СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ РИФОРМИНГА СПИРТА

1. Способ получения механической или электрической энергии из топлива, содержащего спирт, включающий:
контактирование газообразной смеси исходных материалов, содержащей топливо на основе спирта, с катализатором риформинга в зоне реакции риформинга с получением продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, содержащей водород, где катализатор риформинга содержит структуру носителя из металлической губки и медное покрытие, по меньшей мере, частично покрывающее поверхность структуры носителя из металлической губки;
объединение продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, с кислородсодержащим газом с образованием поступающей газовой смеси;
введение поступающей газовой смеси, содержащей кислород и продукт газовой смеси, полученной с помощью риформинга, в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания и горение поступающей газовой смеси с получением смеси выхлопных газов, поступающая газовая смесь, которая вводится в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержит, по меньшей мере, примерно 80% водорода, получаемого в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга;
высвобождение выходящего потока выхлопных газов, содержащего смесь выхлопных газов, из камеры сгорания;
использование энергии горения для генерирования механической или электрической энергии и
приведение выходящего потока выхлопных газов в тепловой контакт с зоной реакции риформинга для нагрева катализатора риформинга в ней.
2. Способ получения механической или электрической энергии из топлива, содержащего этанол, включающий:
приведение в контакт газообразной смеси исходных материалов, содержащей этанольное топливо, с катализатором риформинга в зоне реакции риформинга с получением продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, содержащей водород и метан, где катализатор риформинга содержит медь на поверхности металлической структуры носителя;
объединение продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, с кислородсодержащим газом с образованием поступающей газовой смеси;
введение поступающей газовой смеси, содержащей кислород и продукт газовой смеси, полученной с помощью риформинга, в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания и горение поступающей газовой смеси с получением смеси выхлопных газов, поступающая газовая смесь, которая вводится в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержит, по меньшей мере, примерно 80% водорода и метана, получаемых в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга;
высвобождение выходящего потока выхлопных газов, содержащих смесь выхлопных газов из камеры сгорания;
использование энергии горения для генерирования механической или электрической энергии и
приведение выходящего потока выхлопных газов в тепловой контакт с зоной реакции риформинга для нагрева катализатора риформинга в ней.
3. Способ получения механической или электрической энергии из топлива, содержащего этанол, включающий:
контактирование газообразной смеси исходных материалов, содержащей этанольное топливо, с катализатором риформинга, содержащим медь, в зоне реакции риформинга с получением продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, содержащей водород, метан и компонент окиси углерода, выбранный из группы, состоящей из моноокиси углерода, двуокиси углерода и их смеси, где молярное отношение метана к компоненту окиси углерода в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга, составляет примерно от 0,9 примерно до 1,25 и скорость, при которой производится метан в газовой смеси, полученной с помощью риформинга, составляет, по меньшей мере, примерно 50% от скорости поступления этанола, который вводится в зону реакции риформинга как молярное отношение;
объединение продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, с кислородсодержащим газом с образованием поступающей газовой смеси;
введение поступающей газовой смеси, содержащей кислород и продукт газовой смеси, полученной с помощью риформинга, в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания и горение поступающей газовой смеси с получением смеси выхлопных газов, поступающая газовая смесь, которую вводят в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержит, по меньшей мере, примерно 80% водорода, метана и компонента окиси углерода, получаемых в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга; и
использование энергии горения для генерирования механической или электрической энергии.
4. Способ по п.3, где катализатор риформинга содержит медь на поверхности структуры носителя.
5. Способ по п.4, где структура носителя содержит металл.
6. Способ по п.2 или 5, где металлическая структура носителя содержит металлическую губку.
7. Способ по п.6, где катализатор содержит медное покрытие, по меньшей мере, частично покрывающее поверхность структуры носителя из металлической губки.
8. Способ по п.1 или 7, где получение катализатора риформинга включает в себя осаждение меди на структуру носителя из металлической губки.
9. Способ по п.1, где структура носителя из металлической губки, которую получают с помощью способа, включает в себя выщелачивание алюминия из сплава, содержащего алюминий и основной металл.
10. Способ по п.1, где структура носителя из металлической губки содержит медь и/или металл, иной чем медь, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, цинка, серебра, палладия, золота, олова, железа и их смеси.
11. Способ по п.10, где структура носителя из металлической губки содержит медь и/или металл, иной чем медь, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, железа и их смеси.
12. Способ по п.10, где структура носителя из металлической губки содержит, по меньшей мере, примерно 50 мас.% никеля.
13. Способ по п.12, где катализатор риформинга содержит примерно от 20% примерно до 45 мас.% меди.
14. Способ по любому из пп.1-5, 7 или 9, где катализатор риформинга находится в форме порошка или гранул и катализатор риформинга располагается внутри фиксированного слоя в зоне реакции риформинга, через которую проходит газообразная смесь исходных материалов.
15. Способ по любому из пп.1-5, 7 или 9, где катализатор риформинга располагается на монолитной подложке в зоне реакции риформинга.
16. Способ по п.1, где газообразная смесь исходных материалов содержит спирт, выбранный из группы, состоящей из метанола, этанола и их смеси.
17. Способ по п.16, где газообразная смесь исходных материалов содержит этанол и продукт газовой смеси, полученной с помощью риформинга, которая содержит водород, метан и компонент окиси углерода, выбранный из группы, состоящей из моноокиси углерода, двуокиси углерода и их смеси.
18. Способ по любому из пп.1-5, 7 или 9, где моноокись углерода производится в зону реакции риформинга и реагирует с водой, присутствующей в газообразной смеси исходных материалов, в реакции конверсии водяного газа с увеличением содержания водорода у продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга.
19. Способ по любому из пп.1-5, 7 или 9, где газообразная смесь исходных материалов приводится в контакт с катализатором риформинга в зоне реакции риформинга при температуре примерно от 220°C примерно до 350°C с получением продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга.
20. Способ по п.2 или 17, где молярное отношение метана к компоненту окиси углерода в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга, составляет примерно от 0,9 примерно до 1,25 и скорость, при которой производится метан в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга, составляет, по меньшей мере, примерно 50% от скорости поступления этанола, вводимого в зону реакции риформинга как молярное отношение.
21. Способ по п.3, где скорость, при которой производится метан в продукте газовой смеси, полученной с помощью риформинга, составляет, по меньшей мере, примерно 95% от скорости поступления этанола, вводимого в зону реакции риформинга как молярное отношение.
22. Способ по п.3, где продукт газовой смеси, полученной с помощью риформинга, содержит не более, примерно, чем 10% моль ацетальдегида и не более, примерно, чем 20 % моль этанола.
23. Способ по п.3, где поступающая газовая смесь дополнительно содержит этанольное топливо.
24. Способ по п.23, где молярное отношение этанола к метану в поступающей газовой смеси составляет, по меньшей мере, примерно 10.
25. Способ по п.23, где молярное отношение этанола к метану в поступающей газовой смеси составляет меньше, примерно, чем 0,4.
26. Способ по любому из пп.1-5, 7, 9-13, 16, 17 или 21-25, где часть продукта газовой смеси, полученной с помощью риформинга, хранится для последующего сгорания в камере сгорания при условиях запуска двигателя внутреннего сгорания.
27. Способ по любому из пп.1-5, 7, 9-13, 16, 17 или 21-25, где выходящий поток выхлопных газов, содержащих смесь выхлопных газов, высвобождается из зоны горения, и, по меньшей мере, часть выходящего потока выхлопных газов рециклируется и объединяется с поступающей газовой смесью, которая вводится в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания.
28. Способ по п.27, дополнительно включающий в себя приведение выходящего потока выхлопных газов в тепловой контакт с зоной реакции риформинга для нагрева катализатора риформинга в ней и охлаждения выходящего потока выхлопных газов, и где выходящий поток выхлопных газов, который рециклируется и объединяется с поступающей газовой смесью, составляет, по меньшей мере, часть охлажденного выходящего потока выхлопных газов.
29. Способ по п.28, где, по меньшей мере, примерно 50% выходящего потока выхлопных газов рециклируется и объединяется с поступающей газовой смесью, которая вводится в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания.