[发明专利]重整器及其燃料电池发电系统

权利要求书

1.一种重整器，其特征在于，包括：

第一管路，所述第一管路内部设有重整催化层(103)，所述第一管路的内部空间构成内部气路(100)；

所述第一管路沿气流流动方向从上游到下游依次包括彼此连通的预热段(P)、重整反应段(R)和加热段(H)，所述重整催化层(103)设置在所述重整反应段(R)内；所述预热段(P)、重整反应段(R)和加热段(H)的管路截面形状均为圆形，且三者为不等径结构，其中，所述重整反应段(R)的管径最大；所述预热段(P)包括多个平行间隔均布设置的预热管(110)；所述预热管(110)与设置在所述第一管路一端的燃料气进口(101)之间设有第一气体分布器(120)，所述第一气体分布器(120)为设置在所述第一管路或第二管路横截面上的第一隔板(121)，所述第一隔板(121)上设有多个第一通孔(122)，所述第一通孔(122)的设置位置和数量与所述预热管(110)的位置和数量相对应；

第二管路，所述第二管路套设在所述第一管路之外，所述第二管路的内壁和所述第一管路的外壁所围设的空间构成外部气路(200)；

所述内部气路(100)和所述外部气路(200)彼此密封地隔离；

所述内部气路(100)和外部气路(200)中的流体流向相逆，高温的电池阳极尾气通入所述外部气路(200)中作为热源。

2.根据权利要求1所述的重整器，其特征在于，燃料气从所述燃料气进口(101)进入所述预热段(P)，经所述重整反应段(R)反应生成重整气后进入所述加热段(H)，所述重整气在所述加热段(H)中加热到预定温度后，经设置在所述第一管路另一端的重整气出口(102)输出。

3.根据权利要求2所述的重整器，其特征在于，所述重整反应段(R)设有用于过滤所述重整催化层(103)中遗漏的催化剂的过滤器(130)。

4.根据权利要求2所述的重整器，其特征在于，所述加热段(H)包括多个平行间隔均布设置的加热管(140)；

所述加热管(140)与所述重整反应段(R)间设有第二气体分布器(141)，所述第二气体分布器(141)为设置在所述第一管路或第二管路横截面上的第二隔板(142)，所述第二隔板(142)上设有多个第二通孔(143)，所述第二通孔(143)的设置位置和数量与所述加热管(140)的位置和数量相对应。

5.根据权利要求1所述的重整器，其特征在于，所述第二管路由加热外筒(201)构成，所述加热外筒(201)的筒壁上设有保温层。

6.根据权利要求5所述的重整器，其特征在于，所述加热外筒(201)具有沿其长度方向排列的中上部分筒体和中下部分筒体，所述中上部分筒体和中下部分筒体采用耐受温度不同的材质制成，所述中上部分筒体的材质的耐受温度低于所述中下部分筒体的材质的耐受温度。

7.根据权利要求1所述的重整器，其特征在于，所述重整催化层(103)包括按照恒定孔隙率装填的支撑体，所述支撑体的材质为AL₂O₃、SiO₂或TiO₂，所述支撑体中包含有Pd、Pt、NiO、CuO其中任一或多个成分组合而成的重整催化剂。

8.一种燃料电池发电系统，包括燃料电池电堆(2000)、燃烧器(4000)和多股流换热器(1000)，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的重整器(3000)，过滤水经所述多股流换热器(1000)后形成的水蒸气(V)与净化天然气(G)混合后形成的混合气(M)进入所述内部气路(100)，所述燃料电池电堆(2000)的阳极出口(2004)输出的高温的阳极尾气进入所述外部气路(200)，所述内部气路(100)和外部气路(200)充分换热后，由所述混合气(M)经重整反应生成的重整气体从所述内部气路(100)输出后进入所述燃料电池电堆(2000)的阳极入口(2003)，从所述外部气路(200)输出的经换热后的阳极尾气进入所述燃烧器(4000)燃烧。

9.根据权利要求8所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池发电系统还包括第一支管和第二支管，空气(A)的一部分沿所述第一支管经所述多股流换热器(1000)后，由所述燃料电池电堆(2000)的阴极入口(2001)进入所述燃料电池电堆(2000)，再由所述燃料电池电堆(2000)的阴极出口(2002)输出后进入所述燃烧器(4000)；空气(A)的另一部分沿所述第二支管作为冷却空气直接输入所述燃烧器(4000)；从所述燃烧器(4000)中输出的高温烟气经所述多股流换热器(1000)后，作为尾气(T)输出。