低温储槽110中的压力。在各种实施例中，蒸发气体可在略高于大气压的压力和天然气饱和温度(其可能低于周围温度)处从低温储槽110穿过。
[0022]例如，当控制模块190基于储槽传感器112提供给控制模块190的信息而确定储槽中的压力超过阈值时，控制阀120可在控制模块190的控制下打开。当蒸发气体被容许从低温储槽110流出时，可减小储槽压力。在某些实施例中，当储槽压力超过第一阈值时，可打开控制阀120，并且当储槽压力下降到第二阈值以下时可关闭控制阀120。例如，当储槽中的压力超过大约1.5个大气压时可打开控制阀120，并且如果在打开控制阀120并且从低温储槽110除去蒸发气体之后，储槽压力下降到大约1.1个大气压以下时，那么可关闭控制阀120。
[0023]在所示的实施例中，鼓风机140配置为用于通过混合模块130而为氧化模块160提供氧气。例如，鼓风机140可作为穿过鼓风机140的空气流(例如大气)的一部分来提供氧气流。因而，氧气流可不仅包含氧气，而且还包含存在于大气中的其它气体，例如氮气。图1中所描绘的鼓风机140将氧气流142提供给分流阀150。此外，所示实施例的鼓风机140接收来自能量产生模块170的电功率，以便操作鼓风机140。在各种实施例中，可额外地或备选地从不同的功率源中接收功率。鼓风机140可配置为用作防爆鼓风机，其具有大约0.75马力(HP)的吸力，并为分流阀150提供大约10个标准立方英尺/分钟(scfm)的空气流。在备选实施例中，例如，能量产生模块可配置为由来自氧化模块160的排气驱动的涡轮，并且鼓风机140可通过由涡轮驱动的输出轴而接收来自涡轮的机械能，其用于操作鼓风机140。由鼓风机140提供给分流阀150的空气的量可例如由控制器190控制。
[0024]分流阀150接收氧气流142 (例如包括氧气作为其成分从鼓风机140处提供的空气流)，并且将氧气流142划分成氧气流144和冷却流146。在所示的实施例中，氧气流142被引导至混合模块130，其中来自氧气流142的氧气最终被用于在氧化模块160中氧化蒸发气体。所示的实施例中的冷却流146被引导到下游混合模块180上，其中冷却流(其可处于大约周围温度下)可与排气混合，以冷却排放至大气中的排气。来自鼓风机140的、通过相应的流144，146发送至相应的混合模块130，180的氧气流142的比例可例如由控制器190来控制。总地说来，引导至混合模块130的空气的量被选择为以提供所需的等效比(即燃料(例如蒸发气体)对氧气的比率，其中比率I表示刚好足够来氧化燃料的氧气)，而引导至下游混合模块180的空气的量被选择为以便为离开系统100通向大气的排气流185提供冷却。在某些实施例中，可选择阈值排气温度，使得引导至下游混合模块180的空气的量被选择为以便实现处于或低于阈值排气温度的排气温度。在其它实施例中，空气的量可被选择为以便通过氧气流144提供给混合模块130，从而提供所需的等效比，其中任何剩余流通过冷却流146而被引导至下游混合模块180。继续上面提供1scfm的鼓风机140的示例情形，在某些实施例中，来自鼓风机140的大约Iscfm的空气可通过氧气流引导至混合模块130上，并且来自鼓风机140的大约9scfm的空气可提供给下游混合模块180。在各种实施例中，来自鼓风机140的空气可提供给额外的模块或备选模块，或者在额外的方向或备选方向上提供，例如通过置于分流阀150和下游混合模块180之间的额外的分流阀。
[0025]在所示的实施例中，混合模块130设置在低温储槽110的下游和氧化模块160的上游，并且配置为通过控制阀120而接收来自低温储槽110的蒸发气流125，以及通过分流阀150接收来自鼓风机140的氧气流144。混合模块130进一步配置为用于使蒸发气流125和氧气流144相混合，以产生混合流135，其从混合模块130向下游方向102朝着氧化模块160进行输出。混合流135可配置为(例如通过控制等效比或燃料对氧气的比率)用于容许蒸发气体在相对安全的温度下进行氧化。等效比可理解为燃料(例如来自蒸发气流135的蒸发气体)对氧气(例如来自氧气流144的氧气)的比率。在等效比为I的情况下，刚好有足够的氧气完全转化或氧化蒸发气体。通常，当等效比大约为I时，将需要在氧化模块160中有最高的操作温度。通过利用通常较低的等效比，蒸发气体可被完全氧化，同时产生氧化或转化蒸发气体所需要的较低温度。例如，在某些实施例中，来自鼓风机140的氧气流144通过分流阀150可受到控制，从而提供大约0.1的等效比(例如在混合流135中与氧化或转化蒸发气体所需要的氧气比大约十倍的氧气)。在混合模块130内部的流的混合可在高于大气压的压力下完成，以考虑系统压力损失，并且在与天然气的稀薄燃烧限制之下相对应的等效比下完成，以避免气相燃烧。
[0026]图1中所描绘的混合模块130包括混合模块传感器132。混合模块传感器132配置为用于检测混合模块130的一个或多个操作参数，例如进入或离开混合模块130的流量、混合模块130的温度、混合流135的等效比等等。例如，混合模块传感器132可包括第一流量计和第二流量计，第一流量计配置为用于检测蒸发气流125的流量，并且第二流量计配置为用于检测进入混合模块130中的氧气流144的流量，其中这些流量用于确定等效比。在等效比(或导致的操作温度)偏离所需的操作范围或超过一个或多个操作阈值的程度上，氧气流144可根据需要进行增加或减少(例如通过调整来自鼓风机140的流量和/或容许的通过分流阀150流向混合模块130的流比例)。
[0027]在所示的实施例中，氧化模块160定位在混合模块130的下游和能量产生模块170的上游。所描绘的氧化模块160包括催化转化器161 (在图1中由交叉-阴影线描述)，其配置为用于氧化混合流135中的蒸发气体，以生产排气流165，其以下游方向102朝着能量产生模块170进行输出。催化转化器161可配置为通过促进甲烷的氧化而催化甲烷至二氧化碳和水的转化。在所示的实施例中，进入氧化模块160的混合流135包括甲烷(来自蒸发气流125)和氧气(来自氧气流144)。甲烷和氧气在催化转化器161的催化剂存在的条件下共同起反应(例如甲烷被氧化)，从而产生水和二氧化碳。因为氧气流144包括比转化蒸发气体所需更多的氧气，并且因为氧气流144取自大气并因而包括其它大气的气体(例如氮气)，所以排气流165不仅包括氧化产物(例如水蒸汽和二氧化碳)，而且还包括氧气、氮气等等。通过将天然气氧化成水蒸汽和二氧化碳，与如果天然气仅仅从低温储槽110排放至大气相比，排气流165具有降低的可燃性和改善的排放品质(例如全球变暖潜力)。在某些实施例中，等效比被选择为以便在氧化模块160中提供低于天然气的点燃限度的操作温度。例如，在某些实施例中，该操作配置为用于以大约600华氏度(大约315摄氏度)氧化蒸发气体。
[0028]氧化模块160可包括氧化传感器166，其配置为用于感测、检测或测量氧化模块160的一个或多个操作参数。例如氧化传感器166可监测氧化模块160的温度和/或氧化模块160中的等效比。例如，控制器190可调整来自鼓风机140和/或穿过分流阀150的流量，以响应来自氧化传感器166和/或混合模块传感器132的关于等效比和/或温度的信息来调整等效比。
[0029]在各种实施例中，催化转化器161配置为用于提供催化剂和氧化表面，并且配置为用于在足够低以便最大限度地减小或消除系统100中的火焰点火的温度下操作的同时促进蒸发气体的氧化。氧化表面例如可呈如下形式:利用涂覆催化剂的薄金属线而形成的网格结构、具有催化剂涂层的蜂窝状结构、具有涂覆催化剂的多孔空隙的陶瓷衬底、涂覆催化剂的平行管道集合，等。在某些实施例中，催化转化器161的网格可能是不锈钢、铟科镍、其它高温传导合金等等。在某些实施例中，催化转化器161可包括以铂(Pt)、钯(Pd)和/或其它催化活性材料涂覆和/或浸渍的陶瓷。
[0030]所示实施例的氧化模块160包括点火模块162、电池164和(上面论述的)氧化传感器166。配置为用于接收来自电池164的能量的点火模块162被配置为用于提供对氧化模块160的加热，从而促进穿过氧化模块160的蒸发气体和氧气的初始流的氧化。电池164可为能够再充电的，并且可通过路径172而从能量产生模块170接收充电能。备选地或额外地，电池164和/或点火模块162可从其它源接收能量，例如电容器、飞行器电气系统等等。当氧化模块160已经运转足够的时间时，在氧化模块160中可达到足够高的操作温度，从而不需要额外的加热。在氧化过程的起动时，例如，当蒸发气体刚开始从低温储槽110流出时，催化转化器161可能需要加热，以便令人满意地氧化蒸发气体。所示实施例的点火模块162利用从电池164接收功率的电加热器。在其它实施例中，可采用其它点火模块162的配置。例如，点火模块164可包括感应加热器、标灯(pilot light)、火花塞等等。在某些实施例中，点火模块162的操作可受到控制器190的控制。例如，控制器190可接受来自氧化传感器166的信息一对于所需的催化转化器161的操作而言，氧化模块160和/或进入氧化模块160的混合流135处于不足的温度(例如低于阈值氧化温度)。响应于来自氧化传感器166的该信息，控制模块190可操作点火模块162 (例如接通点火模块和/或控制由点火模块162提供的热量或其它能量的量)，从而加热氧化模块160。一旦达到令人满意的温度，点火模块162就可通过控制器190而停用。来自氧化模块160的排气流165可能处于相对较高的温度下。在某些实施例中，排气流165可能高于600华氏度(315摄氏度)。
[0031]在各种实施例中，各种构件设置在系统100中，以接收排气流165 (或其产物)的全部或一部分，并降低通向大气的排放的排气温度，和/或利用排气流来产生可有效地用于系统中的其它地方的能量，和/或回收或交换热量，以便在氧化模块160上游预热包括蒸发气体的流。在图1所描绘的实施例中，系统100包括能量产生模块170和下游混合器180，能量产生模块配置为利用排气流165产生能量，并且下游混合器配置为用于冷却从系统100至大气的排气。
[0032]在所示的实施例中，能量产生模块170设置在氧化模块160的下游和下游混合器180的上游。能量产生模块170配置为使用排气流165，以便提供能量来操作系统的至少一部分。在某些实施例中，能量产生模块170可配置为用于将所需要的能量提供给操作点火模块162的电池164，以及提供给鼓风机140，使得系统100是能量自给的，并且对于正常操作而言不需要来自系统100外部的源的能量。因而，系统100可配置为作为不需要例如外部功率来氧化蒸发气体的独立单元进行操作。在所示的实施例中，能量产生模块170通过路径172为电池164提供电能，并且通过路径174为鼓风机140提供电能。从能量产生模块170至系统100的各种其它方面的能量转移可受到控制器190的控制。
[0033]图1中所描绘的能量产生模块170配置为热电发电系统。例如，能量产生模块可配置为热电发电机或热偶发电机，其将热量直接转化成电能。虽然这些类型的装置通常具有相对较低的效率(例如大约5-10%)，但是这些装置可能是相对较小且重量轻的。在其它实施例中，可采用其它类型的能量产生模块。例如，能量产生模块170可包括由排气流165促动的涡轮叶轮。涡轮叶轮的轴可用于促动鼓风机140。作为另一示例，能量产生模块170可利用排气流165作为热力发动机中的散热器来产生功率。在某些实施例中，来自排气流165的热量可额外地或备选地用于热量回收，以便在进入氧化模块160之前预热蒸发气体(参见例如结合图2和图3的热交换器的论述)。因而，在各种实施例中，排气流165的热量或运动可有效地用作用于系统100的能量源。在所示的实施例中，排气流175从能量产生模块170中以下游方向102朝着下游混合模块180排出。
[0034]离开能量产生模块170的排气流175可能处于比离开氧化模块160的排气流165更低的温度，但排气流175可能处于比排出至大气所需温度更高的温度。例如，排气流175可在大约350至大约650华氏度的温度范围内。因而，下游混合模块180可用于冷却排气流175，以产生排气流185，其具有比排气流175更低的温度，其中冷却的排气流185排出至大气中。在某些实施例中，下游混合模块180可从专用供给(未显示)中接收空气或其它气体的冷却流。在所示的实施例中，下游混合模块180配置为用于从能量产生模块170中接收排气流175，并通过分流阀150从鼓风机140中接收冷却流144，并使排气流175和冷却流144相混合，从而产生冷却的排气流185，其可排放至大气中。冷却流144可处于大约周围温度下，并因而可用于冷却排气流175。
[0035]某些实施例中的下游混合模块180可受到控制，以保持排气流185的温度处于或者低于阈值温度。例如，在某些实施例中，下游混合模块180可受到控制，以提供具有大约120华氏度或更低的温度的排