[發明專利]一種高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件及方法

在審

• 申請號: 202011096808.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112072146A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 鄔榮敏;牛金奇;壽春暉;官萬兵;洪凌;周劍武;李曉潔;夏天
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04014;H01M8/12
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：包括空氣套管(4)、燃燒套管(5)和汽化重整套管(6)；汽化重整套管(6)內底部設有重整催化劑托板(7)，汽化重整套管(6)上端連通天然氣入口管(1)和冷水入口管(2)，下端連通重整氫氣出口管(9)；汽化重整套管(6)外部設有燃燒套管(5)，燃燒套管(5)下端連通陽極廢氫氣入口管(8)和陰極廢空氣入口管(11)，上端設有燃燒廢氣出口；燃燒套管(5)外部設有空氣套管(4)，空氣套管(4)上端連通冷空氣入口管(3)，下端連通熱空氣出口管(10)。

2.根據權利要求1所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：重整催化劑托板(7)上方依次裝有陶瓷珠、重整制氫催化劑和汽化用陶瓷珠。

3.根據權利要求1所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：燃燒套管(5)與汽化重整套管(6)之間裝填燃燒催化劑或者空置。

4.根據權利要求1所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：空氣套管(4)、燃燒套管(5)和汽化重整套管(6)均為圓筒結構。

5.根據權利要求1所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：從外到內分為三層腔體結構：空氣套管(4)與燃燒套管(5)之間的腔體為空氣預熱腔；燃燒套管(5)與汽化重整套管(6)之間的腔體為燃燒腔；汽化重整套管(6)內部的腔體為汽化重整腔。

6.根據權利要求5所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件，其特征在于：汽化重整腔的上部腔體為汽化腔，汽化重整腔的下部腔體為重整腔。

7.一種如權利要求1所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件的安裝方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、首先將重整催化劑托板(7)焊接到汽化重整套管(6)底部位置，接著將陶瓷珠、重整制氫催化劑和汽化用陶瓷珠依次裝填到汽化重整套管(6)內，直到裝滿，然后焊接封閉，汽化重整套管(6)頂部僅留天然氣入口管(1)和冷水入口管(2)兩個通路，汽化重整套管(6)下端連通重整氫氣出口管(9)；

S2、接著在汽化重整套管(6)外部焊接燃燒套管(5)，燃燒套管(5)與汽化重整套管(6)之間裝填燃燒催化劑，或者空置，作為燃燒腔；燃燒套管(5)下端連通陽極廢氫氣入口管(8)和陰極廢空氣入口管(11)，上端設置燃燒廢氣出口；

S3、然后在燃燒套管(5)外部焊接空氣套管(4)，空氣套管(4)上端連通冷空氣入口管(3)，下端連通熱空氣出口管(10)；

S4、空氣套管(4)、燃燒套管(5)和汽化重整套管(6)組成三層腔體結構：空氣預熱腔、燃燒腔和汽化重整腔；燃燒火焰包圍著汽化重整腔，空氣包圍著燃燒腔，燃燒產生的熱量，向內供應汽化重整所需，向外供應預熱空氣所需。

8.根據權利要求7所述的高溫燃料電池發電系統用換熱、燃燒、重整器組件的安裝方法，其特征在于：步驟S4中，空氣預熱腔，走空氣，氣流從上往下走；燃燒腔，氣流從下往上走；汽化重整腔的上部腔體為汽化腔，下部腔體為重整腔，氣流從上往下走。