[发明专利]重整换热器和用于SOFC发电系统的天然气重整装置

说明书

本发明公开了一种重整换热器和用于SOFC发电系统的天然气重整装置。重整换热器包括燃烧腔、重整腔、排烟腔和补热燃烧器。排烟腔包围重整腔。重整腔包围燃烧腔。重整腔的下部设置有重整进气管，上部设置有重整排气管。重整腔自下而上分为进气缓冲室、反应室、排气缓冲室，反应室中填充有催化剂。原料气经重整进气管进入进气缓冲室，经进气均流板后均匀通过反应室，发生反应后，再经过排气均流板进入排气缓冲室，最后经重整排气管排出富氢气体。根据本发明的重整换热器，具有结构小巧、安全性好的特点，并且排烟腔包围重整腔，烟气在排出的图中对重整腔进行二次加热，回收了烟气中的热量，能量利用效率高。

技术领域

本发明涉及天然气重整制氢技术领域，具体而言涉及一种重整换热器和用于SOFC发电系统的天然气重整装置。

背景技术

SOFC(Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池)利用电化学反应发电，具有多种优点：发电效率高，当前技术水平下发电效率约为50％～60％；且其无运动部件，自身不产生振动和噪音；其工作温度在大致在700～800℃之间、在此温度区间内氮气的化学性质稳定，不会产生氮氧化物，对环境友好；对气源品质要求不高，富氢气体即可，燃料适应广。因此，由于SOFC具有的节能、环保属性，其被视为未来新型能源利用的重要方式之一。

SOFC所使用的富氢气体需要由重整制氢设备生成，制备氢气的反应为吸热反应，需要加热装置提供反应所需热量。现有的重整制氢设备主要以电加热方式提供热源，少部分使用化石燃料加热的重整制氢设备也需要持续从外部通入燃料，二者均未对电堆气体中的可燃组分及热量进行回收利用，无法利用电堆中的放热反应为重整反应提供热量来形成循环。

因此，需要提供一种重整换热器和用于SOFC发电系统的天然气重整装置，以至少部分解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种重整换热器，包括：

燃烧腔，用于燃料的燃烧；

重整腔，所述重整腔包围所述燃烧腔，所述重整腔内填充有催化剂，所述重整腔中发生重整反应以产生富氢气体，所述重整腔的下部设置有用于向所述重整腔输入原料气的重整进气管，所述重整腔的上部设置有用于排出所述富氢气体的重整排气管；

排烟腔，所述排烟腔包围所述重整腔，所述排烟腔的上部与所述燃烧腔连通，所述排烟腔的下部设置有排烟管；以及

补热燃烧器，所述补热燃烧器延伸进入所述燃烧腔并与所述燃烧腔连通，用于向所述燃烧腔输送补热燃料。

根据本发明的重整换热器，具有结构小巧、安全性好的特点，并且排烟腔包围重整腔，烟气在排出的图中对重整腔进行二次加热，回收了烟气中的热量，能量利用效率高。

进一步地，所述补热燃烧器上在所述燃烧腔内间隔预定距离设置有补热烧嘴。

进一步地，所述重整换热器还包括：

燃烧筒，所述燃烧筒构造为两端开口的筒状，所述燃烧筒内部的空间构成所述燃烧腔；

重整筒，所述重整筒构造为两端缩口的筒状，所述重整筒套设在所述燃烧筒外，所述重整筒的顶部设置有重整腔上封板，所述重整腔上封板连接至所述燃烧筒的顶端，所述重整筒的底部设置有重整腔下封板，所述重整腔下封板连接至所述燃烧筒的下部侧壁，所述重整筒和所述燃烧筒之间的空腔构成所述重整腔。