УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРОДА И СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

1. Устройство производства водорода, содержащее:
испаряющий участок, сконфигурированный для испарения воды из жидкости, которая содержит газ исходного материала и воду, для преобразования воды в пар, причем газ исходного материала и вода являются исходными материалами для водорода;
участок реакции риформинга, соединенный со стороной выпуска испаряющего участка и сконфигурированный так, чтобы она снабжалась от испаряющего участка жидкостью, содержащей газ исходного материала и пар, причем участок реакции риформинга включает в себя катализатор реакции риформинга, который вызывает реакцию риформинга между газом исходного материала и паром, содержащимися в жидкости;
участок уменьшения монооксида углерода, обеспеченный после участка реакции риформинга и включающий в себя по меньшей мере один из: реактор конверсии и реактор избирательного окисления, причем реактор конверсии включает в себя катализатор реакции конверсии, который вызывает реакцию конверсии между монооксидом углерода и водой, а реактор избирательного окисления вызывает реакцию избирательного окисления между монооксидом углерода и кислородом;
камеру сгорания, сконфигурированную с возможностью нагревания, по меньшей мере, участка реакции риформинга и участка уменьшения монооксида углерода для выполнения сжигания; и
участок направления газа, расположенный между участком реакции риформинга и участком уменьшения монооксида углерода и сконфигурированный для направления газа, который был пропущен через участок реакции риформинга, к участку уменьшения монооксида углерода путем изменения направления газа, причем
испаряющий участок и участок уменьшения монооксида углерода располагаются, примыкая друг к другу, чтобы, по меньшей мере, часть испаряющего участка и часть участка уменьшения монооксида углерода имели возможность теплообмена друг с другом, и
испаряющий участок, включающий первую испаряющую долю, которая соответствует участку уменьшения монооксида углерода, и вторую испаряющую долю, которая не соответствует участку уменьшения монооксида углерода и которая сформирована выше по потоку от первой испаряющей доли, причем испаряющий участок сконфигурирован так, что величина теплообмена между первой испаряющей долей и водой, поступающей из блока снабжения водой, меньше значения теплообмена между второй испаряющей долей и водой, поступающей из блока снабжения водой.
2. Устройство по п.1, содержащее:
первый цилиндр с первой нижней поверхностью, сформированной с одного торца первого цилиндра;
второй цилиндр, сформированный с внешней стороны первого цилиндра;
третий цилиндр с третьей нижней поверхностью, причем третий цилиндр сформирован с внешней стороны второго цилиндра;
блок снабжения исходным материалом, сконфигурированный для обеспечения газа исходного материала первому пространству, которое является пространством, сформированным между боковой стенкой первого цилиндра и боковой стенкой второго цилиндра;
блок снабжения водой, сконфигурированный для обеспечения воды первому пространству;
камеру сгорания, сформированную внутри первого цилиндра, сконфигурированную так, чтобы она снабжалась горючим газом и воздухом горения, и для выполнения сжигания; и
канал дымового газа, сформированный на внутренней стороне первого цилиндра, через который течет дымовой газ из камеры сгорания, причем
испаряющий участок сформирован в первом пространстве и сконфигурирован для преобразования воды в пар путем поглощения теплоты из дымового газа,
участок реакции риформинга расположен в первом пространстве в положении после испаряющего участка,
участок уменьшения монооксида углерода расположен во втором пространстве, сформированном между боковой стенкой второго цилиндра и боковой стенкой третьего цилиндра,
участок направления газа конфигурируется так, чтобы заставлять газ, прошедший риформинг, из первого пространства поворачивать в положении между первой нижней поверхностью и третьей нижней поверхностью, и для обеспечения газа, прошедшего риформинг, второму пространству,
а первая испаряющая доля сформирована между участком уменьшения монооксида углерода и первым цилиндром.
3. Устройство по п.2, в котором
испаряющий участок включает в себя канал воды, который сформирован путем разделения канальным компонентом, и
расстояние между примыкающими долями канального компонента больше в первой испаряющей доле, чем в других долях, отличных от первой испаряющей доли.
4. Устройство по п.2, в котором
испаряющий участок включает в себя канал воды, который сформирован путем разделения канальным компонентом, и
канал воды имеет большую площадь поперечного сечения в первой испаряющей доле, чем в других долях, отличных от первой испаряющей доли.
5. Устройство по п.2, в котором
испаряющий участок включает в себя первую испаряющую долю, вторую испаряющую долю, и третью испаряющую долю, которая не соответствует участку уменьшения монооксида углерода и которая сформирована после первой испаряющей доли, и
испаряющий участок конфигурируется так, чтобы величина теплообмена уменьшалась в следующем порядке: величина теплообмена во второй испаряющей доле, величина теплообмена в третьей испаряющей доле и величина теплообмена в первой испаряющей доле.
6. Устройство по п.5, в котором
испаряющий участок включает в себя канал воды, который сформирован путем разделения канальным компонентом, и
расстояние между примыкающими долями канального компонента увеличивается в следующем порядке: расстояние во второй испаряющей доле, расстояние в третьей испаряющей доле и расстояние в первой испаряющей доле.
7. Устройство по п.2, в котором
участок уменьшения монооксида углерода включает в себя:
слой катализатора конверсии, сформированный на стороне впуска участка уменьшения монооксида углерода; и
слой катализатора избирательного окисления, сформированный на стороне выпуска участка уменьшения монооксида углерода,
первая испаряющая доля включает в себя:
четвертую испаряющую долю, сформированную между слоем катализатора избирательного окисления и первым цилиндром;
шестую испаряющую долю, сформированную между слоем катализатора конверсии и первым цилиндром; и
пятую испаряющую долю, сформированную между верхней испаряющей долей и нижней испаряющей долей, и
первая испаряющая доля конфигурируется так, чтобы величина теплообмена была меньше в четвертой испаряющей доле и в шестой испаряющей доле, чем в пятой испаряющей доле.
8. Устройство по п.7, в которой
испаряющий участок включает в себя канал воды, который сформирован путем разделения канальным компонентом, и
расстояние между примыкающими долями канального компонента больше в четвертой испаряющей доле и в шестой испаряющей доле, чем в пятой испаряющей доле.
9. Устройство по п.7, в котором
испаряющий участок включает в себя первую испаряющую долю, вторую испаряющую долю, сформированную перед первой испаряющей долей, и третью испаряющую долю, сформированную после первой испаряющей доли, и
испаряющий участок конфигурируется так, чтобы величина теплообмена уменьшалась в следующем порядке: величина теплообмена во второй испаряющей доле, величина теплообмена в третьей испаряющей доле, величина теплообмена в пятой испаряющей доле, величина теплообмена в четвертой испаряющей доле и величина теплообмена в шестой испаряющей доле.
10. Устройство по п.2, в котором
испаряющий участок включает в себя канал воды, который сформирован путем разделения канальным компонентом, и
канальный компонент не располагается в первой испаряющей доле.
11. Устройство по п.3, в котором канальный компонент располагается между первым цилиндром и вторым цилиндром и представляет собой спиральную стержнеобразную деталь.
12. Устройство по п.3, в котором канальный компонент сформирован из металла с круглым сечением.
13. Система производства энергии на основе топливного элемента, содержащая: устройство производства водорода по п.1 и топливный элемент.