[发明专利]包括气化器的液体燃料重整器和将液体可重整燃料重整的方法

说明书

液体燃料重整器(400)包括燃料气化器(415)，所述燃料气化器(415)利用来自能在所述重整器(400)的启动模式中操作并且因此独立于所述重整器的重整反应区的上游热源特别是电加热器(406)的热以使燃料在下游气化区中气化。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月6日提交的美国专利申请序号61/900,510的权益，将其全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及液体燃料重整器和更具体地涉及这样的重整器：其包括用于使液体燃料在其引入到气相重整反应区(zone)中之前气化或蒸发的燃料气化器。

背景技术

液体燃料气相重整器是其中使包含气化的液体燃料(例如甲醇、乙醇、馏出物、石脑油、煤油、汽油、柴油、生物柴油等、或其组合)和包含氧气的气体(含氧气体，oxygen-containing gas)典型地空气和在蒸汽重整器或自热重整器的情况下作为蒸汽的水的气态可重整反应混合物在气相中转化为富含氢气的重整物(通常被称为“合成气体”或“合成气”)的化学反应器。该类型的重整器包括用于使液体燃料在如下之前或者当如下时气化或蒸发的一些手段：所述燃料与可重整反应混合物的包含氧气的气体和蒸汽(如果使用的话)组分混合。

在一种已知类型的用于液体燃料重整器的气化器中，将处于环境温度的液体燃料作为喷雾引导向经电加热的表面，其中在与所述热表面接触时发生所述燃料的气化。基于所述燃料与热表面的接触即“接触气化”的原理而操作的液体燃料气化器易受以下缺点：将环境温度燃料(所谓的“冷燃料”)快速引入到热表面上可导致燃料液滴弹起而不气化以及粘附至所述热表面的燃料液滴通过热解而分解。这些事件的任一个可导致焦油和/或焦炭的累积，所述焦油和/或焦炭对如下有害：所述重整器的有效率的操作以及在重整器向燃料电池系统供应富含氢气的重整物的情况下，还可加上所述燃料电池系统的有效率的操作。

已知在液体燃料重整器中通过如下使液体燃料气化：将所述燃料用热气体加热至其气化温度，所述热气体由将所述液体燃料的一部分用作为空气供应的氧气燃烧得到。虽然该类型的燃料气化器避免了上述接触气化的缺点，但是其易受如下缺点：该燃烧反应有形成炭黑和/或其它富含碳的热解产物例如焦油和焦炭的风险，所述炭黑和/或其它富含碳的热解产物例如焦油和焦炭随着时间流逝将积聚，导致所述气化器为其一部分的重整器的性能的逐渐退化。

因此对于在液体燃料重整器中引入如下的燃料气化器存在需要：其避免了已知气化器装置的前述缺点，同时提供所有类型的可重整液体燃料的有效的和在热方面有效率的气化。

发明内容

根据本公开内容，提供用于制造富含氢气的重整物的液体燃料重整器系统，所述液体燃料重整器系统可包括：液体燃料重整器，可包括重整器入口；导管，其包括包含氧气的气体入口、位于所述包含氧气的气体入口下游的液体可重整燃料入口、和位于所述液体可重整燃料入口下游的气态反应混合物出口，其中所述导管可提供所述包含氧气的气体入口、所述液体可重整燃料入口和所述气态反应混合物出口之间的流体连通，并且所述气态反应混合物出口可与所述重整器入口流体连通；第一热源，可包括电加热器，所述第一热源可设置在所述导管中的在所述包含氧气的气体入口下游且在所述液体可重整燃料入口上游的位置处；第二热源，可包括来自所述液体燃料重整器和/或在所述液体燃料重整器外部的氢气重整物消耗装置的放热热(热量)，所述第二热源可与所述导管热连通并且处于在所述第一热源下游且在所述液体可重整燃料入口上游的位置处；气化器，所述气化器可设置在所述导管中的在所述液体可重整燃料入口下游或者限定所述液体可重整燃料入口的位置处；和富含氢气的重整物出口。

在所述液体燃料重整器系统中，第三热源可包括电加热器并且可设置在所述导管内在所述第二热源的下游。

在所述液体燃料重整器系统中，电加热器可为电阻加热器。

在所述液体燃料重整器系统中，可设置与所述液体重整器热连通的热交换器结构体。