[发明专利]用于生产基于氢的燃料和结构元件的具有可透射表面的反应器容器以及相关的系统和方法

权利要求书

1.一种化学反应器，其包括：

反应器容器，所述反应器容器具有反应区；

氢供体源，所述氢供体源与所述反应器容器的所述反应区流体连通地相连；

蒸汽源，所述蒸汽源与所述反应区流体连通地相连；和

在所述反应区处的可透射的表面，所述可透射的表面可透射下述的至少一种：(a)进入所述反应区的反应物，和(b)进入所述反应区的辐射能。

2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面包括可透过的碳、氮或硼单原子层的复合材料。

3.根据权利要求1所述的反应器，其中所述反应器容器是贯穿流容器，所述贯穿流容器具有至少一个设置成接收反应物的入口和至少一个设置成递送产物的出口。

4.根据权利要求3所述的反应器，其另外包括：分离器，所述分离器与所述反应器的至少一个出口相连，以接收来自所述反应器的反应产物，并从其它反应产物中分离出冷凝水。

5.根据权利要求1所述的反应器，其另外包括：

燃烧室；和

连接在所述燃烧室和所述反应器容器之间的燃烧产物通道，且其中所述可透射的表面位于所述反应器容器的内部区域和所述燃烧室的内部区域之间，以将来自燃烧产物通道的(a)反应物和(b)辐射能中的至少一种传递给所述反应器容器。

6.根据权利要求5所述的反应器，其中所述可透射的表面包括碳晶体结构，所述碳晶体结构可透射红外辐射和水蒸气。

7.根据权利要求1所述的反应器，其中所述氢供体源包括烃源。

8.根据权利要求1所述的反应器，其中所述氢供体源包括氢和氮源。

9.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面可透射红外辐射。

10.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面可透射可见辐射。

11.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面可透射水蒸气。

12.根据权利要求1所述的反应器，其另外包括加热器，所述加热器与所述反应器容器热连通地设置，以加热所述容器中的反应物。

13.根据权利要求12所述的反应器，其中所述加热器包括电阻加热器。

14.根据权利要求12所述的反应器，其中所述加热器包括感应加热器。

15.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面设置在热流体流动通路附近。

16.根据权利要求1所述的反应器，其中所述可透射的表面可透射从钠、钾和镁中的至少一种发射的辐射。

17.一种化学反应器，其包括：

燃烧室，所述燃烧室具有燃烧产物出口；

贯穿流反应器容器，所述贯穿流反应器容器具有：

燃烧产物通道，所述燃烧产物通道与所述出口相连，以接收来自所述燃烧室的燃烧产物；

反应区，所述反应区在所述燃烧产物通道周围环状地设置；

可透射的表面，所述可透射的表面设置在所述反应区和所述燃烧产物通道的内部之间，所述可透射的表面可透射下述的至少一种：a)从所述燃烧产物发射的辐射，和(b)所述燃烧产物中的至少一种；

第一蒸汽入口；

第二蒸汽入口；和

烃入口；

烃源，所述烃源与所述烃入口相连；

至少一个水源，所述至少一个水源与所述第一和第二蒸汽入口相连；

第一热交换器，所述第一热交换器连接在所述反应器容器和所述至少一个水源之间，所述第一热交换器具有：用于离开所述反应区的反应产物的第一流动通路、和用于进入所述第一蒸汽入口的水的第二流动通路，所述第一和第二流动通路具有逆流设置；

分离器，所述分离器与所述第一流动通路相连，并设置成将冷凝的蒸汽与离开所述反应器容器的氢和碳反应产物的蒸汽分离开；以及

第二热交换器，所述第二热交换器连接在所述反应器容器、所述至少一个水源和所述烃源之间，所述第二热交换器具有：用于穿过所述燃烧产物通道的燃烧产物的第三流动通路、用于进入第二蒸汽入口的水的第四流动通路、和用于进入烃入口的烃的第五流动通路，所述第三流动通路具有与所述第四和第五流动通路的逆流设置。