Un módulo reformador.

Un módulo reformador (10) que comprende un miembro de soporte hueco (12) que tiene al menos un pasaje (14) quese extiende longitudinalmente a través de este,

medios para suministrar un combustible hacia al menos un pasaje, elmiembro de soporte hueco (14) que tiene una superficie externa (20), caracterizado porque una capa de catalizador dereformado (24) se dispone sobre al menos una porción de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12)y una capa de sellado hermético al gas (26) se dispone sobre la capa de catalizador (24) y la superficie externa (20) delmiembro de soporte hueco (12) distinta de al menos una porción de la superficie externa (20) del miembro de soportehueco (12).

Un módulo reformador

La presente invención se relaciona con un módulo reformador para un sistema de celdas de combustible y en particular con un reformador para un sistema de celdas de combustible de óxido sólido.

El reformado con vapor de metano es una reacción altamente endotérmica y resulta en una refrigeración localizada en la unidad reformadora.

A las temperaturas usadas para el reformado con vapor en una celda de combustible de óxido sólido, las cinéticas de la reacción de reformado con vapor son extremadamente rápidas. Un problema con el reformado con vapor interno indirecto en una celda de combustible de óxido sólido es el desajuste entre la actividad del catalizador de reformado con vapor y el calor disponible proveniente de las celdas de combustible de óxido sólido. Como resultado se puede producir un gradiente de temperatura elevado a lo largo de la longitud de la unidad reformadora.

Este problema se puede reducir usando sólo una pequeña fracción de la actividad disponible en el catalizador. Prácticamente esto se puede lograr proporcionando una distribución no uniforme del catalizador o proporcionando una barrera contra la difusión sobre la superficie del catalizador. Tradicionalmente una capa de catalizador se proporciona sobre la superficie exterior de una pastilla y una capa de barrera se proporciona sobre la capa de catalizador o una capa de lechada de catalizador se proporciona sobre la superficie interior de un soporte hueco y una capa de barrera se proporciona sobre la capa de catalizador. En ambos casos, la aplicación de una capa de catalizador o de barrera es extremadamente difícil debido a la naturaleza irregular de la superficie de la pastilla y el soporte hueco y en el caso del soporte hueco es extremadamente difícil recubrir la superficie interior del soporte hueco. Además, la distribución no uniforme de la capa de catalizador también es extremadamente difícil en estos dos casos.

En consecuencia, la presente invención pretende proporcionar un módulo reformador novedoso, el cual reduce, preferiblemente supera, los problemas mencionados anteriormente.

En consecuencia, la presente invención proporciona un módulo reformador que comprende un miembro de soporte hueco que tiene al menos un pasaje que se extiende longitudinalmente a través de este, medios para suministrar un combustible hacia al menos un pasaje, el miembro de soporte hueco que tiene una superficie externa, una capa de catalizador de reformado dispuesta sobre al menos una porción de la superficie externa del miembro de soporte hueco y una capa de sellado hermético al gas dispuesta sobre la capa de catalizador y la superficie externa del miembro de soporte hueco distinta de al menos una porción de la superficie externa del miembro de soporte hueco.

Preferiblemente, una capa de barrera se dispone sobre al menos una porción de la superficie externa del miembro de soporte hueco y la capa de catalizador se dispone sobre la capa de barrera.

Preferiblemente, la capa de barrera se dispone sustancialmente sobre la totalidad de la superficie externa del miembro de soporte hueco.

Preferiblemente, una capa de catalizador se dispone sobre la capa de barrera en cada una de una pluralidad de regiones de la superficie externa del miembro de soporte hueco, la capa de sellado se dispone sobre la capa de catalizador en cada una de las regiones de la superficie externa del miembro de soporte hueco que tiene una capa de catalizador y sobre la capa de barrera y el miembro de soporte hueco en las regiones de la superficie externa del miembro de soporte hueco distintas de la pluralidad de regiones.

Las capas de catalizador en la pluralidad de regiones se pueden separar longitudinalmente del miembro de soporte hueco. Las capas de catalizador en las regiones pueden tener diferentes áreas. Las capas de catalizador en la pluralidad de regiones pueden aumentar en área longitudinalmente desde un primer extremo hasta un segundo extremo del miembro de soporte hueco.

Alternativamente, la capa de catalizador se puede disponer sustancialmente sobre la totalidad de la capa de barrera, la capa de barrera tiene un espesor diferente en las diferentes regiones. La capa de barrera puede disminuir en espesor desde un primer extremo hasta un segundo extremo del miembro de soporte hueco.

Alternativamente, la capa de barrera puede tener aberturas pasantes y el área total de la sección transversal de las aberturas en la capa de barrera es diferente en las diferentes regiones. El área total de la sección transversal de las aberturas en la capa de barrera en las diferentes regiones puede aumentar desde un primer extremo hasta un segundo extremo del miembro de soporte hueco. Las dimensiones de las aberturas pueden aumentar y/o el número de aberturas puede aumentar.

Alternativamente, la capa de catalizador tiene una actividad diferente en las diferentes regiones. Las capas de catalizador en las diferentes regiones pueden aumentar en actividad desde un primer extremo hasta un segundo extremo del miembro de soporte hueco.

Preferiblemente, el primer extremo es una entrada para un combustible de hidrocarburos que se va a reformar y el segundo extremo es una salida para un combustible reformado.

Preferiblemente, el miembro de soporte hueco comprende una pluralidad de pasajes que se extienden longitudinalmente.

Preferiblemente, el miembro de soporte hueco es poroso.

Alternativamente, el miembro de soporte hueco es no poroso y tiene una pluralidad de aberturas que se extienden a través de este.

El área total de la sección transversal de las aberturas en el miembro de soporte hueco no poroso puede ser diferente en las diferentes regiones.

El área total de la sección transversal de las aberturas en el miembro de soporte hueco no poroso en las diferentes regiones puede aumentar desde un primer extremo hasta un segundo extremo del miembro de soporte hueco. Las dimensiones de las aberturas pueden aumentar y/o el número de aberturas puede aumentar.

La presente invención se describe más completamente a modo de ejemplo con referencia a las figuras acompañantes en las que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un módulo reformador de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es una vista en sección transversal ampliada transversalmente a través del módulo reformador mostrado en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal ampliada longitudinalmente a través del módulo reformador mostrado en la Figura 1.

La Figura 4 es una vista en planta de la capa de catalizador de un módulo reformador de acuerdo con la presente invención.

La Figura 5 es una vista en sección transversal longitudinal a través del módulo reformador mostrado en la Figura 4.

La Figura 6 es una vista alternativa en sección transversal ampliada transversalmente a través del módulo reformador mostrado en la Figura 1.

La Figura 7 es una vista adicional alternativa en sección transversal ampliada transversalmente a través del módulo reformador mostrado en la Figura 1.

La Figura 8 es otra vista alternativa en sección transversal ampliada transversalmente a través del módulo reformador mostrado en la Figura 1.

Un módulo reformador 10, como se muestra en las Figuras 1, 2 y 3 comprende un miembro de soporte hueco poroso 12 que tiene una pluralidad de pasajes 14 que se extienden longitudinalmente a través de este desde un primer extremo 16 hasta un segundo extremo 18. El miembro de soporte hueco poroso 12 tiene una superficie externa 20 y una capa de barrera porosa 22 se dispone sustancialmente sobre la totalidad de la superficie externa 20 del miembro de soporte hueco poroso 12. Una capa de catalizador 24 se dispone sustancialmente sobre la totalidad de la capa de barrera porosa 22 y una capa de sellado 26 se dispone sobre la capa de catalizador 24, sobre cualquier parte de la capa de barrera porosa 22 no cubierta por la capa de catalizador 24 y la superficie externa 20 del miembro de soporte hueco poroso 12 distinta de la porción cubierta por la capa de barrera porosa 22.

Se debe observar que el miembro de soporte hueco poroso 12 tiene dos superficies externas paralelas sustancialmente planas 20A y 20B y que la capa de barrera porosa 22, la capa de catalizador 24 y capa de sellado 26 se aplican en ambas superficies externas 20A y 20B.

La capa de barrera porosa 22 es una capa de barrera contra la difusión para controlar la velocidad de difusión del combustible de hidrocarburos desde los pasajes 14 hacia la capa de catalizador 24. El miembro de soporte hueco poroso 12 comprende, por ejemplo, espinela de aluminato de magnesio, circonia estabilizada con itria, carburo de silicio u... [Seguir leyendo]

1. Un módulo reformador (10) que comprende un miembro de soporte hueco (12) que tiene al menos un pasaje (14) que se extiende longitudinalmente a través de este, medios para suministrar un combustible hacia al menos un pasaje, el miembro de soporte hueco (14) que tiene una superficie externa (20) , caracterizado porque una capa de catalizador de reformado (24) se dispone sobre al menos una porción de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) y una capa de sellado hermético al gas (26) se dispone sobre la capa de catalizador (24) y la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) distinta de al menos una porción de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) .

2. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 1 donde una capa de barrera (22) se dispone sobre al menos una porción de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) y la capa de catalizador (24) se dispone sobre la capa de barrera (22) .

3. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 2 donde una capa de barrera (22) se dispone sustancialmente sobre la totalidad de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) .

4. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 3 donde una capa de catalizador (24) se dispone sobre la capa de barrera (22) en cada una de una pluralidad de regiones de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) , la capa de sellado (26) se dispone sobre la capa de catalizador (24) en cada una de las regiones de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) que tiene una capa de catalizador (24) y sobre la capa de barrera (22) y el miembro de soporte hueco (12) en las regiones de la superficie externa (20) del miembro de soporte hueco (12) distintas de la pluralidad de regiones.

5. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 4 donde las capas de catalizador (24) en la pluralidad de regiones se separan longitudinalmente del miembro de soporte hueco (12) .

6. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 4 o la reivindicación 5 donde las capas de catalizador

(24) en las regiones tienen diferentes áreas.

7. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 6 donde las capas de catalizador (24) en la pluralidad de regiones aumentan en área longitudinalmente desde un primer extremo (16) hasta un segundo extremo (18) del miembro de soporte hueco (12) .

8. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 7 donde la capa de catalizador (24) se dispone sobre sustancialmente la totalidad de la capa de barrera (22) , la capa de barrera (22) tiene un espesor diferente en las diferentes regiones.

9. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 8 donde la capa de barrera (22) disminuye en espesor desde un primer extremo (16) hasta un segundo extremo (18) del miembro de soporte hueco (12) .

10. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 8 donde la capa de barrera (22) tiene unas aberturas

(28) pasantes y el área total de la sección transversal de las aberturas (28) en la capa de barrera (22) es diferente en las diferentes regiones.

11. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 9 donde el área total de la sección transversal de las aberturas (28) en la capa de barrera (22) en las diferentes regiones aumenta desde un primer extremo (16) hasta un segundo extremo (18) del miembro de soporte hueco (12) .

12. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 11 donde las dimensiones de las aberturas (28) aumentan y/o el número de aberturas (28) aumenta.

13. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 3 donde la capa de catalizador (24) tiene una actividad diferente en las diferentes regiones.

14. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 13 donde las capas de catalizador (24) en las diferentes regiones aumentan en actividad desde un primer extremo (16) hasta un segundo extremo (18) del miembro de soporte hueco (12) .

15. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 7, reivindicación 9, reivindicación 11, reivindicación 12

o reivindicación 14 donde el primer extremo (16) es una entrada para un combustible de hidrocarburos que se va a reformar y el segundo extremo (18) es una salida para el combustible reformado.

16. Un módulo reformador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 donde el miembro de soporte hueco (12) comprende una pluralidad de pasajes (14) que se extienden longitudinalmente.

17. Un módulo reformador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16 donde el miembro de soporte

hueco (12) comprende dos superficies externas sustancialmente paralelas (20) y la capa de barrera (22) , la capa de catalizador (24) y la capa de sellado (26) se disponen sobre ambas superficies externas paralelas (20) .

18. Un módulo reformador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 donde el miembro de soporte hueco (12) es poroso.

19. Un módulo reformador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 donde el miembro de soporte hueco (12) es no poroso y tiene una pluralidad de aberturas (30) que se extienden a través de este.

20. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 19 donde el área total de la sección transversal de las 15 aberturas (30) en el miembro de soporte hueco no poroso (12) es diferente en las diferentes regiones.

21. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 20 donde el área total de la sección transversal de las aberturas (30) en el miembro de soporte hueco no poroso (12) en las diferentes regiones aumenta desde un primer extremo (16) hasta un segundo extremo (18) del miembro de soporte hueco (12)

22. Un módulo reformador como se reivindica en la reivindicación 21 donde las dimensiones de las aberturas (30) aumentan y/o el número de aberturas (30) aumenta.