发明名称 用于制造电力、化学原料及一经调控的热性媒体中至少一者之能源系统
摘要 一种能源系统系包括配置于一收集容器内之一转换器,此收集容器用于收集转换器产生的排气以依需要输送至一底层(bottoming)装置,譬如气体涡轮机总成。此底层装置系从转换器所产生的废热抽取能源而生成一种改良的效率能源系统,转换器可运作作为一种重整装置(譬如蒸汽重整装置),以及譬如天然气、煤油、甲烷、丙烷、汽油、或柴油燃料及其他化学物等碳氢化合物燃料之一部份氧化或一自热重整装置(autothermalreformer)。化学转换器亦可能运作作为一电化装置,当转换器运作作为一燃料电池时,可在供应氢气或一碳氢化合物燃料时产生电能。当作为一电解电池时,将消耗电能以制造化学馈送原料或储存用媒体,能源系统亦可包括或作为一热厂(thermal plant),藉以制造商业、工业或发电用途之加压过热蒸气、或一种热的热性流体或气体媒体。
申请公布号 TW535321 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW090126880 申请日期 2001.10.30
申请人 金坦公司 发明人 麦克 S 徐
分类号 H01M8/22 主分类号 H01M8/22
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用于制造电力、化学原料及一经调控的热性媒体中的至少一者之能源系统,其包含:一收集容器,一或多个转换器,其配置于该收集容器内,一热控制堆叠,其与该化学转换器呈热性导通并配置于该收集容器内,及一或多个感测器,其耦合至该收集容器以监测该系统的一参数,藉以确保适当的操作。2.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一电化转换器。3.如申请专利范围第2项之能源系统,其中该电化转换器系包含一固体氧化物燃料电池、一融熔碳酸盐燃料电池、一磷酸燃料电池、一硷性燃料电池及一质子交换薄膜燃料电池中之一者。4.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一化学转换器。5.如申请专利范围第4项之能源系统,其中该化学转换器包含一重整装置及一燃料电池中之一者。6.如申请专利范围第4项之能源系统,其中该化学转换器系包含一蒸汽重整装置、部份氧化重整装置、自热重整装置(autothermalreformer)及气动热重整装置(aerothermal reformer)中之一者。7.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一热转换器。8.如申请专利范围第7项之能源系统,其中该热转换器系包含一蒸汽产生器、蒸汽过热器、热流体加热器及气态媒体加热器中之一者。9.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含复数个转换器,该等转换器包括至少一个化学反应器、电化反应器及一个热转换器。10.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一UV感测器。11.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一IR感测器。12.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一气体感测器。13.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一氧感测器。14.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含复数个感测器,该等感测器系包括一气体感测器以及一UV感测器与一IR感测器中之至少一者。15.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器适于以最高达约1500℃的温度及最高达约1500磅每平方寸的压力进行操作。16.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一重整装置,该重整装置包括一载体,该载体上配置有一触媒材料将一燃料加以重整。17.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一燃料电池,该燃料电池包括一电解质,该电解质上配置有电极材料将一燃料电化转换成电力。18.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该热控制堆叠系适于操作作为一热源或一散热器。19.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一氧感测器,其用于感测该收集容器内所收集之排气中的氧。20.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一IR感测器,其用于感测该热控制堆叠的一热性条件。21.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该IR感测器系侦测操作作为燃烧器时该热控制堆叠中是否出现一火焰。22.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一UV感测器,其用于感测该热控制堆叠的一热性条件。23.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该UV感测器系侦测该热控制堆叠的热能。24.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器及该热控制堆叠中的至少一者系产生排气,且其中该收集容器适于收集该排气。25.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该收集容器进一步包含一入口,该入口用于导入一清洗气体。26.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含用以对于该收集容器的一室清洗一选定流体之构件。27.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该收集容器包含一外壳体及绝缘部,该外壳体形成一室,该绝缘部配置于该室内在该壳体与该绝缘部之间形成一隔离空隙,该系统进一步包含用以对于该室及该隔离空隙清洗一选定流体之构件。28.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器系操作作为一燃料电池及作为一重整板。29.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含一控制器,该控制器系耦合至该感测器及该输送构件以依据来自该感测器的一输出讯号来控制将该等反应物输送至该收集容器。30.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含输送构件,该输送构件用于将一反应物输送至该转换器及该热控制堆叠中的一者,该反应物系包括一重整剂、燃料反应物及氧化剂反应的中之至少一者。31.如申请专利范围第30项之能源系统,其中该重整剂包含水、氧、空气及CO2中之至少一者。32.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含输送构件,该输送构件系用于将反应物输送至该转换器或该热控制堆叠。33.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器及该热控制堆叠系产生排氧,并进一步包含用于将该排气输送至一底层装置之构件。34.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含与该收集容器呈流体式耦合之一气体涡轮机总成。35.如申请专利范围第34项之能源系统,其中该转换器及该热控制堆叠系产生排气,且该收集容器收集该排气,该排气形成该气体涡轮机总成之驱动气体。36.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该感测器包含一温度感测器。37.如申请专利范围第1项之能源系统,其进一步包含一混合器,该混合器用于在导入该转换器之前将一或多种反应物与一重整剂相混合。38.如申请专利范围第37项之能源系统,其中该混合器包含一壳体,该壳体中形成有复数个埠。39.如申请专利范围第38项之能源系统,其中该等埠适于在该壳体内之一混合区内混合该反应物及该重整剂以形成重整混合物。40.如申请专利范围第39项之能源系统,其中该混合物适于在该混合区内混合燃料及蒸汽,该混合器包括用于排放该重整混合物之一埠。41.如申请专利范围第40项之能源系统,其中一对的该等复数个埠系适于接收及排放一流体以形成与该混合区相邻之一冷却区,该流体与该反应物相分离且该重整剂形成该重整混合物。42.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一板型重整装置,该板型重整装置系用于在操作期间将一反应物重整为反应物种,该重整装置包括复数个触媒板,其与一或多个触媒材料相关联以促进重整,且复数个传导板由一热传导材料所构成,该等触媒板及该等传导板系交替式堆叠以形成一重整结构,该等传导板在平面中传导式传送热能以支持一重整程序。43.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整程序包括一或多个重整反应,该等重整反应包括两或更多种反应物种之间之一触媒辅助式化学反应以及单一物种之一触媒辅助式热解离。44.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构系包括:用于导入该反应物之至少一个轴向歧管,以及让该反应物种得以离开该重整结构之至少一个歧管。45.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构具有一外露的周边表面以与一外部环境交换热能。46.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构系包括:用于导入该反应物之至少一个轴向反应物歧管,以及用于从该重整结构的一周边部排放该反应物种之周边排气构件。47.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含:一热传导性气密壳体,该热传导性气密壳体配置于该堆叠状重整结构的周围以形成一周边轴向歧管,及用于让该反应物种进入该周边轴向歧管之构件,其中藉由该气密壳体攫取该反应物种。48.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含一热传导性气密壳体,该热传导性气密壳体具有用于以辐射、传导及对流中的一者与该外部环境及该传导板交换热能之构件。49.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构的一外表面系接触一气密壳体的一内表面,该气密壳体能够将热能传导式送到该等传导板。50.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含一圆柱形构造的气密包围件而得以进行加压的重整装置操作51.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该传导板包括用于在该传导板的平面中提供一大致等温条件之构件。52.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构包括用于导入该反应物之至少一个轴向歧管,且其中该等传导板包括一体成型并延伸入该轴向反应物歧管内将一进入的反应物预热之延伸构件。53.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该传导板及该触媒板中的至少一者包括一平面中表面,该平面中表面具有用于让该反应物在该板的表面上流动之通道构件。54.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含:一轴向歧管,其形成于该重整结构内,通道构件,其形成于该传导板与该触媒板之间,及用于在该传导板与该触媒板之间经由该通道构件产生一反应物流压降之构件,该反应物流压降系显着大于该轴向歧管内的反应物流压降。55.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含一通道,该通道形成于该等触媒与传导板之间让一进入的反应物在一个该等板的一表面上方通过,该通道维持一大致均匀的压降以沿着该重整结构的一轴线提供一大致均匀的反应物流。56.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含用于沿着该重整结构的一轴线产生一大致均匀的温度条件之构件。57.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒板系由一种多孔触媒材料所构成,该多孔材料系形成通道构件以让一进入的反应物通过至少一部份的该板。58.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该热传导板系由一种多孔传导性材料所构成,该多孔材料系形成通道构件以让一进入的反应物通过该板。59.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该传导板系由一譬如碳化矽等非金属及一复合材料中之至少一者所组成。60.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该传导板系由譬如铝、铜、铁、钢合金、镍、镍合金、铬、铬合金、铂及铂合金等至少一种金属所组成。61.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒板由具有该触媒材料涂层之一陶瓷支撑板所组成。62.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒板由具有该触媒材料涂层之一金属支撑板所组成。63.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒材料系选自下列各物所组成之群组:铂、钯、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铬、氧化铬、钴、氧化钴、铜、氧化铜、锌、氧化锌、钼、氧化钼、以及其他适当的过渡金属及其氧化物。64.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒板由铂、镍、氧化镍、铬及氧化铬中之至少一者所组成。65.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该反应物系包括一碳氢化合物物种以及O2.H2O及CO2中之至少一者。66.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该反应物包括以下至少一者:烷烃(石蜡碳氢化合物),与醇结合之碳氢化合物(羟基),其羧基结合之碳氢化合物,其羰基结合之碳氢化合物,烯(烯烃碳氢化合物),与醚结合之碳氢化合物,与酯结合之碳氢化合物,与胺结合之碳氢化合物,与芳香族衍生物结合之碳氢化合物,及与另一有机衍生物结合之碳氢化合物。67.如申请专利范围第42项之能源系统,其进一步包含用于将离开该重整装置的反应物种耦合至一外部燃料电池之构件。68.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该碳氢化合物燃料及H2O及CO2中的至少一者系进行一吸热性触媒重整以产生H2.CO、H2O及CO2,藉由一外部燃料电池所产生的能源来供应放热性重整的能源需求,藉由该传导板从燃料电池经由平面中的热传导来传送该能源。69.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该碳氢化合物燃料及O2系进行触媒性燃烧及重整以产生H2.CO、H2O及CO2,一外部燃料电池之一放热性燃烧及一放热性反应中的至少一者系经由该传导板的平面中的热传导来补充该吸热性重整之能源需求。70.如申请专利范围第65项之能源系统,其中该碳氢化合物燃料及O2在出现蒸汽的情形下进行触媒性燃烧并重整以产生H2.CO、H2O及CO2。71.如申请专利范围第65或66项之能源系统,其中该CO或H2O进行位移反应以形成CO2及H2。72.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构大致呈圆柱形。73.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构为圆柱形,且该触媒板及该传导板中的至少一者具有约1寸至约20寸之间的直径并具有约0.002寸至约0.2寸之间的厚度。74.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构大致呈长方形,并经由附接至该重整结构侧边的歧管导入及排出该等反应物。75.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一重整装置以在操作期间将一反应物重整为反应物种,该重整装置包括:一多孔及热传导材料,其与一或多种触媒材料相散杂以形成一重整结构,该热传导材料系传送热能以支持该重整程序。76.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一板型重整装置以在操作期间将一反应物重整为反应物种,该重整装置包括:复数个板,其由与一或多种触媒材料相散杂之一热传导材料所组成藉以促进该重整程序,该等板堆叠在一起以形成一重整结构,该等板在该等板的平面中传导式传送热能以支持该重整程序。77.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构包括用于导入该反应物之至少一个轴向歧管、以及让该反应物种离开该重整结构之至少一个歧管。78.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构具有一外露的周边表面以与一外部环境交换热能。79.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构包括用于导入该反应物之至少一个轴向反应物歧管、以及用于从该重整结构的一周边部排出该反应物种之周边排气构件。80.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含:一热传导性气密壳体,其配置于该重整结构周围以形成一周边轴向歧管,及用于让该反应物种进入该周边轴向歧管之构件,其中藉由该气密壳体攫取该反应物种。81.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含一热传导性气密壳体,该气密壳体具有藉由辐射、传导及对流中的一者与该外部环境及该重整结构交换热能之构件。82.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构的一外表面系接触一气密壳体的一内表面,该气密壳体能够将热能传导式送到该重整结构。83.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含一圆柱形构造的气密包围件,故得以进行加压的重整装置操作。84.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构系包括经由该重整结构提供一大致等温条件之构件。85.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构系包括用于导入一反应物之至少一个轴向反应物歧管,且其中该重整结构系包括与该轴向反应物歧管一体成型并延伸入该轴向反应物歧管内预热该反应物之延伸构件。86.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重叠结构系包括让一反应物流过该结构之通道构件。87.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含:一轴向歧管,其形成于该重整结构内,反应物通道构件,其可让一反应物在该重整结构的平面中流动,及用于通过该通道构件产生一反应物流压降之构件,该反应物流压降系显着大于该轴向歧管内之反应物流压降。88.如申请专利范围第86项之能源系统,其中该通道构件维持一大致均匀的压降,以沿着该重整结构的一轴线提供一大致均匀的反应物流。89.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含用于沿着该重整结构的一轴线产生一大致均匀的温度条件之构件。90.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该传导材料由一譬如碳化矽等非金属以及一复合材料中之至少一者所组成。91.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该传导材料系由譬如铝、铜、铁、钢合金、镍、镍合金、铬、铬合金、铂、铂合金及其他耐火金属中之至少一种金属所组成。92.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该触媒材料系选自下列各物所组成之群组:铂、钯、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铬、氧化铬、钴、氧化钴、铜、氧化铜、锌、氧化锌、钼、氧化钼、及其他过渡金属与其氧化物。93.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该反应物系包括一碳氢化合物物种以及O2.H2O及CO2中之至少一者。94.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其进一步包含用于将离开该重整装置的反应物种耦合至一外部燃料电池之构件。95.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该反应物系包括一碳氢化合物燃料及H2O及CO2中的至少一者,且其进行触媒重整以产生H2.CO、H2O及CO2,且其中系以一外部燃料电池的一放热性反应经由该热传导材料来补充该重整结构的吸热性重整反应之能源需求。96.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该反应物系包括一碳氢化合物燃料及O2,其进行触媒性燃烧及重整以产生H2.CO、H2O及CO2,且一外部燃料电池之一放热性燃烧与一放热性反应中的至少一者系经由该热传导材料来补充该重整结构的吸热性重整反应之能源需求。97.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该反应物系包括一碳氢化合物燃料及O2,其在出现H2O的情形下进行触媒性燃烧并重整以产生H2.CO、H2O及CO2。98.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构大致呈圆柱形。99.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构为圆柱形并具有约1寸至约20寸之间的直径。100.如申请专利范围第75或76项之能源系统,其中该重整结构大致呈长方形,并经由附接至该重整结构侧边的歧管导入及排出该等反应物。101.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该热控制堆叠适于氧化一种碳氢化合物以产生热能,该热控制堆叠包含:复数个传导板及复数个触媒板,该等复数个传导板系由一热传导材料所构或,该等复数个触媒板系具有一或多种氧化触媒材料,该等触媒板及该等传导板呈交替状堆叠以形成一燃烧器结构;其中该触媒板的触媒材料系促进该碳氢化合物燃料的氧化以形成一生成物种;及其中该等传导板能够藉由辐射、传导及对流中的一者将该氧化程序期间产生的热能传送至该周围的媒体。102.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠具有一外露的周边表面以与一外部环境交换热能。103.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠系包括:用于导入该反应物之至少一个轴向反应物歧管,以及用于从该堆叠结构的一周边部排放该反应物种之周边排气构件。104.如申请专利范围第101项之能源系统,其进一步包含:位于该热控制堆叠的周围之一热传导性壳体,并具有藉由辐射、传导及对流中的一者与该外部环境及该传导板交换热能之构件。105.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠的一外表面系接触位于该热控制堆叠周围之一热传导性壳体的一内表面,该壳体在操作期间从该等传导板传导式传送热能。106.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该传导板包括用于在该传导板的平面中提供一大致等温条件之构件。107.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠包括用于导入该反应物之至少一个轴向反应物歧管,且其中该等传导板包括一体成型并延伸入该轴向反应物歧管内预热该碳氢化合的燃料之延伸构件。108.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该传导板及该触媒板中的至少一者之一平面中表面系包括让该碳氢化合物燃料在该板的表面上流动之通道构件。109.如申请专利范围第101项之能源系统,其进一步包含:一轴向歧管,其形成于该热控制堆叠内,通道构件,其形成于该传导板与该触媒板中的一者之一平面中表面内以让该燃料通过该板的表面上方,及用于经由该通道构件产生一反应物流压降之构件,该反应物流压降系显着大于该轴向歧管内的反应物流压降。110.如申请专利范围第108项之能源系统,其中该通道构件维持一大致均匀的压降以沿着该热控制堆叠的一轴线提供一大致均匀的反应物流。111.如申请专利范围第101项之能源系统,其进一步包含用于沿着该热控制堆叠的一外表面产生一大致均匀的温度条件之构件。112.如申请专利范围第108项之能源系统,其中该触媒板由一种多孔触媒材料所构或,该多孔材料形成该通道构件并让该反应物通过该板。113.如申请专利范围第108项之能源系统,其中该热传导板系由一种多孔传导性材料所构成,该多孔材料形成该通道构件并让该反应物通过该板。114.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该传导板由碳化矽所组成。115.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该传导板由至少一种耐火金属所组成。116.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该触媒板由涂有该触媒材料之一陶瓷支撑板所组成。117.如申请专利范围第116项之能源系统,其中该触媒材料系选自包括下列至少一者之群组:铂、镍、氧化镍、铬及氧化铬。118.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该触线板由铂、镍、氧化镍、铬及氧化铬中之至少一者所组成。119.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该碳氢化合物燃料在导往或导入该轴向歧管之前系与一氧化剂反应物预先混合。120.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠大致呈圆柱形。121.如申请专利范围第101项之能源系统,其中该热控制堆叠为圆柱形,且该触媒板及该传导板中的至少一者具有约1寸至约20寸之间的直径并具有约0.002寸至约0.2寸之间的厚度。122.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该热控制堆叠包含:一多孔及热传导材料,其与一或多种触媒材料相错杂以形成一燃烧器结构,其中该触媒材料系促进该碳氢化合物燃料的氧化以形成一生成物种,及其中该传导材料系能够藉由辐射、传导与对流中之一者将该氧化程序期间产生的热能传送至该周围媒体。123.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该热控制堆叠包含:复数个板,其由与一或多种触媒材料相散杂之一热传导材料所组成,该等板堆叠在一起以形成一燃烧器结构,其中该触媒材料系促进该碳氢化合物燃料的氧化以形成一生成物种,及其中该传导材料藉由辐射、传导与对流中的一者将该氧化程序期间产生的热能传送至该周围媒体。124.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一板型电化转换器,该电化转换器具有:复数个气密电解质板,其在两侧上配置有反应性材料,该等板具有一燃料流侧且在其上配置有选自下列至少一者所组成之群组:一燃烧触媒、一重整触媒、一位移触媒及一燃料电极材料,该等板具有一氧化物流,其上配置有选自一氧化物电极材料所组成之群组之该反应性材料,复数个气密传导板,其由一热传导材料所构成;该等电解质板及该等传导线系交替式堆叠在一起以形成一堆叠状板总成,及内部重整构件,其用于预热及重整位于该堆叠状板总成内部的电解质板的燃料流侧上之一碳氢化合物燃料,藉由能够从该堆叠状板总成之一燃料电池反应部传导式传送热能之该等传导板来辅助该重整反应。125.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该电解质板进行一电解质离子性传送功能,譬如传送氧离子。126.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该转换器进行化学转变及制造同时消耗氧以产生电力。127.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该传导板的一侧系面对该燃料流侧,该燃料流侧上系配置有该燃烧触媒、该重整触媒与该位移触媒中的至少一者。128.如申请专利范围第124项之能源系统,其中可将该燃烧触媒、该重整触媒与该位移触媒中的至少一者施加至一流动调整元件上,该流动调整元件位于该电解质板与该传导板之间。129.如申请专利范围第124项之能源系统,其进一步包含形成于该堆叠状板总成中之复数个轴向歧管,至少一个该歧管适于接收一碳氢化合物燃料反应物以让该燃料在该电解质板的一表面上流动并在该等板的外边缘上离开;且至少另一个该歧管系适于接收一氧化剂反应物并让该氧化剂在该电解质板的另一侧上流动并在该等板的外边缘上离开。130.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该堆叠状板总成具有一种长方形构造,该长方形构造的一边缘适于接收一碳氢化合物燃料反应物,该反应物流入该等电解质板的一表面上方的空间内并从一相对的板边缘离开;且该第三板边缘适于接收一氧化剂反应物,该氧化剂反应物系流入该电解质板的另一表面上方之一空间内并从一第四板边缘离开。131.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该等传导板包括用于调节该堆叠状板总成的平面中温度分布之构件,以达成一大致平面中的等温条件。132.如申请专利范围第129项之能源系统,其中该等歧管系提供用于调节沿着该堆叠状总成的轴线进入该等板之间的空间内之均匀流动分布之构件,以提供一轴向等温条件。133.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该传导板的热传导材料系由至少一种包括碳化矽等非金属所组成。134.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该热传导板系由镍、镍合金、铬、铬合金、铂及铂合金中之至少一者所组成。135.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该热传导板系由铝、铜、铁及钢合金中的至少一者所组成。136.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该燃料电极系由镍、含镍化合物、铬及含铬化合物中的至少一者所组成。137.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该燃烧触媒系由铂、含铂化合物、镍及含镍化合物中的至少一者所组成。138.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该重整触媒系由镍、含镍化合物、铬及含铬化合物中的至少一者所组成。139.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该重整触媒系由铂、钯、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铬、氧化铬、钴、氧化钴、铜、氧化铜、锌、氧化锌、钼、氧化钼的至少一者所组成。140.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该部份氧化系发生于该电解质板与该传导板中的至少一者的表面上所形成之该燃烧触媒上方。141.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该内部重整反应系发生于该电解质板与该传导板中的至少一者的表面上之重整触媒上方。142.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该燃料电池反应系发生于该电解质板的两表面上之电极材料上方。143.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该重整触媒及该燃料电极材料系在该电解质板表面上方相互混合,以在操作期间大致同时地重叠该燃料并产生电化反应。144.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该等燃烧触媒、重整触媒及该燃料电极材料系在该电解质板表面上方相互混合,以大致同时地引发一燃料反应物的之部份氧化与重整以及一电化反应。145.如申请专利范围第124项之能源系统,其中一种导入该转换器之碳氢化合物燃料系在出现H2O与该燃料的情形下触媒性重整以形成H2及CO,该经重整的燃料系进行一燃料电池反应以形成一含有H2O及CO2的排气物种;其中得自该放热性燃料电池反应之热量系在平面中传导式送到该等传导板以支持该吸热性重整反应。146.如申请专利范围第124项之能源系统,其中一种导入该转换器之碳氢化合物燃料系与O2部份地触媒性燃烧以产生H2及CO,该经部份燃烧的燃料系进行一放热性燃料电池反应以形成一含有H2O及CO2的排气物种,其中该放热性燃料电池反应产生之热量系在平面中传导式送到该等传导板以提供足以支持该温和的放热性部份氧化重整反应之一温度。147.如申请专利范围第124项之能源系统,其中一种导入该转换器之碳氢化合物燃料系在出现H2O情形下与O2部份地触媒性燃烧以产生H2及CO,该经部份燃烧的燃料系进行一放热性燃料电池反应以形成一含有H2O及CO2的排气物种,其中该放热性燃料电池反应产生之热量系在平面中传导式送到该等传导板以提供足以支持该温和的放热性部份氧化重整反应之一温度。148.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该反应物包括以下至少一者:烷烃(石蜡碳氢化合物),与醇结合之碳氢化合物(羟基),与羧基结合之碳氢化合物,与羰基结合之碳氢化合物,烯(烯烃碳氢化合物),与醚结合之碳氢化合物,与酯结合之碳氢化合物,与胺结合之碳氢化合物,与芳香族衍生的结合之碳氢化合物,及与另一有机衍生物结合之碳氢化合物。149.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该转换器系为选自下列各物所组成之群组之一燃料电池:固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、硷性燃料电池、质子交换薄膜燃料电池及磷酸燃料电池。150.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该电解质板系由一氧化锆基材料、一氧化铈基材料、一铋基氧化物、棓酸镧、熔融碳酸盐或任何上述材料的一复合物中之一者所组成。151.如申请专利范围第124项之能源系统,其进一步包含配置于一个该歧管内之反应物加热构件,藉以加热通过该歧管之至少一种该反应物的至少一部份。152.如申请专利范围第151项之能源系统,其中该反应物加热构件系包含突入至少一个该歧管中之该传导板的一热传导性且一体成型的延伸表面。153.如申请专利范围第152项之能源系统,其中该燃料电池反应系产生废热而将该等反应物约加热至该操作温度,藉由该导线板及该延伸表面将该废热传导式送到该等反应物。154.如申请专利范围第124项之能源系统,其进一步包含周边排气构件以从该堆叠状板总成的一周边部排放该经重整的燃料。155.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该传导板与该电解质板中的至少一个系包括一反应物通道,让该反应物在该等板表面上方从该轴向反应物歧管通过。156.如申请专利范围第155项之能源系统,其中该反应物通道系包括用于在该等板的至少一表面上方维持一大致均匀的压降之构件,以在该等板表面上方提供一大致均匀的反应物流。157.如申请专利范围第155项之能源系统,其中该电解质板的反应性涂层为多孔状,该多孔涂层系形成该反应物通道。158.如申请专利范围第124项之能源系统,其进一步包含用于经过该传导板与该相对的电解质板之间所形成的一空间产生一反应物流压降之构件,该反应物流压降系显着大于该轴向歧管内之反应物流压降。159.如申请专利范围第124项之能源系统,其进一步包含用于经过该等堆叠的板产生一大致均匀的径向反应物流分布之构件。160.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该堆叠状板总成为圆柱形,并且该电解质板与该传导板中的至少一者具有约1寸至约20寸之间的直径且具有约0.002寸至约0.2寸之间的厚度。161.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该等传导板系在该平面中方向从该板的一端点区域将热量传导至另一端点区域。162.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该触媒板包含沿着该板的一表面相隔之复数个区以实行选定的反应,该等区包括一燃烧区、一重整区及一电化区。163.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该传导板在该触媒及该传导板的平面中形成一接近等温的条件。164.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构在一定向中沿着一轴线延伸,且其中该重整结构包括用于导入该反应物之至少一个轴向歧管。165.如申请专利范围第42项之能源系统,其中该重整结构包含一周边排气构件,藉以从该重整结构的一周边部排出该反应物种。166.如申请专利范围第124项之能源系统,其中该转换器适于从一远端电源接收电力,该电力在该转换器内引发一电化反应,该电化反应适于将该等进入的反应物中所含的选定污染物还原成无害的物种。167.如申请专利范围第166项之能源系统,其中该触媒性转换器进一步包括接收含有包括NOx与碳氢化合物种等选定污染物的排气之构件,该触媒性转换器包括用于将该等NOx与碳氢化合物种还原为包括N2.O2与CO2中的一者等无害物种之构件。168.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器包含一板型触媒性转换器,其具有:复数个气密转换器板,其已在一第一碳氢化合物气体侧上配置一反应性材料,该反应性材料由一转换器触媒与一第一电极材料中的一者所组成;并在一第二缓冲气体侧上配置有由一第二电极材料所组成之一反应性材料;复数个气密传导板,其由一热传导材料所构成;该等转换器板及该等传导板系交替状堆叠在一起以形成一转换器总成;用于将一碳氢化合物气体导入该转换器板的碳氢化合物气体侧并将一缓冲气体导入该转换器板的第二缓冲气体侧之构件;用于从一远端电源接收电力之构件;及用于将该碳氢化合物气体转换成无害物种之构件。169.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该等传导板系包括用于达成该等传导板的平面中的一大致等温条件之构件。170.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器板系由一大致气密性的电解质材料所构成。171.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器板系为一气密离子性导体。172.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器板之至少一侧的电极涂层系包括镍或一含镍化合物。173.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器之至少一侧的电极涂层系包括铂。174.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器之至少一侧的电极涂层系包括钯。175.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该转换器所接收的电力系引发一电化反应,该电化反应将该碳氢化合物气体内的选定污染物还原成该等无害的物种。176.如申请专利范围第168项之能源系统,其中该总成系接收含有包括Nox与碳氢化合物种中的至少一者之选定污染物之排气,该触媒性转换器进一步包括用于将该等NOx与碳氢化合物种还原成无害物种之构件。177.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器或该热控制堆叠系包含一板堆叠并在该等板中设有轴向歧管,该系统进一步包含一束杆总成以将该板堆叠夹固在一起。178.如申请专利范围第177项之能源系统,其中该束杆总成系包含轴向安装在该歧管内或该堆叠外之至少一个束杆,以及安装在该堆叠的相对端点上之一对的支撑板。179.如申请专利范围第178项之能源系统,其中该束杆延伸而抵达一低温区域,在该低温区域中施加一弹簧负载以提供该夹固力量。180.如申请专利范围第178项之能源系统,其中该转换器包含一燃料电池堆叠,且该束杆系操作作为一电连接杆。181.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器或该热控制堆叠系包含一圆柱形构造的气密壳体以围绕该转换器或堆叠而得以进行加压操作。182.如申请专利范围第1项之能源系统,其中该转换器及该热控制堆叠系呈现一正方形或六角形图案相错杂状定位。183.一种用于制造电力、化学原料及一经调控的热性媒体中的至少一者之能源系统,其包含:一收集容器,一或多个转换器,其配置于该收集容器内,一热控制堆叠,其与该化学转换器呈热性导通并配置于该收集容器内,及一混合器,其用于在导入该转换器之前将一或多种反应物具一重整剂相混合。184.如申请专利范围第183项之能源系统,其中该混合器包含一壳体,该壳体中形成有复数个埠。185.如申请专利范围第184项之能源系统,其中该等埠适于将该反应物及该重整剂在该壳体中之一混合区内相混合以形成重整混合物。186.如申请专利范围第185项之能源系统,其中该混合器适于在该混合区内混合燃料及蒸汽,该混合器包括用于排出该重整混合物之一埠。187.如申请专利范围第186项之能源系统,其中一对的该等复数个埠系适于接收并排出一流体以形成与该混合区相邻之一冷却区,该流体与该反应物分离且该重整剂形成该重整混合物。图式简单说明:图1为一种多功能能源系统之一项实施例的示意方块图,其中将一重整装置、燃料电池及热控制堆叠安装在一收集容器内并采用复数个感侧器来确保系统使用期间的操作安全性;图2为根据本发明的原理使用于一化学转换器中之一种重整装置的一项实施例之剖视图;图3A至3C为图2之重整装置的触媒及重整板的各种实施例之剖视图;图4为根据本发明的原理具有内部重整之一已组装的燃料电池转换器之等角图;图5为一种燃料电池转换器的电解质组件及导线组件之较详细等角图;图6为贯穿设有各种处理带之电解质及导线组件之剖视组装图;图7示意显示图2的重整装置之导线板,其在吸热性重整带、放热性燃烧带及放热性燃料电池带之间提供热传功能,藉以造成等温性的平面中温度;图8为图1的热控制堆叠之另一实施例的剖视图;图9为采用复数个板之热控制堆叠的另一实施例之剖视图;图10为图1的热控制堆叠之另一实施例的剖端视图;图11为图10的热控制堆叠之剖视图;图12A-12E为本发明之能源系统的组件之各种配置的示意图;图13为根据本发明的原理之图1的能源系统之一收集容器的部份剖视平面图;图14为本发明之能源系统的另一实施例之示意图;图15为根据本发明的原理适合在导入图1的重整装置之前将一重整剂与燃料相混合之一种混合器的示意图;图16为一种能源系统的一项实施例之示意方块图,其中将一燃料处理器、重整装置及热控制堆叠安装在一收集容器内并采用复数个感测器来确保系统使用期间的操作安全性;图17为不具有底层热厂之图1及16的能源系统之示意方块图。
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