[发明专利]应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重整器

说明书

本发明涉及一种应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重组器，包括相互连接的废热回收器和燃烧重组反应器，废热回收器内的中间隔板将废热回收器内部隔成第一换热区和第二换热区，燃烧重组反应器包括由内到外依次套置的第三换热盘管、催化燃烧腔、重组反应内腔、重组反应外腔和燃烧烟气腔，第三换热盘管与重组反应内腔相连通，重组反应内腔与重组反应外腔相连通，第一换热区通过外部连接管与重组反应外腔连通以使得重组尾气可以给第一换热区提供一级预热；催化燃烧腔与燃烧烟气腔相连通，第二换热区通过外部连接管与燃烧烟气腔连通以使得燃烧尾气可以给第二换热区提供二级预热。本发明结构紧凑、热利用率和重组效率高、启动更迅速。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种以甲醇水作为燃料应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重组器。

背景技术

受自然灾害影响，单纯依赖集中式的电力系统无法确保重要设备的持续稳定运转,除影响日常生活外，更可能因此而危害到生命财产的安全，电池作为备用电力无法长效供电，而且电池回收和环境污染问题仍难以解决。在电力基础建设无法到达的偏远地区及海岛，目前仍以柴油发电为主要电力来源，但其噪音大、污染严重、维护频率高、供电弹性低。太阳能、风力等再生能源发电技术受日照、地域和气候影响较大，目前仍无法进行有效稳定供电。燃料电池发电系统具有高稳定性、低维护、长效运转、低排放的优点，加上可以与多元的再生能源整合来作为当地居民可靠的电力来源，是目前被认为极具发展潜力的发电技术。

燃料电池是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效发电装置，其转换效率高，几乎没有污染物排放，以燃料电池为动力的发电系统既可以保护环境又可以解决燃眉之急。然而氢气属于易燃易爆物质，液化压缩难度极高，存储和运输困难。

但问题在于，重组器的工作温度较高，而且反应需要吸收大量的热，通常是利用二次电池或者市电采用电加热将重组器升温至工作温度后，使重组器开始工作，但此方法启动重组器需要耗费额外的电力，而且还存在启动时间较长的问题，所以现在也有通过化学燃烧的方式取代传统的用电能产热，例如一般利用甲醇与空气燃烧释放热量，一方面可以减少电力损耗，另一方面可以缩短启动时间，但是，采用化学燃烧释放的热能来启动重组器对设备的要求较高，一般的设备结构复杂，热利用率较低。如日本公开专利No.2004-31280公开的一种采用一个燃烧器连续加热燃料重组器和变换反应器的装置，当采用加热燃料重组器的燃烧器加热变换反应器时，变换反应器与燃烧器分开定位，需要长时间才能把变换反应器温度升高到工作温度，结构复杂，热效率低下。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造简单、结构紧凑、热利用率和重组效率高的、启动更迅速的应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重组器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重组器，包括相互连接的废热回收器和燃烧重组反应器，所述废热回收器内还设有中间隔板，该中间隔板将废热回收器内部隔成第一换热区和第二换热区，所述燃烧重组反应器包括由内到外依次套置的第三换热盘管、催化燃烧腔、重组反应内腔、重组反应外腔和燃烧烟气腔，所述第三换热盘管与重组反应内腔相连通，所述重组反应内腔与重组反应外腔相连通，所述第一换热区通过外部连接管与重组反应外腔连通以使得重组粗氢可以给第一换热区提供一级预热；所述催化燃烧腔与燃烧烟气腔相连通，所述第二换热区通过外部连接管与燃烧烟气腔连通以使得燃烧尾气可以给第二换热区提供二级预热。

作为优选，所述废热回收器内设有第一换热盘管、第二换热盘管和预热直管，所述第一换热盘管与第二换热盘管连通并套置于所述预热直管外部，所述第一换热盘管位于第一换热区内，所述第二换热盘管位于第二换热区内，所述预热直管贯穿第一换热区、第二换热区，所述预热直管通过外部连接管与所述催化燃烧腔连通。

作为优选，所述中间隔板与废热回收器内壁、第一换热盘管外壁、第二换热盘管外壁、预热直管外壁的连接处焊接密封，保证第一换热区、第二换热区相互隔离且密封。