)品傳感器包括用于檢測成分?jǐn)?shù)據(jù)的傳感器的實(shí)施例中，該傳感器優(yōu)選地不適用于^r測富氫產(chǎn)品和/或貧氫產(chǎn)品中的游離氧的濃度。在需要涉及富氫產(chǎn)品中的氫氣濃度的數(shù)據(jù)的實(shí)施例中，所述傳感器可包括能夠檢測氫氣濃度的傳感器，更優(yōu)選地，一個或多個能夠檢測可確定氫氣的濃度數(shù)據(jù)的傳感器。用于間接地確定供給到燃料電池的重整物流中的氫氣濃度的方法和設(shè)備的說明，可從2004年8月3曰授權(quán)給Nelson等人的美國專利No.6,770,391B2中獲得，該文件的公開文本被結(jié)合于此作為參考。從提純單元出來的富氬產(chǎn)品中的氫氣體積濃度應(yīng)當(dāng)大于約99.96%，優(yōu)選地大于約99.97%,并且更優(yōu)選地大于約99.98%。當(dāng)被傳送到提純單元的檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)指示氫氣的濃度在下降時，提純單元可增加產(chǎn)品流從一個吸附床向下一個床引導(dǎo)的頻率。更特別地，當(dāng)提純單元是具有變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)式PSA單元的情況下，可增加變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以縮短吸附周期。類似地，在檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)指示富氫產(chǎn)品的壓力和/或流量在增加的情況下，變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可增加以縮短吸附周期，并且保持富氫產(chǎn)品中所需的氫氣濃度。如上所述，本發(fā)明的設(shè)備可選擇性地包括用于監(jiān)控和控制該設(shè)備的一個或多個部件的操作的控制器。特別地，當(dāng)該設(shè)備包括用于檢測流至壓縮單元的產(chǎn)品的壓力和/或流量的傳感器時，所述控制器能夠響應(yīng)檢測到的壓力和/或流量來控制用于調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的裝置。當(dāng)該實(shí)施例還包括向壓縮單元的入口提供可控制的補(bǔ)充流體的導(dǎo)管時，該控制器可響應(yīng)檢測到的壓力和/或流量來控制穿過導(dǎo)管的補(bǔ)充流體的流量。在一些實(shí)施例中，該控制器還可包括用于將在給定壓力下的提純單元的吸附周期與要生產(chǎn)的富氫產(chǎn)品的成分和流量相關(guān)聯(lián)的裝置。該裝置可包括提純單元的一個工藝模塊，其可決定提純單元的操作設(shè)定，例如，決定在不同的壓力下生產(chǎn)給定的富氫產(chǎn)品的吸附周期或其它循環(huán)時間。在一種替換方案中，該裝置可包括一組相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，其優(yōu)選地以表格的形式儲存，并可由控制器獲取。不論使用何種裝置，所述裝置將向控制器提供指令，以設(shè)定或調(diào)節(jié)提純單元在不同壓力下的操作，從而生產(chǎn)出具有選定成分和流量的富氫產(chǎn)品。在提純單元是具有變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)式PSA的情況下，所述用于關(guān)聯(lián)的裝置可包括一個查找表(look-叩table)，其中不同壓力下的富氫產(chǎn)品的成分和流量與不同的生產(chǎn)出所需的富氫產(chǎn)品成分的電動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)。該查找表還可被控制器使用，以根據(jù)所檢測到的指定壓力下的富氫產(chǎn)品的變化18來調(diào)節(jié)或?qū)崿F(xiàn)變速電動機(jī)轉(zhuǎn)速的改變。在一些實(shí)施例中，所述控制器用于單個計(jì)算系統(tǒng)中，以控制非手動控制的設(shè)備的操作的每個方面。在另一些實(shí)施例中，所述控制器可包括多個計(jì)算系統(tǒng)，其每一個用于控制設(shè)備操作的某些指定的方面。所述控制器可以安裝在機(jī)架上或者以桌面?zhèn)€人電腦、工作站、筆記本電腦或膝上型計(jì)算機(jī)、嵌入式處理器或類似裝置的方式實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，任何給定的實(shí)現(xiàn)方式對于本發(fā)明的實(shí)施都沒有實(shí)質(zhì)影響。所述計(jì)算系統(tǒng)優(yōu)選地包括與總線系統(tǒng)上的記憶存儲裝置相通訊的處理器。所述記憶存儲裝置可包括硬盤和/或隨機(jī)存儲器("RAM")和/或移動儲存器，例如軟盤和/或光盤。該記憶裝置用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，用于儲存獲取的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)，用戶界面軟件和應(yīng)用程序。所述用戶界面軟件與顯示器一起顯示用戶界面。所述用戶界面可包括外圍I/0設(shè)備，例如按鍵板(keypad)或鍵盤、鼠標(biāo)或操縱桿。處理器在操作系統(tǒng)的控制下運(yùn)行，所述操作系統(tǒng)可以是本領(lǐng)域已知的任意操作系統(tǒng)。所述應(yīng)用程序可由操作系統(tǒng)根據(jù)啟動，重置或上述兩者進(jìn)行調(diào)用，這取決于操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式。軟件實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的某些方面典型地被編碼于一些形式的程序儲存介質(zhì)上，或由一些類型的傳送介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。所述傳送介質(zhì)可以是成對的絞合線、同軸電纜、光學(xué)纖維或其它本領(lǐng)域已知的適當(dāng)?shù)膫魉徒橘|(zhì)。此處的詳細(xì)說明的一部分表現(xiàn)為軟件實(shí)現(xiàn)方法的形式，其涉及對計(jì)算系統(tǒng)的記憶裝置中的數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作的符號化表示。這些說明和表示他技術(shù)人員的手段:所述方法和操作需要對物理量進(jìn)行物理操作。通常，盡管不是必須的，這些量具有電、磁或光學(xué)信號的形式，這些信號能夠被儲存、傳遞、組合、比較和操作。已經(jīng)證明，主要出于通常使用的原因，將這些信號表示成位、數(shù)值、數(shù)據(jù)、元素、符號、指令、字符、術(shù)語、數(shù)字等常常是方便的。然而應(yīng)當(dāng)記住，所有這些和類似的術(shù)語與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)，并且僅僅是這些量的方便的標(biāo)識。此外，電子裝置將電子裝置的存儲器中的用(電的，磁的，或光學(xué)的)物理量表示的數(shù)據(jù)操作和轉(zhuǎn)換成以類似的物理量表示的其他數(shù)據(jù)，該電子裝置的動作或處理已經(jīng)被諸如"操作、"處理"、"計(jì)算"、"比較"、"確定"、"顯示，，等術(shù)語表示。當(dāng)本發(fā)明的設(shè)備包括提純單元時，該設(shè)備可選擇地包括產(chǎn)品閥，產(chǎn)品閥用于控制來自提純單元的富氫產(chǎn)品流。在一些實(shí)施例中，該產(chǎn)品閥包括可變開度的閥。該產(chǎn)品閥可部分地響應(yīng)由產(chǎn)品傳感器產(chǎn)生的檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)而加以操作。當(dāng)所述設(shè)備包括可以接收所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的控制器時，所述控制器可響應(yīng)所述檢測到的數(shù)據(jù)操作所述產(chǎn)品閥。優(yōu)選地，所述產(chǎn)品閥設(shè)置在產(chǎn)品傳感器的下游，從而富氫產(chǎn)品中的變化可被快速地檢測出來并且可采取補(bǔ)償措施以保持富氫產(chǎn)品的成分。此外，當(dāng)一個可選擇的儲存單元，例如儲存罐，設(shè)置在提純單元下游用于儲存富氫產(chǎn)品時，所述產(chǎn)品閥被設(shè)置在所述罐的上游，從而不合格的產(chǎn)品可被檢測出來并且可在其被儲存罐接收之前將其轉(zhuǎn)移。對于來自提純單元的富氫產(chǎn)品流的控制還可用于在提純單元中產(chǎn)生背壓，以在提純單元內(nèi)保持更穩(wěn)定的壓力。此外，這種控制還可提供提供額外的對于穿過提純單元的產(chǎn)品的流量的控制，以便維持富氫產(chǎn)品的成分。本發(fā)明的設(shè)備的下游單元還可包括用于儲存富氫產(chǎn)品的儲存單元和/或用于生產(chǎn)壓縮后的富氫產(chǎn)品流、以便根據(jù)所選擇的特定的儲存單元的壓力要求進(jìn)行儲存的第二壓縮單元。此外，還可包括第二導(dǎo)管，其可向第二壓縮單元的入口提供受控制的壓縮后的富氫產(chǎn)品流。所述第二導(dǎo)管優(yōu)選地具有設(shè)置在第二壓縮單元和儲存單元之間的入口，用于控制穿過該導(dǎo)管的壓縮的富氫產(chǎn)品流的閥，和設(shè)置在提純單元的出口和第二壓縮單元的入口之間的出口。適用于本發(fā)明的設(shè)備的儲存單元可以從本領(lǐng)域已知的氫儲存裝置中選擇。優(yōu)選地，所述氫儲存單元將包括適合于以所需的形式儲存富氫產(chǎn)品的儲存容器或罐，所述形式包括但不限于壓縮氣、液化氣或固態(tài)。適當(dāng)?shù)膬Υ嫒萜骺梢允强梢苿拥摹⒛K化的、裝有滑板的或固定的。此外，所選的儲存單元優(yōu)選地具有足夠的儲存容量，從而使該單元可在燃料處理器不工作期間和/或在必須補(bǔ)充燃料處理器所生產(chǎn)的產(chǎn)品體積以滿足需要時的峰值需求期間內(nèi)，仍然能夠以選定的流量將所儲存的產(chǎn)品輸送到出口。所述氫儲存單元可包括與壓縮單元可操作地流體連通的高壓容器，以便儲存壓縮后的產(chǎn)品。適當(dāng)?shù)膬Υ鎲卧€可采用可逆的固定氫氣的固氫材料。固氫材料在氫氣儲存領(lǐng)域是公知的并且可包括活性炭、碳復(fù)合材料、基于富勒烯(fullerene)籠形碳分子的材料、金屬氫化物、帶有或不帶有額外的元素的鈦、釩、鉻和錳合金、磁性氫吸附材料和由元素周期表的第二和第三排中選出的輕元素形成的納米結(jié)構(gòu)。容納固氫材料以便儲存壓縮后的氫的容器的例子在1986年7月8日授權(quán)給Wessel的美國專利No.4，598，836和2002年8月13日授權(quán)給Klos等人的美國專利No.6，432，176Bl中還有描述，它們的公開內(nèi)容被結(jié)合于此作為參考。在另一些實(shí)施例中，所述儲存單元可包括能夠通過低溫冷卻或其它液化技術(shù)將富氫產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為液化產(chǎn)品的液化單元。本發(fā)明的設(shè)備可選擇性地包括一個或多個設(shè)置在整個設(shè)備上的傳感器，用于在設(shè)備中的不同位置處檢測流體的溫度、成分、密度、壓力和/或流量。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，所述檢測出的數(shù)據(jù)例如溫度和壓力可用于計(jì)算其它流體狀況，例如使用2003年9月16日授權(quán)給Cohen等人的美國專利No.6,619,336中描述的方法計(jì)算產(chǎn)品密度。此外，檢測到的成分信息可用于各種目的，包括估計(jì)產(chǎn)品中的氬的濃度,如2004年8月3日授權(quán)給Nelson等人的美國專利No.6，770，391B2中所述。用于檢測和監(jiān)控該設(shè)備和溫度、成分、壓力和流量的流體狀況的傳感器是公知的并且可購買到。在本發(fā)明的工藝方面，提供了制造氫氣的方法。該方法包括在氫氣發(fā)生器中生產(chǎn)包括氫氣的產(chǎn)品。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述氫氣發(fā)生器包括燃料處理器。所述產(chǎn)品在具有感應(yīng)電動機(jī)的壓縮單元中被壓縮，以生產(chǎn)壓縮后的產(chǎn)品，以便輸送到下游單元。所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可響應(yīng)氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作來調(diào)整。感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可響應(yīng)氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作而被調(diào)整，其方式是在所述瞬態(tài)操作過程中使施加在該電動機(jī)上的功率斜坡上升或下降。特別地，"瞬態(tài)操作"指的是啟動和關(guān)閉的過程。然而，還可預(yù)計(jì)到，在緊急關(guān)閉程序過程中和當(dāng)氫氣發(fā)生器被調(diào)小產(chǎn)量或從調(diào)小產(chǎn)量期間返回到產(chǎn)生氫氣時，也將需要壓縮機(jī)電動機(jī)的斜坡調(diào)速。在這些瞬態(tài)過程中不能調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致在壓縮機(jī)的進(jìn)口處形成真空。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過使用變頻驅(qū)動器來調(diào)節(jié)作用在感應(yīng)電動機(jī)上的功率的線頻，或在啟動和/或關(guān)機(jī)過程中通過使用本文所述的軟啟動裝置調(diào)節(jié)作用在所述感應(yīng)電動機(jī)上的電壓的RMS來進(jìn)行調(diào)節(jié)。更特別地，該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過具有多個開關(guān)的軟啟動裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中所述開關(guān)具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角和可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器。因此，該方法還可包括在0°至約120。的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)點(diǎn)火角，優(yōu)選地在0°至約75°的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該斜坡計(jì)時器可以被調(diào)節(jié)為具有小于約1分鐘的時間周期，優(yōu)選地小于約30秒，更優(yōu)選地小于約20秒，并且仍然更優(yōu)選地小于約10秒。由氫氣發(fā)生器生產(chǎn)的產(chǎn)品可能還在成分、壓力和/或流量上具有波動，本方法還包括降低這些波動。這些波動可通過緩沖燃料處理器生產(chǎn)的產(chǎn)品而被降低和抑制。在一種替換方案中，壓力和/或流量上的波動可通過向壓縮單元的入口提供受控制的補(bǔ)充流體而降低。這種方法可選擇性地包括在壓縮所述產(chǎn)品之前檢測該產(chǎn)品的壓力和/或流量，并且響應(yīng)檢測到的壓力和/或流量控制補(bǔ)充流體的流量。此外，壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可響應(yīng)檢測到的壓力和/或流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不是基于選定的時間周期對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行斜坡調(diào)節(jié)。產(chǎn)品在恒定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)或變速壓縮機(jī)中壓縮。當(dāng)該方法包括在壓縮機(jī)中以選定的速度壓縮所述產(chǎn)品時，所述吸附周期可優(yōu)選地獨(dú)立于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)定和調(diào)節(jié)。雜質(zhì)可在提純單元中從產(chǎn)品中去除，以生產(chǎn)富氫產(chǎn)品。優(yōu)選地，雜質(zhì)通過選擇性吸附從產(chǎn)品中去除，并且因此該方法可包括在吸附周期內(nèi)將產(chǎn)品流引導(dǎo)至多個吸附床中的一個或多個吸附床的步驟，以便從產(chǎn)品中去除雜質(zhì)并生產(chǎn)富氫產(chǎn)品。當(dāng)使用時，優(yōu)選地是，提純單元具有多個吸附床，從而通過第一吸附床的產(chǎn)品流可被中斷并重新引導(dǎo)22通過第二吸附床，從而繼續(xù)移除雜質(zhì)和生產(chǎn)富氫產(chǎn)品。此外，通過第一吸附床的產(chǎn)品流的中斷和產(chǎn)品的重新引導(dǎo)可使第一吸附床得以再生。所述再生包括對所述床和其中的吸附材料進(jìn)行減壓、清洗、加熱、冷卻和再加壓中的一種多幾種。吸附床的再生有利于釋放所吸附的雜質(zhì)，以產(chǎn)生包括前述所吸附的雜質(zhì)的排放流或貧氫產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的方法可選擇性地包括再生所述多個吸附床的至少一部分，以生產(chǎn)貧氫產(chǎn)品，同時產(chǎn)品流被引導(dǎo)至一個或多個其它吸附床。在提純單元包括PSA的實(shí)施例中，在PSA單元中從產(chǎn)品流中去除雜質(zhì)的效力取決于PSA的設(shè)計(jì)和材料、產(chǎn)品的流量和成分以及PSA中的壓力。適當(dāng)?shù)腜SA的設(shè)計(jì)和材料在上文中詳細(xì)地描述了。典型地，從燃料處理器到PSA單元的吸附床的產(chǎn)品流處于約150slpm至約370slpm,其中標(biāo)準(zhǔn)單位表示在1大氣壓下，25。C的條件下。產(chǎn)品的成分可能會變化，但是將典型地包括CO<l%,CH4<2%，C02>15%,和H2>40%。PSA單元中的壓力應(yīng)當(dāng)介于約70psig至約350psig之間，優(yōu)選地小于約200psig。此外，在PSA單元從產(chǎn)品中去除雜質(zhì)的過程中PSA中的壓力優(yōu)選地是固定的或穩(wěn)定的。當(dāng)所述PSA單元被適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)時，具有至少約99.卯％的氫氣體積濃度的富氫產(chǎn)品能夠以約40slpm至約120slpm的流量^皮生產(chǎn)。所述富氫產(chǎn)品或貧氫產(chǎn)品可被選擇性地檢測，以產(chǎn)生檢測產(chǎn)品數(shù)據(jù)。所述富氬產(chǎn)品或貧氫產(chǎn)品在靠近提純單元的下游被檢測，從而可指示富氫產(chǎn)品的成分變化的檢測數(shù)據(jù)可被檢測到并且可快速地采取補(bǔ)償操作。所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可包括溫度、壓力、密度、流量和/或成分?jǐn)?shù)據(jù)。所述吸附周期可響應(yīng)所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在所述提純單元包括變壓吸附單元，所述變壓吸附單元包括多個吸附床、閥組下，;述吸附周期^r通過調(diào)節(jié)變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行調(diào)節(jié)。用于生產(chǎn)具有所需的純度和流量的氫產(chǎn)品的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是特殊設(shè)計(jì)的。在QuestairH3200系列型號的PSA中，所述變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速優(yōu)選地被選擇和調(diào)節(jié)在約3至約llrpm的范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)上述的成分和流量。提純單元的處理模塊或查找表中的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可用于調(diào)節(jié)吸附周期，并且從而調(diào)節(jié)提純單元的操作。例如，當(dāng)富氬產(chǎn)品中的氬濃度4皮檢測或確定為正在降低時，變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可被增加，以提高產(chǎn)品流從一個床引導(dǎo)向另一個床的頻率。通過采用這種方法增加所述頻率，產(chǎn)品流穿過一個或多個吸附床的吸附周期被縮短。在可選擇的但優(yōu)選的實(shí)施例中，所述吸附周期的調(diào)節(jié)獨(dú)立于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的方法可選擇性地包括響應(yīng)檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)至少部分地控制從提純單元出來的富氫產(chǎn)品流。從提純單元出來的富氳產(chǎn)品流可由具有可變開度的產(chǎn)品閥進(jìn)行控制。如上所述，該閥可通過接收直接來自產(chǎn)品傳感器或直接來自可選擇的控制器的檢測到的產(chǎn)品信號進(jìn)行控制。本發(fā)明的方法可選擇性地包括在儲存單元中儲存所述富氫產(chǎn)品。當(dāng)所述富氫產(chǎn)品被儲存在需要該產(chǎn)品處于增加壓力的儲存單元中時，來自提純單元的富氫產(chǎn)品流可在不同與上述壓縮單元的第二壓縮單元中4皮壓縮。附圖的詳細(xì)說明如圖1所示，設(shè)備IOO包括具有供料管路102的氫氣發(fā)生器110。氫氣發(fā)生器的特性將控制供料的數(shù)量和特性。例如，當(dāng)所述氫氣發(fā)生器110包括電解槽時，供料管路102將需要包括與水源、電源的連接器和向電解槽輸送電力的導(dǎo)體。當(dāng)氫氣發(fā)生器110包括具有氧化劑和重整器的燃料處理器時，供料管路102將根據(jù)需要進(jìn)行的燃料處理反應(yīng)的特性而包括用于輸送反應(yīng)物例如燃料、氧化劑和可選擇的水或蒸汽的導(dǎo)管。不論氫氣發(fā)生器110的特性如何，供料可被轉(zhuǎn)化為包括氫氣和一種或多種雜質(zhì)的產(chǎn)品。無論是在瞬態(tài)操作還是穩(wěn)態(tài)操作狀態(tài)下，由氫氣發(fā)生器110生產(chǎn)的產(chǎn)品可能在壓力、流量和/或成分上具有波動。產(chǎn)品流4皮從氬氣發(fā)生器110通過管路112引導(dǎo)至壓縮單元130。裝置120設(shè)置在壓縮單元和氫氣發(fā)生器之間，用于降低產(chǎn)品的壓力和/或流量上的波動。如圖所示，裝置120是具有足夠容量的緩沖器，其可接收產(chǎn)品的變化的流量并向壓縮單元提供具有更加均勻的壓力、流量和成分的產(chǎn)品流。壓縮單元130具有壓縮機(jī)電動機(jī)135，一種感應(yīng)電動機(jī)，用于驅(qū)動壓縮單元并產(chǎn)生通過管路132輸送到提純單元140的壓縮后的產(chǎn)品流。壓縮單元還具有變頻驅(qū)動器190，用于調(diào)節(jié)線頻來調(diào)整壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻驅(qū)動器190接收來自電源(未示出)的線電壓191，調(diào)節(jié)電壓的頻率并將調(diào)節(jié)頻率后的電壓通過線路192輸送到壓縮單元。提純單元140使用選擇性吸附從產(chǎn)品中去除雜質(zhì)，即引導(dǎo)壓縮后的產(chǎn)品穿過吸附材料，所述吸附材料優(yōu)先吸附雜質(zhì)并允許富氫產(chǎn)品從所述床流出。如圖1中所示，提純單元140是具有多個吸附床150和閥組件145的變壓吸附單元。流向每個所述多個吸附床150的材料由閥組件145控制。所述提純單元還包括變速電動機(jī)141，用于在閥組件145和吸附床150之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。閥組件145的構(gòu)造和變速電動機(jī)141的轉(zhuǎn)速決定了吸附床的工作階段和所述床經(jīng)歷吸附和再生循環(huán)的流量。在這樣一個循環(huán)過程中，吸附床可接收產(chǎn)品流、吹掃氣體流，可^L減壓、排空、加熱、冷卻和/或再加壓以及其它可能的操作。應(yīng)當(dāng)指出，增壓、吹掃氣體以及類似物的源和接收器以及有關(guān)閥組件145的細(xì)節(jié)沒有描繪在圖l中，以使本發(fā)明變得更清楚。在啟動過程中，當(dāng)壓縮機(jī)電動機(jī)135首先被激勵以開始壓縮產(chǎn)品時，變頻驅(qū)動器190調(diào)節(jié)施加在壓縮機(jī)電動機(jī)上的線頻，以調(diào)節(jié)電動機(jī)的啟動速度。因此，壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速被調(diào)節(jié)，從而該電動機(jī)可在一段很短的時間內(nèi)斜坡上升至滿功率。類似地，在關(guān)機(jī)和其它瞬態(tài)操作過程中，變頻驅(qū)動器可用于通過調(diào)節(jié)所述線頻來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)135的轉(zhuǎn)速。壓縮的產(chǎn)品被導(dǎo)入提純單元140，在那里它被引導(dǎo)穿過一個或多個吸附床150以經(jīng)歷一段吸附周期。吸附周期的長度可由閥組件145的構(gòu)造和電動機(jī)141的轉(zhuǎn)速決定。在吸附周期內(nèi)，產(chǎn)品流中的雜質(zhì)在吸附床中被去除，以生產(chǎn)富氫產(chǎn)品流，其通過管路142被導(dǎo)出所述提純單元。如此處所述，富氫產(chǎn)品的純度可取決于多種因素，這些因素包括吸附材料的類型、床的結(jié)構(gòu)和幾何形狀、產(chǎn)品的成分和流量，以及壓力和溫度狀況。對于給定的床和吸附材料，吸附周期的長度將對富氫產(chǎn)品的純度有直接影響并且可被調(diào)節(jié)，以控制富氫產(chǎn)品的成分或補(bǔ)償氫氣發(fā)生器110產(chǎn)生的產(chǎn)品的壓力和/或流量的波動。產(chǎn)品傳感器160設(shè)置在提純單元140的下游，用于檢測流經(jīng)管路142的富氫產(chǎn)品并產(chǎn)生檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。該檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可包括與富氫產(chǎn)品有關(guān)的成分信息。如虛線A所示，檢測到的數(shù)據(jù)被傳送或輸送到變速電動機(jī)141，其至少部分地響應(yīng)所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。通過響應(yīng)感測到的富氫產(chǎn)品的成分的改變來調(diào)節(jié)電動枳^141的轉(zhuǎn)速，可調(diào)節(jié)吸附周期，以補(bǔ)償產(chǎn)品成分、流量、壓力和其它可負(fù)面地影響富氫產(chǎn)品純度的因素的變化。此外，這種檢測出的數(shù)據(jù)可用于將不合格的富氫產(chǎn)品在被輸送到儲存設(shè)備或終端用戶之前轉(zhuǎn)移出管路142。當(dāng)所述吸附床150的一個或多個被再生時，將產(chǎn)生貧氫產(chǎn)品。如圖1所示，貧氫產(chǎn)品通過管路143引導(dǎo)出提純單元。管路143設(shè)置有產(chǎn)品傳感器161，用于檢測流過該管路143的貧氫產(chǎn)品。如虛線A，所示，檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)被傳送或連通到變速電動機(jī)141，該電動機(jī)至少部分地響應(yīng)所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)而被操作。圖2描繪了本發(fā)明的實(shí)施例200，其中所述設(shè)備包括具有氧化劑213和重整器211的燃料處理器210。供給管路202輸送燃料、氧化劑和水，以便在燃料處理器210中重整。燃料處理器210中生產(chǎn)的產(chǎn)品通過管路212引導(dǎo)至緩沖器220，并且接下來通過管路222引導(dǎo)至壓縮單元230。在被引導(dǎo)進(jìn)入提純單元240之前，產(chǎn)品流在具有壓縮機(jī)235和感應(yīng)電機(jī)的壓縮單元230中被壓縮。壓縮單元230具有軟啟動裝置290，尤其是在啟動和關(guān)閉過程中，用于調(diào)節(jié)輸送至壓縮電動機(jī)235的電壓291的RMS，以便調(diào)節(jié)該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。在下文中結(jié)合圖5A提供了啟動裝置290的詳細(xì)描述。提純單元240與圖1中描述的提純單元類似，具有多個吸附床250、閥組件245和用于在吸附床和閥組件之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的變速電動機(jī)241。產(chǎn)品傳感器260設(shè)置在提純單元的下游，用于檢測通過管路242從提純單元中流出的富氫產(chǎn)品。產(chǎn)品傳感器261設(shè)置在提純單元的下游，用于檢測通過管路243從提純單元中流出的貧氫產(chǎn)品。檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)被傳輸?shù)娇刂破?未示出)，該控制器確定是否變速電動機(jī)241的轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)，并且當(dāng)需要調(diào)節(jié)時，確定所述調(diào)節(jié)并向電動機(jī)241傳送適當(dāng)?shù)闹噶睢D3中描繪的實(shí)施例300具有燃料處理器310、壓縮單元330、提純單元340、第二壓縮單元370和儲存罐380。如圖所示，供料管路302輸送燃料、氧化劑和水，以便在燃料處理單元310中重整。燃料處理器310包括氧化劑313，其中燃料和氧化劑被預(yù)熱并且水被轉(zhuǎn)化為蒸汽。燃料處理器還包括重整反應(yīng)器311,其中預(yù)熱后的反應(yīng)物被轉(zhuǎn)化為包括氫和一種或多種雜質(zhì)的產(chǎn)品。如本文所述，來自燃料處理器310的產(chǎn)品流可能在成分、壓力和/或流量上具有變化或波動。為了降低這種波動，提供了具有入口321和可變開度的閥323的導(dǎo)管320，用于引導(dǎo)受控制的壓縮后的產(chǎn)品流至管路312。傳感器325設(shè)置在壓縮單元330的上游，用于檢測管路312中的產(chǎn)品的壓力和/或流量。來自傳感器325的檢測到的壓力和/或流量數(shù)據(jù)可被直接傳送到可變開度的閥323，用于控制閥的位置，如虛線E所示。在一種可替換的方案中，由傳感器325產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可被傳送到控制器(未示出)，用于操作閥323。壓縮產(chǎn)品流通過管道320輸送到管路312，用于減弱輸送到壓縮單元的產(chǎn)品的壓力和/或流量上的波動，并且抑制在管路312中形成的可能會抽吸大氣氣體并使之與產(chǎn)品混合的真空。燃料處理器310中生產(chǎn)的產(chǎn)品通過管路312引導(dǎo)至壓縮單元320。壓縮單元接收該產(chǎn)品并產(chǎn)生壓縮產(chǎn)品流，該壓縮產(chǎn)品流通過管路322被引導(dǎo)至提純單元340。壓縮單元330具有壓縮機(jī)電動機(jī)335,—種感應(yīng)電動機(jī)，和軟啟動裝置390。尤其是在啟動和關(guān)閉的過程中，軟啟動裝置390調(diào)節(jié)輸送至壓縮機(jī)電動機(jī)335的電壓391的RMS，以便調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。來自傳感器325的檢測到的壓力和/或流量數(shù)據(jù)可被傳送至軟啟動裝置390，以用于控制壓縮機(jī)電動機(jī)335的轉(zhuǎn)速。提純單元340具有多個吸附床350、閥組件345和用于在吸附床和閥組件之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的變速電動機(jī)341。提純單元340的操作與圖1和圖2中描繪的提純單元的操作類似。產(chǎn)品傳感器360設(shè)置在提純單元的下游，用于檢測通過管路342從提純單元中流出的富氬產(chǎn)品。產(chǎn)品傳感器361設(shè)置在提純單元的下游，用于檢測通過管路343從提純單元中流出的貧氫產(chǎn)品。檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)從產(chǎn)品傳感器360和361傳輸?shù)娇刂破?未示出)。至少部分基于所述檢測到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，該控制器確定是否變速電動機(jī)341的轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)，并且當(dāng)需要調(diào)節(jié)時，確定所述調(diào)節(jié)并向電動機(jī)341傳送適當(dāng)?shù)闹噶?。產(chǎn)品閥365設(shè)置在產(chǎn)品傳感器360的下游，用于轉(zhuǎn)移不合格的產(chǎn)品，從而該不合格的產(chǎn)品不被引導(dǎo)至儲存單元380。第二壓縮單元370設(shè)置在提純單元和儲存單元之間，用于從提純單元接收富氫產(chǎn)品并產(chǎn)生壓縮后的富氫產(chǎn)品，以便儲存在儲存罐380中。圖4是描繪了燃料處理操作中的各種工藝步驟的方框圖。圖4中描繪的步驟已經(jīng)在上文中詳細(xì)的描述了，此處不再重復(fù)。圖5A是描繪了軟啟動裝置290和圖2中的壓縮機(jī)電動機(jī)235的示意圖。如圖所示，軟啟動裝置包括多個具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角511-516的開關(guān)501-503。此外，還提供了可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器520,用于控制壓縮機(jī)電動機(jī)295的斜坡上升和斜坡下降的時間周期。參考字母A,B和C表示分別被引導(dǎo)至開關(guān)501-503上的三相線電壓291。圖5B是一個坐標(biāo)圖，示出了隨時間變化的通過模擬壓縮機(jī)電動機(jī)的啟動而獲得的壓縮機(jī)吸入壓力。第一個曲線是通過使用軟啟動裝置調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速而確定的壓縮機(jī)入口處的壓力，第二個曲線是不調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的情況。通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速而觀察到的模擬的壓力由線550表示，不調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的壓力由線560表示。如圖所示，當(dāng)使用軟啟動裝置調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速時，可避免在壓縮機(jī)的入口處產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)在啟動過程中不調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速時，可以觀察到將近-0.8單位的負(fù)壓，直到建立起充足的產(chǎn)品流。上文公開的特定實(shí)施例僅僅是示意性的，顯然，通過本文的教導(dǎo)，對于那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以被修改并以不同但等效的方式加以實(shí)施。此外，本發(fā)明不是要限制在本文中所給出的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)上，而是限定在下文的權(quán)利要求書中。因此很顯然地，上文公開的特定實(shí)施例可以被更改或修改，并且應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所有這些變化都在本發(fā)明的范圍和精神范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由下述權(quán)利要求確定。權(quán)利要求1.一種用于生產(chǎn)氫氣的設(shè)備，包括氫氣發(fā)生器，其用于生產(chǎn)包括氫氣的產(chǎn)品；壓縮單元，其位于氫氣發(fā)生器的下游，用于接收所述產(chǎn)品并生產(chǎn)壓縮產(chǎn)品，該壓縮單元具有感應(yīng)電動機(jī)和用于調(diào)節(jié)該電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置；和下游單元，其包括下述單元中的一個或多個提純單元，其用于接收所述壓縮產(chǎn)品的至少一部分并且生產(chǎn)富氫產(chǎn)品；第二壓縮單元，其用于接收和壓縮所述壓縮產(chǎn)品或富氫產(chǎn)品；和儲存單元，其用于接收并儲存所述壓縮產(chǎn)品、富氫產(chǎn)品或壓縮后的富氫產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括變頻驅(qū)動器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括軟啟動裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述軟啟動裝置包括多個開關(guān)和一可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器，所述多個開關(guān)具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述氫氣發(fā)生器包括具有氧化劑和重整器的燃料處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述下游單元包括提純單元、提純單元下游的儲存單元、和位于提純單元和儲存單元之間的第二壓縮單元。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述提純單元包括氫選擇性薄膜和變壓吸附單元中的一個或多個。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述儲存單元包括高壓容器和固氫材料中的一個或多個。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述產(chǎn)品包括壓力和/或流量上的波動，還包括用于降低壓力和/或流量上的波動的裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述用于降低壓力和/或流量上的波動的裝置包括一個或多個設(shè)置在氫氣發(fā)生器和壓縮單元之間的緩沖器，和能夠向壓縮單元的入口提供受控制的補(bǔ)充流體流的導(dǎo)管，所述補(bǔ)充流體包括壓縮產(chǎn)品、富氫產(chǎn)品或它們的混合物。11.一種用于生產(chǎn)氫氣的方法，該方法包括在氫氣發(fā)生器中產(chǎn)生包括氫氣的產(chǎn)品；在具有感應(yīng)電動機(jī)的壓縮單元中壓縮所述產(chǎn)品，以產(chǎn)生壓縮產(chǎn)品；和響應(yīng)氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作來調(diào)節(jié)所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述氫氣發(fā)生器包括燃料處理器。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整作用在感應(yīng)電動機(jī)上的線頻來調(diào)節(jié)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述作用在電動機(jī)上的線頻由變頻驅(qū)動器調(diào)節(jié)。15.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整作用在感應(yīng)電動機(jī)上的電壓的RMS來調(diào)節(jié)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述作用在感應(yīng)電動機(jī)上的電壓的RMS由軟啟動裝置調(diào)節(jié)，其中所述軟啟動裝置包括多個開關(guān)和一個可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器，所述多個開關(guān)具有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)火角。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述多個開關(guān)的點(diǎn)火角調(diào)節(jié)為0。至約75。之間的角度。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括調(diào)節(jié)所述斜坡計(jì)時器，以具有從約0至約20秒的時間周期。19.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作包括啟動、停機(jī)，調(diào)小和調(diào)大之中的一種或多種。全文摘要一種具有壓縮機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的用于生產(chǎn)氫氣的設(shè)備。該設(shè)備包括用于生產(chǎn)包括氫氣的產(chǎn)品的氫氣發(fā)生器和用于壓縮所述產(chǎn)品的壓縮單元。所述氫氣發(fā)生器包括具有氧化劑和重整器的燃料處理器。所述壓縮單元包括感應(yīng)電動機(jī)和用于調(diào)節(jié)該電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置。用于調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置包括變頻驅(qū)動器或軟啟動裝置，所述軟啟動裝置具有多個開關(guān)和可調(diào)節(jié)的斜坡計(jì)時器。下游單元包括提純單元、第二壓縮單元，和設(shè)置在壓縮單元下游的儲存單元中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種用于生產(chǎn)氫氣的方法，該方法包括在氫氣發(fā)生器中產(chǎn)生包括氫氣的產(chǎn)品；在具有感應(yīng)電動機(jī)的壓縮單元中壓縮所述產(chǎn)品；和響應(yīng)氫氣發(fā)生器的瞬態(tài)操作來調(diào)節(jié)所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。文檔編號B01J19/00GK101443110SQ200580046987公開日2009年5月27日申請日期2005年12月9日優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日發(fā)明者M(jìn)·哈加加亞尼申請人:德士古發(fā)展公司