[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE3345958A1 - Rasch startendes methanolreaktorsystem - Google Patents

Rasch startendes methanolreaktorsystem

Info

Publication number
DE3345958A1
DE3345958A1 DE19833345958 DE3345958A DE3345958A1 DE 3345958 A1 DE3345958 A1 DE 3345958A1 DE 19833345958 DE19833345958 DE 19833345958 DE 3345958 A DE3345958 A DE 3345958A DE 3345958 A1 DE3345958 A1 DE 3345958A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cracking
chamber
reactor
fuel
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833345958
Other languages
English (en)
Inventor
Paul John Swampscott Mass. Chludzinski
Philip Peabody Mass. Dantowitz
James Frederick Hamilton Mass. Mcelroy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE3345958A1 publication Critical patent/DE3345958A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

Beschreibung
Rasch startendes Methanolreaktorsystem
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum raschen und wirksamen Umwandeln eines reformierbaren Brennstoffes in Wasserstoff zur Oxidation an einer Anode einer Brennstoffzelle, und sie betrifft mehr im besonderen das rasche Einleiten des Crackens eines reformierbaren Kohlenwasserstoffbrennstoffes.
Das Reformieren eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes,wie Methanol, zum Erzeugen von Wasserstoff als Brennstoff für Brennstoffzellen ist in der Vergangenheit vorgeschlagen worden. Eine Form eines solchen Umwandlungssystems schließt sowohl einen katalytischen Reaktor zum Erzeugen von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd aus einem Kohlenwasserstoff, wie Methanolbrennstoff und einen ümwandlungsreaktor.ein, in der das Kohlenmonoxyd einer "Wasserumwandlungs-Reaktion unterliegt:
CO + H2O * CO2 + H2
bei der das Kohlenmonoxyd, das schädlich und gesundheitsbedrohend ist und auch dazu neigt, den Katalysator in der Brennstoffzelle zu vergiften, in Kohlendioxyd und zusätzlichen Wasserstoff umgewandelt wird. In solchen Systemen muß der katalytische Crackreaktor bei einer ausreichend hohen Temperatur, üblicherweise etwa 300 C, gehalten werden, um die Methanol-Crackreaktion einzuleiten und aufrechtzuerhalten. In normalen Systemen, in denen Brennstoffzellen zur Erzeugung elektrischer Energie benutzt werden, ist normalerweise ein Intervall von 15 bis 20 Minuten erforderlich, um den Crackreaktor auf die erforderliche Temperatur zu bringen.
» β » m α ·
Seit kurzem wird jedoch der Verwendung von Brennstoffzellen und reformierbaren Brennstoffsystemen für die Erzeugung von Energie für Fahrzeuge viel Aufmerksamkeit gewidmet. Bei der Verwendung als Energiequelle für ein Fahrzeug befinden sich das Fahrzeug und die Brennstoff-Energiequelle in vielen Fällen in einem schlafenden, nicht-arbeitenden Zustand für längere Zeitdauern. So kann z. B. ein Automobil für längere Zeit, d. h. über Nacht, abgestellt sein. Nach einer solchen Periode der Stillegung ist es erforderlich, den Betrieb ziemlich rasch zu initiieren, d. h. in einer Minute oder weniger. Es ist daher erforderlich, die Zeitdauer zum Starten des Methanolcrackreaktors auf weniger als 1 Minute zu reduzieren, da eine Aufwärmperiode von 15 oder 20 Minuten für die Energieversorgung eines Fahrzeuges völlig unannehmbar ist.
Die Einheit zum katalytischen Cracken von Methanol rasch in Betrieb zu setzen, ohne das katalytische Material zu überhitzen oder zu beschädigen, ist ein sehr schwieriges Problem, da das Bett aus dem Crackkatalysator rasch auf eine Cracktemperatur von etwa 300 bis 43O°C g<
talysator zu überhitzen.
von etwa 300 bis 430 C gebracht werden muß, ohne dabei den Ka-
Die Anmelderin hat festgestellt, daß dies während des Ingangsetzens möglich ist, indem man Methanol und Luft im Brenner verbrennt und die heißen Verbrennungsgase durch eine Kammer leitet, die den Katalysator umgibt, um so indirekt Wärme zu dem Katalysatorbett zu übertragen. Das Verbrennungsgas wird dann durch das katalytische Bett zurückgeführt, um die Katalysatorteilchen direkt zu erhitzen und etwas von dem Rest-Methanol zu cracken. Die Maxima!temperatur des Verbrennungsgases wird durch die Injektion von Wasser kontrolliert, um die Gastemperatur erforderlichenfalls abzuschrecken und sie bei etwa 4 3O°C zu halten. Erreicht das System die Betriebstemperatur von etwa 480 C, dann benutzt man Methanol nicht länger als Brennstoff für den Brenner, sondern ersetzt ihn durch den überschüssigen Wasserstoff aus der Brennstoffzelle und leitet das Methanol nun direkt in den katalytischen Crackreaktor.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine rasche Umwandlung eines reformierbaren Brennstoffes in Wasserstoff aus einem kalten oder nicht im Betrieb befindlichen Zustand zu gewährleisten. Insbesondere sollte ein rasches Ingangsetzen eines katalytischen Crackreaktors zum Umwandeln von Methanol in Wasserstoff für eine Energieanlage für ein Fahrzeug geschaffen werden. Dabei sollte der Crackreaktor die Betriebsbedingungen auch nach einer längeren Periode des Absteilens rasch erreichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, in der der katalytische Crackreaktor für den organischen reformierbaren Brennstoff, wie Methanol, während des Ingangsetzens sowohl indirekt als auch direkt erhitzt wird, um ein rasch startendes System zu ergeben, das weniger als 1 Minute zum Ingangsetzen der Crackreaktion benötigt. Zu diesem Zweck wird während des Ingangsetzens der reformierbare organische Brennstoff, wie Methanol, zuerst mit Luft in einem Brenner verbrannt, und die Verbrennungsgase werden durch eine Verbrennungsgaskammer geschickt, die sich in Wärmeaustauschbeziehung mit dem katalytischen Crackreaktor befindet, um Wärme zu übertragen und die Temperatur des Katalysators zu erhöhen. Der Verbrennungsgasstrom wird dann durch das katalytische Bett umgelenkt, um die katalytischen Teilchen direkt zu erhitzen und sie rasch auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Die Maximaltemperatur des Gasstromes wird durch Wasserinjektion oder Wasserabschrekkung kontrolliert, um ein Beschädigen des Katalysators durch überhitzen zu vermeiden. Nachdem das System die Betriebstemperatur erreicht hat, wird das Methanol von der Verbrennungskammer abgelenkt,und es wird einfach direkt durch die Crackkammer geleitet, während überschüssiger Wasserstoff von der Brennstoffzelle als Brennstoff in den Brenner geleitet wird, um einen Verbrennungsgasstrom in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Katalysatorbett aufrechtzuerhalten, damit dieses auf der erforderlichen Temperatur bleibt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm des Brennstoffzellensystems, das die Anordnung zum Cracken von Methanol einschließt,
Figur 2 eine schematische Darstellung des rasch startenden Reaktors zum katalytisehen Cracken von Methanol, und
Figur 3 eine Teilschnittansicht der integralen Vorrichtung/ die den katalytischen Methanolreaktor, den Brenner und den Luftvorerhitzer einschließt.
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm und ein Fließbild für eine Methanol/Luft-Brennstoffzellenbaueinheit, die eine rasch startende Einrichtung für den Reaktor zum katalytischen Cracken von Methanol einschließt. Das Methanol/Luft-Brennstoffzellensystem der Figur 1 umfaßt im wesentlichen vier Komponenten: Einen katalytischen Crackreaktor 1 zum Umwandeln eines reformierbaren organischen Brennstoffes, wie Methanol, zur Erzeugung von Wasserstoff als Brennstoff für einen Brennstoffzellenstapel 2, eine CO-Umlagerungsreaktorbaueinheit 3, in der Wasserstoff und Kohlenmonoxyd vom Methanol-Crackreaktor einer Wasser-Umlagerungsreaktion unterworfen werden, um das Kohlenmonoxyd unter Bildung zusätzlichen Wasserstoffes in Kohlendioxyd umzuwandeln. Das vom CO-Ümlagerungsreaktor 3 abgegebene Gas wird dann als Brennstoffgas dem Brennstoffzellenstapel 2 zugeführt. Abfallwärme der Brennstoffzelle und des Umlagerungsreaktors wird in Dampf umgewandelt, der in einem Methanolverdampfer und in einer Leistungsgenerator-Baueinheit 4 benutzt wird, um nutzbare Arbeit in einem mechanischen Kompressor/Ausdehner zu leisten, der auf der Grundlage der Reaktionsluft der Brennstoffzelle arbeitet. Indem man auf diese Weise die Abfallwärme des Brennstoffzellenstapels durch Sieden von Wasser innerhalb der Zellenkühlkammer nutzt und indem man den Dampf zum Verdampfen von Methanol und den Dampf der exothermen Reaktion des UmIa-
gerungsreaktors dazu benutzt, nutzbare Arbeit in der mechanischen Kompressor/Ausdehner-Baueinheit zu leisten/ wird die Wirksamkeit der Gesamtleistungsquelle beträchtlich erhöht.
Zuerst wird der Reaktor zum katalytischen Cracken von Methanol mit raschem Start näher beschrieben:
Ein reformierbarer Kohlenwasserstoff-Brennstoff, wie flüssiges Methanol, wird über eine Einlaßleitung 10 zu einem Startventil 11 geleitet, das während des normalen Betriebes das flüssige Methanol zu einem Methanol-Verdampfer 12 passieren läßt. Während des Startens lenkt das Ventil 11 das Methanol durch das Brennstoff-Steuerventil 13 zu einem Vorerhitzer 14 und einem Brenner 15 zum Methanol-Crackreaktor. Das flüssige Methanol wird mit der aus der Leitung 16 kommenden Verbrennungsluft kombiniert und in den Vorerhitzer 14 eingeführt. Die Methanol/ Luft-Mischung wird bei einem stöchiometrischen oder vorzugsweise bei einem weniger als stöchiometrischen Verhältnis gehalten, um zu verhindern, daß während des Startens überschüssiger Sauerstoff durch den katalytischen Crackreaktor gelangt, da der Sauerstoff die katalytischen Pellets beschädigt. Indem man ein weniger als stöchiometrisches Verhältnis von Sauerstoff zu Methanol aufrechterhält, kann das überschüssige nicht verbrannte Methanol beim Hindurchführen durch das Katalysatorbett auch dazu benutzt werden, den Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu erzeugen, das während des Startens zum CO-Umlagerungsreaktor geleitet wird. Die Methanol/Luft-Mischung wird durch den Brenner geleitet, wo sie verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die das Crackkatalysatorbett bis zu einer Temperatur aufheizen, bei der die Crackreaktion beginnt (etwa 3000C), indem man die Verbrennungsgase durch eine Heizkammer im Innern des Methanol-Crackreaktors 17 leitet. Während des Startens wird das heiße Verbrennungsgas mittels des Crack-Steuerventils 18 durch das Crackkatalysatorbett selbst rezirkuliert. Das Verbrennungsgas erhitzt somit den katalytischen Crackreaktor sowohl direkt als auch indirekt.
Das in dem katalytischen Crackreaktor 17 mittels der umsetzung
CH3OH(g) —* 2H2 + CO
gebildete Kohlenmonoxid und Wasserstoff wird dann durch eine Heizkammer 19 geleitet. Das erhitzte Reformat wird durch einen Anoden-Auslaßtrockner 20 geführt, der eine Zwei-Kammervorrichtung umfaßt, die durch eine Wasserdampf transportierende Membran getrennt sind, Das erhitzte Reformat wird in eine Kammer eingeführt und angefeuchtetes Wasserstoff-Abgas von den Anoden kammern des Brennstoffzellenstapels wird durch die andere Kammer des Trockners 20 geleitet. Wasserdampf aus dem Anoden-Abgas wird durch die Membran zum auf höhere Temperatur befindlichen Reformatstrom transportiert und dadurch der Wasserstoff getrocknet und das Reformat teilweise angefeuchtet. Der getrocknete Wasserstoff gelangt aus der Kammer des Trockners zum Vorerhitser-Ventil 13, das so geschaltet ist, daß es den überschüssigen Wasserstoff von der Brennstoffzelle zum Vorerhitzer und Brenner leitet, nachdem der Reaktor zum katalytischen Cracken von Methanol die Betriebstemperatur erreicht hat
Der partiell angefeuchtete Reformatgasstrom vom Trockner 20 gelangt dann in eine Kammer eines Anfeuchters 21, die von gleicher Konstruktion ist wie der Trockner 20, d. h. sie besteht aus zwei Kammern, die durch eine Membran voneinander getrennt sind, die Wasser von einem Strom zum anderen transportieren kann. Das partiell angefeuchtete Reformat in einer Kammer absorbiert Wasser, das aus der anderen Kammer durch die Membran transportiert wird, wobei dieser anderen Kammer der Strom von der Brennstoff zellen-Kühlkammer und der Methanol-Verdampfer kammer 12 zugeführt wird. Das angefeuchtete Reformat wird in einen Vorerhitzer 23 für den CO-Umlagerungsreaktor eingeführt und es gelangt danach in den CO-ümlagerungsreaktor 24, wo Kohlenmonoxid und Wasser einer exothermen "Wasserumlagerung" unterliegen, bei der Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt wird und zusätzlicher Wasserstoff entsteht. Umlagerungsreaktoren dieser Art sind bekannt und werden daher hier nicht im einzelnen beschrieben.
Die Temperatur des den Umlagerungsreaktor verlassenden Wasserstoffes und Kohlendioxids ist wegen der exothermen Natur der "Wasserumlagerungs"-Reaktion mit etwa 200°C ziemlich hoch. Die
Gase werden durch eine Heizkammer zurück in den Umlagerungsvorerhitzer 23 geleitet, um das zugeführte angefeuchtete Reformat zu erhitzen. Wasserstoff und Kohlendioxid passieren den Anodenanfeuchter 25 in der oben beschriebenen Art, in dem Wasserstoff-Brenngas angefeuchtet wird, und zwar mittels des Dampfes vom Verdampfer 12, der durch eine der Kammern, die durch die Membran voneinander getrennt sind und den Anfeuchter geleitet wird. Das aus dem Anoden-Brennstoffgasanfeuchter abgegebene Gas wird dann durch einen Gaskonditionierer in die Anodenkammern des Brennstoffzellenstapels 2 geleitet.
Der Brennstoff tritt in die Brennstoffzellen-Anodenkammer ein, die von der Kathodenkammer durch eine ionentransportierende Membran getrennt ist, auf deren gegenüberliegenden Oberflächen Elektroden zur Erzeugung elektrischer Leistung liegen.
Brennstoffzellen vom Membrantyp sind bekannt und es wird Bezug genommen auf die US-PS 32 97 484, 33 92 058 und 34 32 355, die alle solche Membran-Brennstoffzellen beschreiben.
In dem Maße, in dem Wasserstoff in der Anodenkammer verbraucht wird, kondensiert Wasserdampf aus dem Gasstrom auf der aus Membran und Elektrode bestehenden Baueinheit und wird mittels Protonen von der Brennstoffseite zur Luftseite überführt, wo es als flüssiges Wasser in Erscheinung tritt. Nach dem Verlassen der Anodenkammern der Brennstoffzellen gelangt der Brennstoff abgasstrom durch den Anodenabgastrockner 20 zum Ventil 13. Während des normalen Betriebes wird der Abgaswasserstoff mit einer stöchiometrischen (oder etwas weniger) Menge Luft gemischt, im Vorerhitzer 14 erhitzt und unter Bildung der heißen Verbrennungsgase verbrannt, die die Crackreaktion unterstützen. Danach verläßt das Verbrennungsgas im normalen Betrieb die Crackkammer durch das Ventil 18 und wird abgelassen.
Als nächstes wird der Reaktionsluft-Prozessor beschrieben: Reaktionsluft wird durch eine Einlaßleitung 26 zum Kompressorteil eines Kompressor/Ausdehners 27 geführt, der Teil eines
Kompressors 28 init freiem Kolben ist, dem über die Leitung 29 Dampf vom Verdampfer/und überschußdampf vom CO-Umlagerungsreaktor 24 zugeführt wird.
In diesem Kompressorteil wird die Reaktionsluft für die Kathodenkammern der Brennstoffzellen komprimiert. Ein Teil der Kompressionswärme wird durch Wärmeaustausch mit der Auslaßluft der Kathoden der Brennstoffzellen in einem Reaktionskühler 30 aus der Reaktionsluft entfernt. Dann wird die Reaktionsluft angefeuchtet durch Absorbieren von Wasser aus der Auslaßluft mittels Wassertransportmembranen in dem Wasseraustauscher 31, der ebenfalls eine Doppelkammeranordnung mit einer wassertransportierenden Membran ist, die die Anordnung in die Kammern trennt, wobei die feuchte Abgasluft durch eine Kammer strömt und die erhitzte komprimierte Reaktionsluft durch die andere Kammer strömt. Wasserdampf wird von der Abgasluft über die Membran zur Reaktionsluft transportiert und feuchtet die letztere an, die dann durch die Leitung 32 zu den Kathoden des Brennstoffzellenstapels gelangt.
Es ist nicht erforderlich, die zugeführte Luft vollkommen zu sättigen, da das kondensierte Wasser der Brennstoffseite, das durch die Zellmembranen transportiert wird und das Reaktionswasser, das an der Kathode der Brennstoffzelle entsteht, ausreichend Wasser ergibt, um den Luftstrom zu sättigen und ein Austrocknen der Membran zu verhindern. Die Luft reagiert in den Luftkammern, sättigt sich an Wasserdampf und kann so^gar flüssiges Wasser mitreißen. Die Abgasluft wird dann durch die Leitung 33 zu einem Separator 34 zum Abscheiden des flüssigen Wassers aus der Abgasluft geleitet. Die Abgasluft vervollständigt dann den Pfad zum Wasseraustauscher 31 und Kühler 30 sowie zum Ausdehner 35 der Kompressor/Ausdehner-Kombination 27.
Das Kühlsystem und die Abfallwärmeumwandlung für die Brennstoffzellenstapel arbeitet folgendermaßen: Flüssiges Wasser tritt in die Zellen ein und gelangt durch den bipolaren Stromkollektor zwischen benachbarten Zellen des Zellstapels. Kühlwasser tritt mit einer relativ hohen Temperatur
ein, obwohl es sich unterhalb der Siedetemperatur befindet. Beim Hindurchführen durch die Kühldurchgänge in den bipolaren Stromkollektoren zwischen den Zellen erhitzt die gebildete Wärme der Brennstoffzellen das Kühlwasser zu Dampf. Der aus den Brennstoffzellen austretende Dampf wird dann durch die Leitung 36 zum Methanolverdampfer 12 geleitet, wo er während des Normalbetriebes die Wärme zum Verdampfen des Methanols liefert. Ein Teil des Dampfes verläßt den Verdampfer durch die Leitung 37 und gelangt in die Anfeuchter 25 und 21 der Brennstoffgaskondensierung und des CO-Umwandlungsreaktorabschnittes. Der übrige Dampf, der durch die exotherme Umsetzung im CO-Umwandlungsreaktor 24 erzeugt wird, wird dem Kompressor mit freiem Kolben und dem Kompressor/Ausdehner in Abschnitt 4 zugeführt, um die Reaktionsluft zu komprimieren.
Figur 2 veranschaulicht schematisch die Art und Weise, wie ein rasches Anfahren des Reaktors zum katalytischen Cracken von Methanol erfolgt, indem man anfänglich Methanol und Luft verbrennt, um ein sowohl indirektes als auch direktes Erhitzen des Katalysators im Crackbett zu erzielen. Der rasch startende Methanolreaktor umfaßt ein Zweikammerngehäuse 40, das die Heizgaskammer 41 und eine katalytische Crackkammer 4 2 umfaßt, die durch eine Wärme übertragende Wand 43 getrennt sind. Die erhitzten Verbrennungsgase des Brenners 44 passieren die Heizgaskammer 41. In den Brenner 44 wurde eine Mischung aus flüssigem Methanol und einer stöchiometrischen oder geringeren Menge Luft durch die Leitung 45 und das Brennstoffventil 46 zugeführt. Die Eingabe zum Brennstoffventil 46 erfolgt durch eine Leitung 47, durch die Abgaswasserstoff aus der Brennstoffzelle-Anodenkammer zugeführt wird und durch eine Leitung 48, die mit dem Startventil 49 verbunden ist. Der Einlaß zum Ventil 49 ist mit einer Quelle flüssigen Methanols verbunden, und während des Anfahrens wird das Ventil 49 so gestellt, daß Methanol durch die Leitung 48 und das Ventil 46 zum Brenner gelangt, um heißes Verbrennungsgas aus Luft und verbranntem Methanol zu erzeugen. Dieses heiße Verbrennungsgas passiert die Kammer 41 und überträgt einen Teil seiner Hitze durch die Wand 43, um die katalytischen Teilchen in der Crackkammer 42
vorzuerhitzen. Das Verbrennungsgas verläßt die Kammer 41 durch die Leitung 50 und gelangt zu einem Heißgasventil 51, das während des Startens die heiße Luft über die Leitung 52 zum Einlaß in die Crackkammer 42 zurückführt. Die Verbrennungsgase werden über die katalytischen Pellets geleitet und erhitzen diese direkt und beschleunigen so das Erhitzen der Pellets auf die Cracktemperatur. Da die Mischung aus Methanol und Luft einen Unterschuß an Luft aufweist, d. h. etwas weniger als die stöchiometrisch erforderliche Menge, wird ein Teil des nichtverbrannten Methanols im Crackbett gecrackt und es entsteht CO und H„, die die Kammer verlassen und in den Umwandlungsreaktor eingeführt werden, in'dem Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt wird und zusätzlicher Wasserstoff entsteht.
Die Rückführungsleitung 52, durch die das Verbrennungsgas in das Katalysatorbett zurückgeführt wird, ist mit einer Wasser-Einlaßleitung 53 verbunden, die durch das Ventil 54 gesteuert wird, um geregelt Wasser in dem Verbrennungsgasstrom einzuleiten, um ein Überhitzen und Beschädigen der katalytischen Pellets zu verhindern, indem man die Temperatur des Verbrennungsgasstromes auf eine vorbestimmte Maximaltemperatur begrenzt, die üblicherweise bei etwa 43O°C liegt. Die Temperatur des Gasstromes wird durch ein Temperaturanzeigeelement, wie ein nicht-dargestelltes Thermoelement; gemessen, das in der Kammer angeordnet ist. Erreicht das Gas die vorbestimmte Maximaltemperatur, dann wird das Ventil 54 betätigt, um Wasser in den heißen Verbrennungsgasstrom zu injizieren und das Steigen der Temperatur über etwa 43O°C hinaus zu verhindern.
Erreicht der Methanol-Crackreaktor die Betriebstemperatur, die vorzugsweise bei etwa 510 C liegt, dann wird das Ventil 5'. so eingestellt, daß es die Rückführung des Verbrennungsgases durch das Crackbett unterbricht und die heißen Verbrennungsgase aus dem System austreten können. Gleichzeitig wird das Wasserventil 54 geschlossen, um eine weitere Wasserinjektion zu verhindern. Das Ventil 46 wird so eingestellt, daß es die Methanolströmung zum Brenner unterbricht und stattdessen den überschüssigen Wasserstoff aus dem Brennstoffzellenabgas dem
Brenner als Brennstoff zuleitet. Das Startventil 49 wird so eingestellt, daß gasförmiges Methanol vom Methanolverdampfer direkt dem Katalysatorbett zugeführt wird und das System setzt den normalen Betrieb fort, um verdampftes Methanol zur Erzeugung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff zu cracken.
Figur 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer integrierten Anordnung aus Methanolreaktor, Brenner und Luftvorerhitzer, die die Elemente 14, 15 und 17 der Figur 1 in einer einzigen Struktur kombiniert. Diese integrierte Baueinheit schließt eine zentrale Verbrennungskammer 55 ein, die mit dem Luft/Brennstoff-Durchgang 56 in Verbindung steht. Eine Zündkerze 57 erstreckt durch die Seitenwand in die Verbrennungskammer 55. Eine Luft/ Brennstoff-Mischung strömt vom Einlaß 58 zu einem ringförmigen Brennstoff-Vorerhitzerdurchgang 59. Dieser Durchgang 59 befindet sich in wärmeaustauschender Beziehung mit einer ringförmigen Verbrennungsgaskammer 60, die in Verbindung mit der Verbrennungskammer 55 steht. Die Verbrennungsgase strömen durch die ringförmige Verbrennungsgaskammer 60, die ein ringförmiges, aus zwei Kammern bestehendes Katalysatorcrackbett 61 umgibt und sich in wärmeaustauschender Beziehung damit befindet. Die Crackkammer 61 enthält katalytische Pellets, die vorzugsweise aus einem Aluminiumoxidsubstrat bestehen, auf dem Zink und Kupfer abgeschieden ist. Die heißen Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer 55 übertragen Wärme durch die Wände der ringförmigen Katalysatorkammer 61, um die katalytischen Pellets in der Kammer indirekt aufzuheizen. Das Verbrennungsgas strömt weiter durch die Kammer 60 und in eine Auslaßleitung 62. Beim Hindurchströmen durch die Verbrennungsgaskammer kommt das Verbrennungsgas auch in wärmeaustauschende Beziehung mit dem ringförmiger. Luft/Brennstoff-Vorerhitzerdurchgang 59 und erhitzt die Luft/ Brennstoff-Mischung vor dem Verbrennen in der Kammer 55. Das Vorerhitzen der Mischung aus Luft und Brennstoff, sei letzterer flüssiges Methanol oder schließlich der überschüssige Wasserstoff aus den Brennstoffzellen, unterstützt die Verbrennung der Mischung, die üblicherweise bei einem stöchiometrischen oder hinsichtlich Sauerstoff unter- stöchiometrischen. Verhältnis gehalten wird, um das Leiten von Sauerstoff über die Crack-
katalysator-Pellets zu vermeiden. Das Vorerhitzen der Mischung gestattet ein leichtes Verbrennen der Mischung in der Verbrennungskammer .
Während des Anfahrens wird das Verbrennungsgas, das einen Überschuß an Methanol enthält, durch ein nicht-dargestelltes geeignetes Ventil in der Auslaßleitung 62 und zurück durch die Einlaßleitung 63 in das ringförmige Crackkatalysatorbett geleitet. Das heiße Verbrennungsgas gelangt dabei in den Durchgang 64 und direkt durch das Katalysatorbett 61. Dabei heizt das heiße Verbrennungsgas die Katalysatorteilchen direkt auf und bringt sie auf eine Temperatur, bei der das Cracken stattfindet. Es ist aus der Struktur der Figur 3 ersichtlich, in der ein ringförmiges Crackkatalysatorbett mit zwei Kammern oder Durchgängen von einer ringförmigen Baugruppe für das Verbrennungsgas umgeben ist, die ihrerseits in Berührung steht mit einem ringför-
Z UiTt
migen Luft/Brennstoff-Vorerhitzer, daß sie die Wärmeübertragung/ Crackbett maximalisiert und daß die Luft/Brennstoff-Mischung zu einem raschen Aufheizen des katalytischen Crackreaktors führt und den Betrieb des Systems innerhalb sehr kurzer Zeit, d. h. einer Minute oder weniger gestattet, nachdem es im unbetriebenen Zustand war. Nach--dem das System die Betriebstemperatur erreicht hat, ändern die nicht-dargestellten Steuerventile die Brennstoffzufuhr zum Vorerhitzer von flüssigem Methanol zu Überschußwasserstoff aus den Brennstoffzellen-Anodenkammern und lenken das flüssige Methanol direkt in die katalytische Crackreaktorkammer 61. In ähnlicher Weise wird das Verbrennungsgasventil betätigt, um die Rezirkulation der Verbrennungsgase durch die Crackkatalysatorkanuner zu verhindern und das Verbrennungsgas wird aus dem System abgelassen.
Die Anfeuchter oder Wasserdampf-Übertragungsgeräte sind Doppelkammergeräte, bei denen die Kammern durch polymere Membranen getrennt sind, die Wasser- oder Flüssigkeitsdampf von einer zu anderen Kammer übertragen können und dadurch das Anfeuchten eines Gasstromes durch einen anderen gestatten, obwohl die Gesamtdrucke der Ströme unterschiedlich sein können. Die Verwendung von Wasser- und Dampftransportmembranen zwischen den
BAD ORIGINAL
Kammern, um den Wasseraustauseh au erleichtern, ist sehr effektiv, <3a es d-ie übliche Axt <3es Küblens eines Stromes, des Kondensierens des wassers, des Abtrennens des flüssigen Wassers, des ffinzugebens zu dem"'anderen Stiorn'mit nachfolgendem Erhitzen zum Vezüixmpien de$ Wassers varweiäet, _
Die genaue Konstruktion und das Betriebsverfahren eines solchen v/ssBsirdampfaustausch- und Anfeuchtungsgerätes ist j.n einer am 13» 12. Ϊ983 eingereichten cieutEchen dung mit dem Titel "WasBerdampf-AustauschsysteTn" besehrieban und beansprucht, für die die Priorität der DS-Patsnt Serial Wr. 453 24B vom 27» DezeTüber 1.982 in Anspruch ißt. Auf diese Anmeläung wird daher ausdrücklich Besug
Die vorliegende Erfindung schafft/ wie die obige Beschreibung zeigt, eine rasch stax-tende Anordnung für einen organischen Brennstoff erack«ndten Reaktor,die sie in hohemCTB.de wirksam in Einer Brennstoffzöllen-SnergAequölle für ein Fahrzeug macht.
Obwohl die. vorliegende Erfindung in Verbindung mit gewisser, bevorzugten Ausführung&formen sowie gewiggen bevcraugtsn '/erfahre?! beschrieben worden ist, ist sie doch auf keinen -Fail auf diese Ausführungsformen und die Verfahrenssehrittfolgen fasschränkt, da auch andere Modifikationen der -Vorrichtungen und Verfahrensschritte in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fal len können,
BAD ORIQfWAL

Claims (4)

  1. ·· * * · (0611) 235555 04-16759 mapat d • J» ** M
    r. Horst Schüler     mainpatent frankfurt     PATENTANWALT * * m m <s
    Λ "· · Λ »If Q £
    3345958
    6000 Frankfurt/Main 1     (0611) 251615     3OPEÄW LATENT ATTORNEY Kaiserstrasse 41 (CCITT Gruppe 2 und 3) Telefon 225/0389 Deutsche Bank AG Telex 282420-602 Frankfurt/M. Telegramm Telekopierer Bankkonto Postscheckkonto
    Ihr Zeichen/Your ref. :
    Unser Zeichen.'Our ref.: 9176-52EE-OO455
    Datum /Date
    :19. Dezember 1983 Dr.Sb./he.
    General Electric Company
    1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.
    Rasch startendes Methanolreaktorsystem
    Patentansprüche
    1«) Rasch startendes katalytisches Kohlenwasserstoff-Cracksystem mit
    a) einem katalytischen Reaktor zum Cracken eines reformierbaren Kohlenwasserstoffes,
    b) einer Einrichtung zum Aufheizen des katalytischen Crackreaktors auf die Cracktemperatur, wobei diese Einrichtung einschließt:
    1 . eine Einrichtung zum Verbrennen einer Mischung aus dem reformierbaren Kohlenwasserstoff und Luft,
  2. 2. eine Einrichtung zum überführen der Verbrennungsgase aus der Einrichtung zum Verbrennen in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Gehäuse des Reaktors, um den Katalysator in dem Reaktor indirekt zu erhitzen und
  3. 3. eine Einrichtung zum Leiten der Verbrennungsgas durch den Reaktor, um den Katalysator in dem Reaktor direkt zu erhitzen und
    c) eine Einrichtung, um den Durchgang der Verbrennungsgase durch den Reaktor zu beenden, wenn dieser die Betriebstemperatur zum Cracken des Kohlenwasserstoffes erreicht hat und zum Hindurchführen von Kohlenwasserstoff durch den Reaktor.
    2. Brennstoffzellen-Energiesystem mit
    a) einem Brennstoffzellenstapel
    b) einerEinrichtung zum Zuführen von Brennstoffgas zu dem genannten Stapel, die eine Einrichtung zum katalytischen Cracken eines Kohlenwasserstoffes unter Bildung von Wasserstoff-Brennstoff einschließt,
    c) einer Einrichtung, um die Einrichtung zum katalytischen Cracken rasch auf die Cracktemperatur zu bringen, die einschließt:
    1. eine Einrichtung zum Verbrennen von Kohlenwassserstoff und Luft unter Erzeugung eines Verbrennungsgasstromes,
    2. eine Einrichtung, um diesen Verbrennungsgasstrom in Wärmeaustauschbeziehung mit der Einrichtung zum katalytischen Cracken zu bringen, um diese indirekt aufzuheizen und
    3. eine Einrichtung, um den Verbrennungsgasstrom nachfolgend durch die Einrichtung zum katalytischen Crakken zu leiten, um diese direkt aufzuheizen.
    3. Brennstoffzellen-Energiesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff von der Einrichtung zum Verbrennen abgeleitet wird, wenn die Einrichtung zum Cracken die Betriebstemperatur erreicht und eine Einrichtung zum Zuführen von Abgaswasserstoff von den Brennstoffzellen zu der Einrichtung zum Verbrennen.
  4. 4. Integrierte Vorrichtung mit einem Reaktor zum katalytischen Cracken von Kohlenwasserstoff, einem Verbrenner und einem Erhitzer mit
    a) einer Verbrennungskammer,
    b) einer Einrichtung, um eine Brennstoff/Luft-Mischung in die genannte Kammer zu leiten, um einen Verbrennungsgasstrom zu erzeugen,
    c) eine ringförmige Kammer zum katalytischen Cracken, die die genannte Verbrennungskammer umgibt,
    d) eine ringförmige Verbrennungsgasstrom-Kammer, die die Verbrennungskammer umgibt und in Verbindung damit steht,
    e) wobei die genannte Gaskammer die Crackkammer umgibt, um Wärme dorthin zu überführen und den Katalysator in der Crackkammer indirekt zu erhitzen und
    f) eine Einrichtung, um den Verbrennungsgasstrom durch die ringförmige Crackkammer zurückzuleiten, um den Katalysator direkt aufzuheizen.
DE19833345958 1982-12-27 1983-12-20 Rasch startendes methanolreaktorsystem Withdrawn DE3345958A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/453,247 US4473622A (en) 1982-12-27 1982-12-27 Rapid starting methanol reactor system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3345958A1 true DE3345958A1 (de) 1984-06-28

Family

ID=23799772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833345958 Withdrawn DE3345958A1 (de) 1982-12-27 1983-12-20 Rasch startendes methanolreaktorsystem

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4473622A (de)
JP (1) JPS59141406A (de)
DE (1) DE3345958A1 (de)
GB (1) GB2132108B (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3537526A1 (de) * 1984-03-05 1992-01-23 Vickers Shipbuilding & Eng Stromerzeugungsanlage
DE4329323A1 (de) * 1992-09-08 1994-03-10 Toshiba Kawasaki Kk Brennstoffzellenstromerzeugungssystem
DE4438555C1 (de) * 1994-10-28 1996-03-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennstoffzellenanordnung mit Reformierungseinrichtung
DE4345319C2 (de) * 1992-09-08 1997-07-03 Toshiba Kawasaki Kk Brennstoffzellenstromerzeugungssystem
DE19639150A1 (de) * 1996-09-24 1998-04-02 Daimler Benz Ag Zentrale Heizvorrichtung für ein Gaserzeugungssystem
EP0878442A1 (de) * 1997-05-15 1998-11-18 dbb fuel cell engines GmbH Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
DE10054840A1 (de) * 2000-11-04 2002-08-08 Xcellsis Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Starten eines Reaktors in einem Gaserzeugungssystem
DE10217675A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Eberspaecher J Gmbh & Co Verdampferanordnung zur Erzeugung eines in einem Reformer zur Wasserstoffgewinnung zersetzbaren Kohlenwasserstoff/Luft-Gemisches und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verdampferanordnung
US6740303B2 (en) 2001-02-02 2004-05-25 Ballard Power Systems Ag Gas generating system for a fuel cell system and method of operating a gas generating system
DE19944540B4 (de) * 1999-09-17 2005-01-13 Daimlerchrysler Ag Reaktorsystem mit elektrischen Heizmitteln
DE10025667B4 (de) * 2000-05-24 2005-04-14 Ballard Power Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Gaserzeugungsvorrichtung in einem Brennstoffzellensystem
DE10343811B4 (de) * 2002-09-27 2007-04-19 General Motors Corp., Detroit Vorrichtung zum Zurückhalten von Nebenproduktverbindungen für einen in der brennstoffreichen Startphase betriebenen Brenner

Families Citing this family (123)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6041771A (ja) * 1983-08-17 1985-03-05 Hitachi Ltd 燃料電池装置
US5141823A (en) * 1984-03-03 1992-08-25 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Electrical generating plant
US4659634A (en) * 1984-12-18 1987-04-21 Struthers Ralph C Methanol hydrogen fuel cell system
JPS61233976A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池設備
JPS61233977A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池のガス置換方法
US4670359A (en) * 1985-06-10 1987-06-02 Engelhard Corporation Fuel cell integrated with steam reformer
US4650727A (en) * 1986-01-28 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel processor for fuel cell power system
JP2511866B2 (ja) * 1986-02-07 1996-07-03 株式会社日立製作所 燃料電池発電システム及びその起動方法
EP0254395B1 (de) * 1986-05-27 1990-11-22 Imperial Chemical Industries Plc Verfahren zum Anlauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Wasserstoff und Karbonoxide enthaltenden Gasstromes
US4738903A (en) * 1986-12-03 1988-04-19 International Fuel Cells Corporation Pressurized fuel cell system
JPH03109126A (ja) * 1989-09-21 1991-05-09 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池電気自動車
JP2530716Y2 (ja) * 1990-04-23 1997-03-26 カシオ計算機株式会社 ウエハの固定構造
US5047298A (en) * 1990-11-13 1991-09-10 Perry Oceanographics, Inc. Closed loop reactant/product management system for electrochemical galvanic energy devices
CA2096724C (en) * 1990-11-23 1999-01-05 Ian Palmer Application of fuel cells to power generation systems
US5332630A (en) * 1991-11-04 1994-07-26 Hsu Michael S On-board recharging system for battery powered electric vehicles
GB2272430B (en) * 1992-11-11 1995-12-20 Vickers Shipbuilding & Eng Processing of fuel gases,in particular for fuel cells and apparatus therefor
US5360679A (en) * 1993-08-20 1994-11-01 Ballard Power Systems Inc. Hydrocarbon fueled solid polymer fuel cell electric power generation system
EP0741428A1 (de) * 1995-05-04 1996-11-06 FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO Zuführungssystem für Brennstoffzellen der Art SPE (Festpolymerelektrolyt) für Hybridfahrzeugen
US6793899B2 (en) * 1998-10-29 2004-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Plasmatron-catalyst system
DE19605404C1 (de) * 1996-02-14 1997-04-17 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
US6380637B1 (en) 1996-09-19 2002-04-30 Ztek Corporation Off-board station and an electricity exchanging system suitable for use with a mobile vehicle power system
US5858568A (en) 1996-09-19 1999-01-12 Ztek Corporation Fuel cell power supply system
US6494937B1 (en) 2001-09-27 2002-12-17 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US7195663B2 (en) 1996-10-30 2007-03-27 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6376113B1 (en) 1998-11-12 2002-04-23 Idatech, Llc Integrated fuel cell system
US6537352B2 (en) 1996-10-30 2003-03-25 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6783741B2 (en) 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
DE19725009C1 (de) * 1997-06-13 1999-03-04 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Verfahren zur Behandlung eines Methanolreformierungskatalysators
DE19725006C2 (de) * 1997-06-13 1999-04-29 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Methanolreformierungsreaktor und Behandlungsverfahren für einen Katalysator hierfür
US20030022035A1 (en) * 1997-11-07 2003-01-30 Galloway Terry R. Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US6187465B1 (en) * 1997-11-07 2001-02-13 Terry R. Galloway Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
DE19755814C1 (de) 1997-12-16 1999-11-18 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Wasserdampfreformierung eines Kohlenwasserstoffs
US6350535B1 (en) * 1999-08-27 2002-02-26 Plug Power Inc. Mist evaporation system for fuel cell hydration
US6383670B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Idatech, Llc System and method for controlling the operation of a fuel processing system
US6465118B1 (en) * 2000-01-03 2002-10-15 Idatech, Llc System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system
US6656620B2 (en) * 2000-01-31 2003-12-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Humidification system for a fuel cell
US6395414B1 (en) * 2000-02-11 2002-05-28 General Motors Corporation Staged venting of fuel cell system during rapid shutdown
DE10010068A1 (de) * 2000-03-02 2001-09-13 Xcellsis Gmbh Multifuel-Brennstoffzellensystem und Verfahren zu seinem Betrieb
US6916564B2 (en) * 2000-05-31 2005-07-12 Nuvera Fuel Cells, Inc. High-efficiency fuel cell power system with power generating expander
US6921595B2 (en) * 2000-05-31 2005-07-26 Nuvera Fuel Cells, Inc. Joint-cycle high-efficiency fuel cell system with power generating turbine
KR100463216B1 (ko) * 2000-09-12 2004-12-23 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 연료 전지 구동 시스템
DE10054842A1 (de) * 2000-11-04 2002-08-29 Xcellsis Gmbh Verfahren zur elektrischen Inbetriebnahme einer Brennstoffzelle
CA2370069C (en) * 2001-02-05 2009-06-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicular two-wheel drive and four-wheel drive switching system
US6569227B2 (en) 2001-09-27 2003-05-27 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
US7141326B2 (en) * 2001-04-06 2006-11-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Warm-up apparatus for fuel cell
US20020152680A1 (en) * 2001-04-18 2002-10-24 Callaghan Vincent M. Fuel cell power plant
US6890672B2 (en) * 2001-06-26 2005-05-10 Idatech, Llc Fuel processor feedstock delivery system
DE10132064A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-30 Viessmann Werke Kg Verfahren zum Betrieb eines Apparats zur Erzeugung von Wasserstoff und Apparate zur Durchführung der Verfahren
DE10136768B4 (de) * 2001-07-27 2012-03-01 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenanlage mit zwei Umformeinheiten zur katalytischen Dekomposition und Verfahren zur katalytischen Dekomposition
US20030047146A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Daniel Michael J. Plasmatron-internal combustion engine system having an independent electrical power source
US6916566B2 (en) * 2001-10-17 2005-07-12 Ford Motor Company System and method for rapid preheating of an automotive fuel cell
JP3826770B2 (ja) * 2001-11-16 2006-09-27 日産自動車株式会社 燃料改質システム
CA2469401A1 (en) * 2001-12-05 2003-06-19 Lawrence G. Clawson High efficiency otto cycle engine with power generating expander
US7021048B2 (en) * 2002-01-25 2006-04-04 Arvin Technologies, Inc. Combination emission abatement assembly and method of operating the same
US6959542B2 (en) * 2002-01-25 2005-11-01 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for operating a fuel reformer to regenerate a DPNR device
US6976353B2 (en) * 2002-01-25 2005-12-20 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for operating a fuel reformer to provide reformate gas to both a fuel cell and an emission abatement device
US7014930B2 (en) * 2002-01-25 2006-03-21 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for operating a fuel reformer to generate multiple reformate gases
US20030167690A1 (en) * 2002-03-05 2003-09-11 Edlund David J. Feedstock delivery system and fuel processing systems containing the same
US20030223926A1 (en) * 2002-04-14 2003-12-04 Edlund David J. Steam reforming fuel processor, burner assembly, and methods of operating the same
US6651597B2 (en) * 2002-04-23 2003-11-25 Arvin Technologies, Inc. Plasmatron having an air jacket and method for operating the same
US20030200742A1 (en) * 2002-04-24 2003-10-30 Smaling Rudolf M. Apparatus and method for regenerating a particulate filter of an exhaust system of an internal combustion engine
US7220502B2 (en) * 2002-06-27 2007-05-22 Intellergy Corporation Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US7132183B2 (en) * 2002-06-27 2006-11-07 Intellergy Corporation Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US20040020188A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Kramer Dennis A. Method and apparatus for generating pressurized air by use of reformate gas from a fuel reformer
US20040020191A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Kramer Dennis A. Method and apparatus for advancing air into a fuel reformer by use of a turbocharger
US20040020447A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 William Taylor Method and apparatus for advancing air into a fuel reformer by use of an engine vacuum
AU2003258039A1 (en) * 2002-08-12 2004-02-25 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling the oxygen-to-carbon ratio of a fuel reformer
DE10237744A1 (de) * 2002-08-17 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Reaktorsystem zur Wasserstofferzeugung
US20040050345A1 (en) * 2002-09-17 2004-03-18 Bauer Shawn D. Fuel reformer control system and method
US20040052693A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-18 Crane Samuel N. Apparatus and method for removing NOx from the exhaust gas of an internal combustion engine
US6758035B2 (en) * 2002-09-18 2004-07-06 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for purging SOX from a NOX trap
FR2844782B1 (fr) * 2002-09-20 2005-06-24 Renault Sa Systeme d'alimentation en gaz d'une pile a combustible et procede de mise en oeuvre.
US6702991B1 (en) 2002-11-12 2004-03-09 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for reducing power consumption of a plasma fuel reformer
US6715452B1 (en) 2002-11-13 2004-04-06 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for shutting down a fuel reformer
US6903259B2 (en) * 2002-12-06 2005-06-07 Arvin Technologies, Inc. Thermoelectric device for use with fuel reformer and associated method
US20040139730A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-22 William Taylor Method and apparatus for directing exhaust gas and reductant fluid in an emission abatement system
US6843054B2 (en) * 2003-01-16 2005-01-18 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for removing NOx and soot from engine exhaust gas
US20040144030A1 (en) * 2003-01-23 2004-07-29 Smaling Rudolf M. Torch ignited partial oxidation fuel reformer and method of operating the same
WO2004070856A2 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 General Motors Corporation Fuel cell system with recuperative heat exchanger
US20040151958A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-05 Volker Formanski Fuel cell system with recuperative heat exchanger
US6851398B2 (en) * 2003-02-13 2005-02-08 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling a fuel reformer by use of existing vehicle control signals
US20040216378A1 (en) * 2003-04-29 2004-11-04 Smaling Rudolf M Plasma fuel reformer having a shaped catalytic substrate positioned in the reaction chamber thereof and method for operating the same
US7604883B2 (en) * 2003-07-17 2009-10-20 Chrysler Group Llc Thermal integration of pressurized fuel cell systems with an expander and a heat exchanger coupled to the fuel cell for receiving waste heat from the housing of the fuel cell
US7306868B2 (en) * 2003-10-02 2007-12-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Integrated fuel cell stack and catalytic combustor apparatus, assembly, and method of use
US7285247B2 (en) * 2003-10-24 2007-10-23 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and method for operating a fuel reformer so as to purge soot therefrom
US7244281B2 (en) * 2003-10-24 2007-07-17 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for trapping and purging soot from a fuel reformer
US8277997B2 (en) * 2004-07-29 2012-10-02 Idatech, Llc Shared variable-based fuel cell system control
US7842428B2 (en) 2004-05-28 2010-11-30 Idatech, Llc Consumption-based fuel cell monitoring and control
EP1786725A2 (de) * 2004-06-11 2007-05-23 Nuvera Fuel Cells, Inc. Brennstoffbetriebener wasserstoffgenerator
US7470293B2 (en) 2004-10-29 2008-12-30 Idatech, Llc Feedstock delivery systems, fuel processing systems, and hydrogen generation assemblies including the same
GB0504755D0 (en) 2005-03-08 2005-04-13 Rolls Royce Fuel Cell Systems A fuel processor for a fuel cell arrangement and a method of operating a fuel processor for a fuel cell arrangement
US7776280B2 (en) * 2005-05-10 2010-08-17 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for selective catalytic reduction of NOx
JP4555149B2 (ja) * 2005-05-23 2010-09-29 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及びその運転方法
US7632322B2 (en) 2005-06-07 2009-12-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US20060283176A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Method and apparatus for regenerating a NOx trap and a particulate trap
US7698887B2 (en) * 2005-06-17 2010-04-20 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for determining local emissions loading of emissions trap
US7601302B2 (en) 2005-09-16 2009-10-13 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
TWI328898B (en) 2005-09-16 2010-08-11 Idatech L L C Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US20070095053A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for emissions trap regeneration
US7824654B2 (en) * 2005-11-23 2010-11-02 Wilson Mahlon S Method and apparatus for generating hydrogen
JP5237829B2 (ja) 2006-01-23 2013-07-17 ブルーム エナジー コーポレーション モジュール式燃料電池システム
US7659022B2 (en) * 2006-08-14 2010-02-09 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US7887958B2 (en) 2006-05-15 2011-02-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel cell systems with load-responsive feedstock delivery systems
US7629067B2 (en) 2006-05-22 2009-12-08 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing systems and fuel cell systems with a liquid leak detection system
US7972420B2 (en) 2006-05-22 2011-07-05 Idatech, Llc Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US7939051B2 (en) 2006-05-23 2011-05-10 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
JP2008010187A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Toyota Motor Corp 筒形燃料電池およびその製造方法
US8241801B2 (en) 2006-08-14 2012-08-14 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US8920997B2 (en) 2007-07-26 2014-12-30 Bloom Energy Corporation Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
US8852820B2 (en) 2007-08-15 2014-10-07 Bloom Energy Corporation Fuel cell stack module shell with integrated heat exchanger
US8262752B2 (en) 2007-12-17 2012-09-11 Idatech, Llc Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates
WO2009105191A2 (en) 2008-02-19 2009-08-27 Bloom Energy Corporation Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
US8968958B2 (en) 2008-07-08 2015-03-03 Bloom Energy Corporation Voltage lead jumper connected fuel cell columns
US8440362B2 (en) 2010-09-24 2013-05-14 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
EP2661782B1 (de) 2011-01-06 2018-10-03 Bloom Energy Corporation Sofc-heizbehälter-komponenten
US9755263B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
WO2015061274A1 (en) 2013-10-23 2015-04-30 Bloom Energy Corporation Pre-reformer for selective reformation of higher hydrocarbons
CA2929680C (en) * 2013-11-06 2019-03-26 Watt Fuel Cell Corp. Liquid fuel cpox reformers and methods of cpox reforming
US9461320B2 (en) 2014-02-12 2016-10-04 Bloom Energy Corporation Structure and method for fuel cell system where multiple fuel cells and power electronics feed loads in parallel allowing for integrated electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
US10651496B2 (en) 2015-03-06 2020-05-12 Bloom Energy Corporation Modular pad for a fuel cell system
US10476093B2 (en) 2016-04-15 2019-11-12 Chung-Hsin Electric & Machinery Mfg. Corp. Membrane modules for hydrogen separation and fuel processors and fuel cell systems including the same
US11398634B2 (en) 2018-03-27 2022-07-26 Bloom Energy Corporation Solid oxide fuel cell system and method of operating the same using peak shaving gas
US11712655B2 (en) 2020-11-30 2023-08-01 H2 Powertech, Llc Membrane-based hydrogen purifiers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1517526A (en) * 1921-03-14 1924-12-02 Oscar L Barnebey Rapid-reaction furnace
US2246684A (en) * 1938-02-09 1941-06-24 Du Pont Catalytic converter
US3321333A (en) * 1962-07-11 1967-05-23 Leesona Corp Fuel cell system
CA1035298A (en) * 1973-12-13 1978-07-25 United Aircraft Corporation Catalytic cracking hydrogen generator
US4206032A (en) * 1978-03-17 1980-06-03 Rockwell International Corporation Hydrogenation of carbonaceous materials

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3537526A1 (de) * 1984-03-05 1992-01-23 Vickers Shipbuilding & Eng Stromerzeugungsanlage
DE3537527A1 (de) * 1984-03-05 1992-06-04 Vickers Shipbuilding & Eng Stromerzeugungsanlage
DE4329323A1 (de) * 1992-09-08 1994-03-10 Toshiba Kawasaki Kk Brennstoffzellenstromerzeugungssystem
US5434015A (en) * 1992-09-08 1995-07-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell power generation system
US5482790A (en) * 1992-09-08 1996-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell power generation system
DE4345319C2 (de) * 1992-09-08 1997-07-03 Toshiba Kawasaki Kk Brennstoffzellenstromerzeugungssystem
DE4438555C1 (de) * 1994-10-28 1996-03-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennstoffzellenanordnung mit Reformierungseinrichtung
DE19639150A1 (de) * 1996-09-24 1998-04-02 Daimler Benz Ag Zentrale Heizvorrichtung für ein Gaserzeugungssystem
DE19639150C2 (de) * 1996-09-24 1998-07-02 Daimler Benz Ag Zentrale Heizvorrichtung für ein Gaserzeugungssystem
US6187066B1 (en) 1996-09-24 2001-02-13 Daimlerchrysler Ag Central heating device for a gas-generating system
DE19720294C1 (de) * 1997-05-15 1998-12-10 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
EP0878442A1 (de) * 1997-05-15 1998-11-18 dbb fuel cell engines GmbH Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
US6428758B1 (en) 1997-05-15 2002-08-06 Xcellsis Gmbh Reformation reactor and operating method
DE19944540B4 (de) * 1999-09-17 2005-01-13 Daimlerchrysler Ag Reaktorsystem mit elektrischen Heizmitteln
US7025941B1 (en) 1999-09-17 2006-04-11 Daimlerchrysler Ag Reactor system with electric heating means
DE10025667B4 (de) * 2000-05-24 2005-04-14 Ballard Power Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Gaserzeugungsvorrichtung in einem Brennstoffzellensystem
US7135049B2 (en) 2000-05-24 2006-11-14 Nucellsys Gmbh Method for operating a gas generation device in a fuel cell system
DE10054840A1 (de) * 2000-11-04 2002-08-08 Xcellsis Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Starten eines Reaktors in einem Gaserzeugungssystem
US6740303B2 (en) 2001-02-02 2004-05-25 Ballard Power Systems Ag Gas generating system for a fuel cell system and method of operating a gas generating system
DE10217675A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Eberspaecher J Gmbh & Co Verdampferanordnung zur Erzeugung eines in einem Reformer zur Wasserstoffgewinnung zersetzbaren Kohlenwasserstoff/Luft-Gemisches und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verdampferanordnung
DE10343811B4 (de) * 2002-09-27 2007-04-19 General Motors Corp., Detroit Vorrichtung zum Zurückhalten von Nebenproduktverbindungen für einen in der brennstoffreichen Startphase betriebenen Brenner
US8790114B2 (en) 2002-09-27 2014-07-29 GM Global Technology Operations LLC Byproduct compound retention device for fuel rich start-up combustor

Also Published As

Publication number Publication date
GB8325522D0 (en) 1983-10-26
GB2132108A (en) 1984-07-04
GB2132108B (en) 1986-10-08
JPS59141406A (ja) 1984-08-14
US4473622A (en) 1984-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3345958A1 (de) Rasch startendes methanolreaktorsystem
EP0818840B1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme für Heizzwecke
EP0807321B1 (de) Brennstoffzellenmodul, bei dem zellenstapel, katalytische verbrennungseinrichtung und reformer in einem isolierenden schutzgehäuse zusammengefasst sind
EP3111499B1 (de) Brennstoffzellensystem
DE102016203792B4 (de) Brennstoffzellenmodul
DE3345956A1 (de) Brennstoffzellen-energiesystem mit oxidationsmittel- und brennstoffgas-umschaltung
DE10315255A1 (de) Brennstoffzellensystem und Brenneranordnung für ein Brennstoffzellensystem
DE10147618A1 (de) Brennstoffzellensystem mit einem Methanolaufspaltungsreaktor
DE10234263A1 (de) Verbundbrennstoffzellenanlage
DE102006003740B4 (de) Verfahren und System zum Betreiben einer Hochtemperaturbrennstoffzelle
DE102006046256A1 (de) Wasserstoffheizung
DE102017001564B4 (de) Verfahren zum Starten einer Brennstoffzellenanordnung und Brennstoffzellenanordnung
EP0361612B1 (de) Verfahren zum Erzeugen von Elektrizität
DE112005000041T5 (de) Brennstoffzellensystem
AT505940B1 (de) Hochtemperaturbrennstoffzellensystem mit abgasrückführung
EP1753061B1 (de) Verfahren zum Starten einer Brennstoffzellenanlage
AT407590B (de) Blockheizkraftwerk
EP1739777B1 (de) Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug
DE112009000652T5 (de) Reformiervorrichtung
DE202006008898U1 (de) Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug
DE10149014A1 (de) Hochtemperatur-Brennstoffzellen-System und Verfahren zu seinem Betreiben
EP1189298A1 (de) Anlage und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie
DE102009037145B4 (de) Hochtemperaturbrennstoffzellensystem mit einem Startbrenner
AT406718B (de) Blockheizkraftwerk
DE10132708A1 (de) Einrichtung zum Betrieb einer Brennstoffzelle

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: UNITED TECHNOLOGIES CORP. (EINE GES.N.D.GESETZEN D

8141 Disposal/no request for examination