[发明专利]一种套筒式催化燃烧器及应用

说明书

一种套筒式催化燃烧器，利用氢氧的催化燃烧反应放热，尤其适用于高温质子交换膜燃料电池(HT‑PEMFC)中甲醇水蒸气重整制氢反应领域，可以用于给重整反应器提供热量及调节反应器床层温度分布，置于重整反应器内部，不与外部环境接触，减少热量损失，使整个重整腔完全接收燃烧腔的高温辐射热量，同时燃烧器与外部重整器围成通道，燃烧尾气在内部沿流道流动进行对流传热，提升热量利用率，套筒形燃烧器内外壁分布不同直径孔洞，通过调整内壁孔径大小或孔间距，控制不同位置燃烧气量，从而调节燃烧器各处温度分布，可以满足燃烧器整体温度分布趋于一致，或使各处温差较小，解决重整反应器床层温度分布不均的问题，有效提升重整反应器整体转化率与热利用率。

技术领域

本发明涉及催化燃烧器技术领域，涉及一种套筒式催化燃烧器，利用氢氧的催化燃烧反应放热，尤其适用于高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)中甲醇水蒸气重整制氢反应领域，用于给重整反应器提供热量及调节反应器床层温度分布。

背景技术

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)中甲醇水蒸气重整制氢反应需要大量热量，通常采用催化燃烧器来提供，目前常用催化燃烧器或暴露在外很大一部分热量损失掉，其辐射热量利用率也极低；或各处温度不均，温度梯度很大，热量利用率低，导致重整反应器的性能(转化率)较低。

本发明提出一种套筒式催化燃烧器，利用氢氧的催化燃烧反应放热，尤其适用于高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)中甲醇水蒸气重整制氢反应领域，可以用于给重整反应器提供热量及调节反应器床层温度分布，该燃烧器与重整器配合，可以使热量利用更加充分，可以调节燃烧器各处温度分布，满足燃烧器整体温度分布趋于一致，或使各处温差较小，解决重整反应器床层温度分布不均的问题，有效提升重整反应器整体转化率与热利用率。

发明内容

本发明的目的是提出一种套筒式催化燃烧器，利用氢氧的催化燃烧反应放热，尤其适用于高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)中甲醇水蒸气重整制氢反应领域，可以用于给重整反应器提供热量及调节反应器床层温度分布。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种套筒式催化燃烧器，包括二端开口的中空内壁筒和二端开口的中空外壁筒；

内壁筒穿套于外壁筒内，内壁筒外壁面与外壁筒内壁面间留有间隙；于内壁筒的左开口端设有一环形前挡板，外壁筒左开口端端面或内壁面与环形前挡板的远离几何中心的外侧边缘密闭连接，内壁筒的左开口端端面或外侧壁面与环形前挡板的靠近几何中心的内侧边缘密闭连接；于内壁筒的右开口端设有一后挡板，外壁筒内壁面与后挡板的远离几何中心的外侧边缘密闭连接，内壁筒的右开口端端面与后挡板的左侧表面密闭连接；由内壁筒、外壁筒、环形前挡板及后挡板共同围成一密闭的套筒空间；

于外壁筒左开口端设有一混合气体进口；

于套筒空间所在的内壁筒、外壁筒的侧壁上均开设有作为气孔的通孔；

套筒空间内填充有催化燃烧催化剂。

所述混合气体进口与一二端开口的筒状气体混合室连通，气体混合室右开口端与内壁筒左开口端相连通，气体混合室右开口端端面与外壁筒左开口端端面、环形前挡板左侧表面或内壁筒左开口端端面密闭连接。

所述内壁筒右开口端处于外壁筒内，外壁筒右开口端与内壁筒右开口端之间的外壁筒作为尾气排放筒，尾气排放筒侧壁面上开设有作为排气孔的通孔。

内壁筒和外壁筒均为圆筒；环形前挡板为圆环形，后挡板为圆形；环形前挡板、后挡板、内壁筒和外壁筒同轴设置。

气体混合室右开口端和外壁筒左开口端通过连接法兰密闭连接。