[发明专利]用于将醇重整成包括氢的气体的混合物的醇重整器

说明书

发明领域

本公开总体涉及一种用于将醇重整成包括氢的气体的混合物的醇重整器以及一种执行这种重整的方法。

发明背景

醇重整可为将醇转化成氢和其它气体的混合物的吸热催化过程。作为用于内燃机的燃料，产品“醇重整物”比母体醇优越。醇重整物(尤其是由甲醇和乙醇形成的那些)的优越性主要归于氢的存在。重整物比原料醇燃烧得更快，并且更耐受空气和排气的稀释。在部分负载下，稀释通过减少节流损失和燃烧热量到冷却剂的损失而有益于效率。另外，重整物的燃烧热量大于原料醇的燃烧热量。醇和重整物两者都是可耐受高压缩比的高辛烷值燃料。

发明概述

在一方面，一种醇重整器总体包括：导管，其包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面至少部分限定醇蒸气沿着醇流路而流过的内腔，所述导管壁包含导热材料；多个散热片，其大体上从所述导管壁的所述外表面径向向外延伸，所述散热片包含导热材料，其中所述散热片与所述导管壁热接触；催化剂级，其位于所述导管的所述内腔中，其中所述催化剂级被构造成允许醇蒸气沿着所述醇流路流过所述催化剂级，所述催化剂级包括醇重整催化剂和传热构件，所述传热构件包含导热材料，其中所述传热构件与所述导管壁和所述醇重整催化剂热接触，由此热量可从所述多个散热片传递至所述醇重整催化剂从而使得所述醇蒸气能够在其流过所述催化剂级时重整。

另一方面，一种醇重整系统总体包括：外部重整器壳，所述外部重整器壳限定排气沿着排气路径而流过的大体上水平的排气通道；和醇重整器，所述醇重整器被接收在所述排气通道中，所述重整器包括：导管，其包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面至少部分限定醇蒸气沿着醇流路而流过的内腔，其中所述导管壁包含导热材料，所述内腔不与所述排气通道流体连通；多个散热片，其大体上从所述导管壁的所述外表面径向向外延伸并位于所述排气通道内，所述散热片包含导热材料，其中所述散热片与所述导管壁热接触；以及催化剂级，所述催化剂级位于所述导管的所述内腔中，其中所述催化剂级被构造成允许醇蒸气沿着所述醇流路流过所述催化剂级。所述催化剂级包括：醇重整催化剂；和传热构件，所述传热构件包含导热材料，其中所述传热构件与所述导管壁和所述醇重整催化剂热接触，由此来自在所述排气腔中流动的排气的热量可从所述多个散热片传递至所述醇重整催化剂从而使得所述醇蒸气能够在其流过所述催化剂级时重整。

又一方面，一种重整醇的方法总体包括：将醇引入到醇重整器的导管中，以使所述醇流过所述导管内的催化剂级，所述催化剂级包括醇重整催化剂和传热构件，所述传热构件包含导热材料，其中所述传热构件与所述导管和所述醇重整催化剂热接触；以及在所述将醇引入的同时，将排气从内燃机递送至排气通道，其中所述排气通道中的所述排气接触从所述导管向外延伸的散热片，以使来自所述排气的热量通过所述散热片、所述导管以及所述传热构件而传递至所述醇重整催化剂。

其它特征将在下文中部分地显而易见并且部分地指出。

附图简述

图1是重整器系统的实施方案的示意截面；

图2是用于图1中的重整器系统的末端配件或端帽的放大前正视图；

图3是图2中的末端配件的右正视图；

图4是从重整器系统的重整器中移除的挡板的分解示意图；

图4A是图4中的挡板的前正视图；

图5是图1的重整器系统的重整器中的重整级的示意表示；

图6是穿过重整器的另一实施方案的示意截面；

图7是图6中的重整器的重整器导管中接收的传热元件的放大前正视图；

图8是重整器系统的另一实施方案的示意图示；

图9是沿图8中的线9-9截得的截面；

图10是重整器系统的另一实施方案的示意图示；

图11是根据图10中的示意图示构造的重整器的透视截面图；

图12是用于图11中的重整器的每个区块的止动板的顶部透视图；

图12A是止动板的底部透视图；

图13是另一重整器系统的顶部透视图；

图14是图13中的重整器系统的底部透视图；

图15是图13中的重整器系统的透视截面图；

图16是图13的重整器系统的重整器导管中的重整器级的示意图示；

图17是图13中的重整器系统的顶部平面图，其中顶部已被移除；

图18是示出在根据实施例4的教义在催化剂床中未整合铜纱圆盘的情况下在所述催化剂床中重整5ml/min的乙醇时的温度曲线的图；