[发明专利]氢系统和启动氢系统的方法

权利要求书

1.启动氢系统的一种方法，该氢系统包括：

-从液态烃燃料中生产氢的重整器，其中重整器提供有混合空间和重 整空间，混合空间包括用于蒸发液态烃燃料的蒸发器，用于供应蒸汽和 空气的一个多个水和空气入口，以及电热塞，重整空间包括用于重整处 理的催化剂，以及用于重整器产物的出口；

-布置成流体连通重整器的氢消耗器；

-烧掉重整气的尾气燃烧器，尾气燃烧器提供有电热塞；以及

-向尾气燃烧器和重整器供应空气的至少一个空气泵；

-布置成流体连通尾气燃烧器的第一换热器，使得尾气燃烧器的尾气 可经过第一换热器；

-布置成流体连通第一换热器的水泵，使得水可经过第一换热器，还 为第一换热器中产生的蒸汽在第一换热器和重整器之间设置流体连通，

该方法包括以下步骤：

-使液态烃燃料经过蒸发器，并在混合空间中将所得烃蒸汽与空气混 合；

-当烃燃料蒸发器达到预定温度时，打开电热塞，从而开始烃蒸汽与 空气混合物的燃烧；

-继续燃烧过程，直到重整器的催化剂入口温度达到预定值，随后关 闭燃料供应和电热塞来终止燃烧过程；

-冷却燃烧过程发生的混合空间，直到达到烃蒸汽和空气混合物的自 燃不再发生的预定温度；

-打开尾气燃烧器中的电热塞以及打开至重整器的液态烃燃料的供 应，重整器从而通过催化部分氧化开始产生重整气；

-向尾气燃烧器传送重整气，重整气在其中烧掉产生用于预热送至重 整器的空气的热量，该预热发生在第三换热器中；

-当第一换热器温度达到预定温度时，打开水泵，尾气燃烧器的废气 中所含热能从而用于产生蒸汽；

-向重整器送入蒸汽和空气的混合物使得蒸汽重整处理开始，此后逐 渐增加送入重整器的蒸汽量，使得重整处理逐渐转换为自热重整。

2.如权利要求1所述的方法，当第一换热器温度达到至少100℃时， 打开水泵。

3.如权利要求1所述的方法，还包括如下的步骤：向氢消耗器提供 重整气的旁路流体管线，使重整气经过旁路流体管线。

4.如权利要求1所述的方法，还包括如下的步骤：向旁路流体管线 提供换热器，以及向氢消耗器提供加热-冷却回路，让加热-冷却回路中流 动的流体与旁路流体管线中流动的重整气交换热能。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，还包括提供第二换热器的步骤， 重整气经过第二换热器，来自第一换热器的蒸汽，或者空气和来自第一 换热器的蒸汽的混合物在送至重整器前经过第二换热器，从而减少重整 气温度，并增加蒸汽温度或蒸汽和空气混合物的温度。

6.如权利要求1-4之一所述的方法，还包括通过提供带有入口和出 口的水移反应堆而至少部分去除重整气中一氧化碳的步骤，水移反应堆 的入口布置成流体连通重整器，且水移反应堆的出口流体连通氢消耗器。

7.如权利要求5所述的方法，还包括通过提供带有入口和出口的水 移反应堆而至少部分去除重整气中一氧化碳的步骤，水移反应堆的入口 布置成流体连通第二换热器，且水移反应堆的出口流体连通氢消耗器。

8.如权利要求1-4之一所述的方法，还包括向氢消耗器提供包括阳 极侧和阴极侧的燃料电池的步骤。

9.如权利要求6所述的方法，还包括提供流体连通水移反应堆和燃 料电池的阳极侧的第四换热器，以及在重整气送入燃料电池的阳极侧之 前，让重整气和第一换热器的蒸汽交换热能的步骤。

10.如权利要求7所述的方法，还包括提供流体连通水移反应堆和燃 料电池的阳极侧的第四换热器，以及在重整气送入燃料电池的阳极侧之 前，让重整气和第一换热器的蒸汽交换热能的步骤。

11.如权利要求6所述的方法，还包括提供流体连通水移反应堆和燃 料电池的阳极侧的第四换热器，以及在重整气送入燃料电池的阳极侧之 前，让重整气和燃料电池的阴极侧的产物交换热能的步骤。