[发明专利]一种用于固体氧化物燃料电池系统的多功能燃烧器

说明书

本发明提供一种用于固体氧化物燃料电池系统的多功能燃烧器，包括点火器、燃气进气管、燃料进料组件、空气进气管、空气进气组件、燃液进液管、导流器、燃烧室，导流器包括多块平行排列的流道板，每一块流道板的两侧分别形成间隔排列的燃料流道和空气流道，流道与燃烧室连通，燃气进气管和燃液进液管与燃料进气组件连通，燃料进料组件与燃料流道的进料口连通，空气进气管与空气进气组件连通，空气进气组件与空气流道的进气口连通。本发明燃烧器实现了气液混用的进料方式，合理利用了电堆系统的燃料尾气，间隔排列的流道结构避免了局部高温与爆燃现象，流道出口处的有效接触面大，使燃气和空气能够充分混合，提高了燃烧器的能量转换效率。

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，具体涉及一种用于固体氧化物燃料电池系统的多功能燃烧器。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效、清洁的能源转换的装置。SOFC燃料灵活性高，除了常规的氢气外，一氧化碳、甲烷、甲醇、乙醇等都能作为其燃料。然而SOFC对工作温度要求苛刻，一般在600℃-1000℃，所以常规的以甲醇等为燃料的SOFC大功率电堆，通常采用外重整方式，需要外部供应热量，这降低了SOFC整体的能量转换效率。其次，SOFC为避免阳极氧化和高的浓差极化现象，电堆的燃料利用率设定不能过高，大约在60-90％，因此有约10-40％的燃料气进入尾气不能被电池用来进行发电，如果这部分燃料气被直接排出，则会造成很大的浪费，同时电池发电系统的能量利用效率也会因此而大大降低。

固体氧化物燃料电池用燃烧器作为SOFC中热平衡系统的核心部件是固体氧化物燃料电池系统设计的难点。燃烧器需要在SOFC大功率电堆系统升温阶段为系统提供热源，实现系统的整体升温，使得电堆满足发电工况条件的温度要求。但是现有的固体氧化物燃料电池用燃烧器能量利用效率较低，进料不能气液混用，燃料混合不均匀，导致制热不稳定，甚至会出现爆燃等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于固体氧化物燃料电池系统的多功能燃烧器，实现了燃烧器进料时可以气液混用，燃料混合更加均匀，避免了燃烧过程中局部高温与爆燃现象，提高了燃烧器的能量转换效率。

为达到上述目的，本发明提供一种用于固体氧化物燃料电池系统的多功能燃烧器，包括

燃烧室，所述燃烧室内设有点火器；

导流器，所述导流器包括多块平行排列的流道板，各所述流道板的两侧分别形成燃料流道和空气流道，所述燃料流道和所述空气流道的出口与所述燃烧室连通；

燃气进气管，用于输送气体燃料；

燃液进液管，用于输送液体燃料；

燃料进料组件，所述燃气进气管和所述燃液进液管与所述燃料进气组件连通，所述燃料进料组件与所述燃料流道的进口连通；

空气进气管，用于输送热空气；

空气进气组件，所述空气进气管与所述空气进气组件连通，所述空气进气组件与所述空气流道进口连通。

本发明的燃烧器既可以通过燃液进液管向燃烧室提供液体燃料，又可以通过燃气进气管向燃烧室提供气体燃料，实现了燃料的气液混用。此外，本发明导流器内的燃料流道和空气流道平行间隔排列，各自流道内的燃料与空气为同向并行流动，通过控制具体流速参数达到同速同向的效果，使得燃烧过程中燃料和空气在流道内的前进路线上保持均匀，避免了局部高温与爆燃现象的出现。同时，同向同速并行间隔排列的流道结构使燃气和空气能够在流道出口充分均匀的混合，使混合气在燃烧室内能够更加充分得被燃烧，从而提高了燃烧器的能量转换效率。

进一步地，所述导流器的每一块流道板都包括板体和导流片，所述导流片在板体上分别围成燃料流道和空气流道。

进一步地，所述燃料流道为L型流道，由三块分别位于板体三边边缘的导流片所围成，所述板体上未覆盖导流片的位置设有燃料流道的进料口和出料口。