[發(fā)明專利]一種高溫尾氣燃燒供熱的燃燒重整器

有效

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• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106602111B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳賽虎;呂新顏;姜松林;王蔚國;趙青
• 申請（專利權）人: 寧波索福人能源技術有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，涉及一種高溫尾氣燃燒供熱的燃燒重整器，于重整甲烷產(chǎn)生氫氣，并給燃料電池供氫。

背景技術

在燃料電池系統(tǒng)中，一般是用氫氣作為發(fā)電能源。但是氫氣并不是一次能源，而天然氣的儲量大。工業(yè)上最常用的就是利用甲烷水蒸氣重整制取氫氣。

甲烷水蒸氣重整是強吸熱反應，反應溫度一般在600℃以上，因此對熱源的要求比較苛刻，需要較高的品位的熱量。需要有高溫的環(huán)境以及良好的傳熱條件。而常規(guī)的燃燒器一般是冷態(tài)下進行燃燒，對尾氣熱值無法利用。而且一般工業(yè)重整反應采用分段重整，而燃料電池系統(tǒng)中，需要緊湊而又高效的的重整器，一次換熱效率高以及轉(zhuǎn)化率高。

經(jīng)查，現(xiàn)有專利號為CN201110077026.2的中國專利《固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)及其甲烷水蒸氣重整裝置》，包括甲烷輸送管和水蒸氣輸送管，重整換熱裝置包括重整腔室和高溫通道；甲烷輸送管和水蒸氣輸送管均與重整腔室相通；高溫通道穿過重整腔室；還包括預熱腔室，甲烷輸送管與水蒸氣輸送管穿過預熱腔室。這種重整裝置設有二個預熱腔，可對重整氣體進行預熱，都但是并沒有利用高溫尾氣進行燃燒供熱，而且結構較復雜，裝配麻煩且制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述的技術現(xiàn)狀而提供一種結構合理緊湊、組裝方便、成本低的高溫尾氣燃燒供熱的燃燒重整器。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種高溫尾氣燃燒供熱的燃燒重整器，其特征在于：包括催化燃燒器和重整裝置，重整裝置包括殼體，殼體內(nèi)環(huán)向豎直設有多個重整管，殼體內(nèi)重整管的上下兩端分別設有讓重整氣體均勻流經(jīng)重整管的上集氣腔和下集氣腔，殼體的頂部設有燃燒尾氣出口，催化燃燒器包括一多孔管，多孔管穿置在重整管圍繞成的腔體內(nèi)，催化燃燒器的底部通過快裝法蘭與殼體相連接，多孔管的外腔為填充有催化劑的催化燃燒腔，催化燃燒腔通過表面孔與燃燒尾氣出口相連通，催化燃燒器的底部設有燃氣進氣管和預熱的空氣進氣管與多孔管的內(nèi)腔相連通。

作為改進，所述多孔管包括內(nèi)外管壁，其中內(nèi)外管壁上分布有多個供氣體流進和流出的小孔，催化劑填充在內(nèi)管壁與外管壁之間的催化燃燒腔內(nèi)，重整管環(huán)向排列在多孔管的外管壁外。

作為改進，所述殼體為圓筒形的保溫殼體，殼體的底部設有連接底座，快裝法蘭設置在多孔管的底部與連接底座密封連接。

再改進，所述快裝法蘭的中部開設有與多孔管的內(nèi)腔相連通的燃氣進口和預熱的空氣進口，燃氣進氣管和空氣進氣管分別安裝在燃氣進口與空氣進口上。

再改進，所述殼體上從上而下依次設置有多個用于監(jiān)測重整區(qū)域溫度的熱電偶。

進一步改進，所述燃燒尾氣出口位于殼體的上端側(cè)部。

優(yōu)選，所述下集氣腔的底部開設有與燃料電池系統(tǒng)相連接的重整氣體出口，快裝法蘭上安裝有出氣管與重整氣體出口相連通。

最后，所述連接底座是帶開口環(huán)套形，可以圍繞住快裝法蘭，連接底座在自己開口處連接有帶旋鈕的鎖定螺栓和螺母，實現(xiàn)快速拆裝。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：催化燃燒器設置在重整器內(nèi)，利用高溫尾氣與燃氣預混后的預混氣體的熱量加熱催化劑至工作溫度，無需點火裝置即可點燃；催化燃燒器與重整器采用快裝法蘭連接，拆裝非常方便，便于催化劑的更換；設置多個熱電偶，便于控制燃燒。本發(fā)明結構合理緊湊，裝配快捷方便，體積小成本低，無需點火裝置，大大簡化了燃燒重整器的整體結構，同時燃燒均勻，有效提高了重整轉(zhuǎn)化率和重整處理量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的燃燒重整器的結構立體示意圖；

圖2為圖1中催化燃燒器的結構示意圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為圖3沿A-A線的剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。