[发明专利]重整器燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加热产生氢的重整器的燃烧器，更明确地说，涉及一种能提高燃烧效率的重整器燃烧器。

背景技术

燃料电池是一种将氧和包含在如甲醇、乙醇或天然气之类的碳氢化合物类材料中的氢的化学能直接转换成电能的系统。

燃料电池系统包括作为主要部件的燃料电池堆和燃料处理器(FP)，以及作为辅助部件的燃料箱和燃料泵。燃料电池堆具有包括几个到几十个单元电池的叠层结构，每一单元电池包括薄膜电极组件(MEA)和隔板。

图1的框图示出了燃料电池系统的配置。参考图1，包含氢原子的燃料在燃料处理器中被重整成氢气，氢气被供给燃料电池堆。在燃料电池堆中，通过氢和氧之间的电化学反应产生电能。

燃料处理器包括脱硫器和氢发生器。氢发生器包括重整器和转换反应器(shift reactor)。

脱硫器从燃料中去除硫，使得重整器和转换反应器的催化剂不因硫化合物而中毒。

通过重整碳氢化合物材料重整器产生氢，同时也产生二氧化碳和一氧化碳。一氧化碳可使燃料电池堆电极的催化剂层中毒。据此，不应将重整后的燃料直接供给燃料电池堆。因此，需要用于从燃料中除去一氧化碳的转换反应器。转换反应器可将重整后的燃料内的一氧化碳含量降到低于10ppm。

重整器燃烧器将重整器的内部空间(燃烧室)加热到接近750℃，以重整通过重整器催化剂的碳氢化合物。

图2为重整器的横截面图。参考图2，呈管道状的重整器燃烧器11被安装在重整器10内部空间的燃烧室12内。重整器催化剂13被设置在重整器10的外表面上。供给重整器燃烧器11的燃料和空气被点火器(未示出)点燃，燃烧气体由气体出口15排出。

对于碳氢化合物的重整效率而言，将重整催化剂13均匀加热到700至750℃是有利的。

图3的曲线示出了图2所示的重整器10的温度分布的模拟结果。参考图3，若重整器燃烧器11呈管道状，重整器催化剂13的温度范围为600至825℃，大的温差将使重整器10的重整效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能减小重整器的重整器催化剂中的温差的重整器燃烧器。

根据本发明的一方面，提供一种安装在重整器内侧、用于加热围绕重整器设置的重整器催化剂的重整器燃烧器，其包括：使被供给的燃料通过的燃料供给管；包围燃料供给管的燃料供给室，其包括用于雾化进入重整器的燃烧室的燃料的多个雾化孔。

可使雾化孔的直径为0.76mm或更小。

燃料供给室可由耐热金属或陶瓷材料构成。

燃料供给室可由SUS301不锈钢构成。

燃料供给室可由氧化铝构成。

可将燃料供给管设置在燃料供给室的下部中央部分，可将燃料供给室设置在重整器的下部中央部分。

重整器燃烧器还可包括在燃料供给管前端的圆筒形网格件。

附图说明

通过参考附图对本发明的一些示例性实施方式进行详细描述，本发明的和其他的特点和优点将更加清晰。在附图中：

图1的框图示出了传统燃料电池系统的配置图；

图2是传统重整器结构的横截面图；

图3的曲线示出了图2所示的重整器的温度分布的模拟结果；

图4是本发明一实施方式的重整器燃烧器结构的横截面图；

图5是包括图4所示的重整器燃烧器的重整器结构的横截面图；

图6的曲线示出了本发明一实施方式的图4所示的重整器的温度分布模拟结果；

图7是本发明另一实施方式的重整器燃烧器结构的横截面图；

图8是包括图7所示的重整器燃烧器的重整器结构的横截面图。

具体实施方式

现在将参见示出了本发明一些示例性优选实施方式的附图更全面地描述本发明。

图4是本发明一实施方式的重整器燃烧器20的结构的横截面图，图5是包括图4所示的重整器燃烧器的重整器结构的横截面图。在图4和5中，用类似的附图标记表示与图2所示的元件具有基本相同的功能的元件，因此不再重复对它们的描述。

参考图4和5，重整器燃烧器20包括燃料供给管21和包围燃料供给管21的燃料供给室22，如气体燃料和/或液体燃料之类的燃料与空气一起通过该供给管被供给。在燃料供给室内侧设有燃料注入孔22a。

可将燃料供给管21设置成从燃料供给室22的下部中央部分突出。燃料供给管21可为管道状。燃料供给室22被安装成从重整器10的下部中央部分突出。