一种一体式SOFC燃料外重整反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体式SOFC燃料外重整反应器，解决了现有系统结构复杂、管路布置繁琐的弊端，其技术方案要点是包括有罐体，罐体包括有输入端和输出端；还包括有安装在罐体两端的氧气进气管、尾气进气管、燃料气进气管、第一出气管、第二出气管以及循环水进出管，罐体内设置有进行燃料气重整的内芯腔、进行尾气燃烧处理的环形内腔及盘管，本实用新型专利技术的一种一体式SOFC燃料外重整反应器，结构简单、空间及系统管路布置简化，更加环保节能、使用便捷。捷。捷。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式SOFC燃料外重整反应器


[0001]本技术涉及SOFC发电系统，特别涉及一种一体式SOFC燃料外重整反应器。

技术介绍

[0002]SOFC当以氢气为最终的燃料选择时，发电后只产生水气，对环境最为友善，但是氢气的制备、运输、存储等都比较困难，所以SOFC退而求其次，使用其它碳氢燃料也能工作，但是在这些碳氢燃料进入SOFC电堆之前，必须要经过适当的重整，将其重整为小分子的氢气和一氧化碳，然后进入电化学反应核心，产生电能，这就需要一个重整场所，重整器。在重整之前，这些碳氢燃料要进行预热，重整时的温度都是几百摄氏度，热量的来源可以由SOFC发电排出来的尾气提供，这就要有一个热交换的场所
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热交换器；SOFC发电排出的尾气含有SOFC发电时没有参加电化学反应的剩余燃料气，如氢气、一氧化碳等，不能将它们直接排到大气中，需要燃烧掉，此时就需要一个燃烧场所
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燃烧器，通常情况下是将重整器、热交换器、燃烧器这三个器件单独加工，分别串接在SOFC发电的管路中，以实现三种不同的功能，这也带来了整体系统结构复杂，管路布置繁琐的弊端，还有待改进的空间。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种一体式SOFC燃料外重整反应器，结构简单、空间及系统管路布置简化，更加环保节能、使用便捷。
[0004]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0005]一种一体式SOFC燃料外重整反应器，包括有罐体，所述罐体包括有输入端和输出端；还包括有
>[0006]内芯腔，沿罐体长度方向开设于罐体内部，填充有燃料气重整用催化剂；
[0007]环形内腔，沿罐体长度方向开设于罐体内部且环设于内芯腔，与内芯腔之间通过导热腔壁相互隔离，且环形内腔内填充有用于尾气处理的三元催化剂；
[0008]盘管，设置于环形内腔内，连通连接于罐体的两端，用于供循环水流通；
[0009]氧气进气管，固定连接于罐体的输入端，且连通连接于环形内腔，用于接入空气进入环形内腔；
[0010]尾气进气管和第一出气管，分别固定连接于罐体的输入端和输出端，且连通连接于环形内腔，用于接入尾气流通于环形内腔并输出；
[0011]燃料气进气管和第二出气管，分别固定连接于罐体的输入端和输出端，且连通连接于内芯腔，用于接入燃料气流通于内芯腔并输出；
[0012]循环水进出管，固定安装于罐体的两端，且连接于盘管的两端，用于接入循环水流通于盘管内。
[0013]作为优选，所述罐体为圆柱形壳状，所述内芯腔开设于所述罐体的中心，与所述罐体共中心轴。
[0014]作为优选，所述盘管呈螺旋状环抱于所述内芯腔。
[0015]作为优选，所述罐体的两端沿轴向向外侧延伸有连通连接于内芯腔的凸台，所述燃料气进气管及第二出气管分别固定连接于两端的凸台。
[0016]作为优选，所述内芯腔于两端凸台的内侧安装有分隔块，所述分隔块周向抵接于所述凸台的内侧壁，重整用催化剂填充于两端所述分隔块之间，所述分隔块表面开设有若干通气孔。
[0017]作为优选，所述环形内腔于靠近罐体的两端内侧壁安装有环形挡块，所述环形挡块外缘周向抵接于所述罐体的内侧壁、内缘周向抵接于导热腔壁，三元催化剂填充于两端所述环形挡块之间，所述环形挡块的表面开设有若干通孔。
[0018]综上所述，本技术具有以下有益效果：
[0019]通过在同一罐体内部设置内芯腔和环设于内芯腔的环形内腔，可实现在罐体内燃料气的重整、尾气的燃烧处理，并且通过环设，可通过热传导将高温尾气的热量传递至内芯腔中的燃料气，实现热交换，能为燃料气的重整提供预热的部分热能，形成一个综合功能体，有效节省空间，简化了系统管路步骤，更加环保节能。
附图说明
[0020]图1为本反应器的结构示意图；
[0021]图2为本反应器的剖视示意图。
[0022]图中：1、罐体；11、凸台；2、内芯腔；21、分隔块；3、环形内腔；31、环形挡块；4、盘管；51、氧气进气管；52、尾气进气管；53、第一出气管；61、燃料气进气管；62、第二出气管；7、循环水进出管。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0024]根据一个或多个实施例，公开了一种一体式SOFC燃料外重整反应器，如图1及图2所示，包括有罐体1，罐体1包括有输入端和输出端。还包括有安装在罐体1两端的氧气进气管51、尾气进气管52、燃料气进气管61、第一出气管53、第二出气管62以及循环水进出管7。罐体1内设置有内芯腔2、环形内腔3及盘管4。
[0025]如图1及图2所示，罐体1呈圆柱壳状，内芯腔2沿罐体1的长度方向开设于罐体1的内部，用于填充燃料气重整用催化剂，且内芯腔2开设于罐体1的中心，与罐体1共中心轴。环形内腔3沿罐体1长度方向设置，环设于内芯腔2，与内芯腔2之间通过导热腔壁相隔离，环形内腔3中填充有用于尾气处理的三元催化剂。
[0026]盘管4设置于环形内腔3，且连通连接于罐体1的两端，用于供循环水流通，优选呈螺旋状环保于内芯腔2，增大盘管4中循环水在罐体1内的长度。循环水进出管7与环形内腔3相连通连接，盘管4与罐体1两端的循环水进出管7相连通连接，用于接入水源循环于环形内腔3中。通过盘管4中流通循环水，可对罐体1内温度进行综合调节，螺旋状盘设的设计可增大接触面积，能增加调节的精度，便于调控，能有有效避免温度失控。
[0027]燃料气进气管61固定安装于罐体1的输入端，且连通连接于内芯腔2，第二出气管62固定安装于罐体1的输出端，连通连接于内芯腔2，通过燃料气进气管61和第二出气管62，可将燃料气接入内芯腔2内，经过在内芯腔2内相对应反应后从第二出气管62输出，形成罐
体1内燃料气的输入流通。罐体1的两端沿轴向向外侧延伸有凸台11，凸台11与内芯腔2相连通，且内侧与内芯腔2同轴等径。燃料气进气管61和第二出气管62固定连接于凸台11表面，优选设置于凸台11的中心。
[0028]内芯腔2的两端内侧安装有分隔块21，分隔块21轴向抵接在凸台11的内侧壁，重整用催化剂填充在两端的分隔块21之间，用于将重整用催化剂进行固定，与燃料气进气管61及第二出气管62隔离。分隔块21的表面间隔开设有若干通气孔。
[0029]尾气进气管52和氧气进气管51固定安装在罐体1的输入端，第一出气管53固定安装于罐体1的输出端，且尾气进气管52、氧气进气管51和第一出气管53均连通连接于环形内腔3，用于接入尾气和空气在环形内腔3内进行对应反应并输出，实现对尾气的输入流通。环形内腔3于靠近罐体1的两端内侧壁安装有环形挡块31，环形挡块31外缘周向抵接于罐体1的内侧壁、内缘周向抵接于导热腔壁，三元催化剂填充在两端的环形挡块31之间，环形挡块31的表面开设有若干通孔，实现三元催化剂与尾气进气管52、氧气进气管51、第一出气管53的分隔同时便于气体的流通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式SOFC燃料外重整反应器，其特征是：包括有罐体，所述罐体包括有输入端和输出端；还包括有内芯腔，沿罐体长度方向开设于罐体内部，填充有燃料气重整用催化剂；环形内腔，沿罐体长度方向开设于罐体内部且环设于内芯腔，与内芯腔之间通过导热腔壁相互隔离，且环形内腔内填充有用于尾气处理的三元催化剂；盘管，设置于环形内腔内，连通连接于罐体的两端，用于供循环水流通；氧气进气管，固定连接于罐体的输入端，且连通连接于环形内腔，用于接入空气进入环形内腔；尾气进气管和第一出气管，分别固定连接于罐体的输入端和输出端，且连通连接于环形内腔，用于接入尾气流通于环形内腔并输出；燃料气进气管和第二出气管，分别固定连接于罐体的输入端和输出端，且连通连接于内芯腔，用于接入燃料气流通于内芯腔并输出；循环水进出管，固定安装于罐体的两端，且连接于盘管的两端，用于接入循环水流通于盘管内。2.根据权利要求1所述的一体式SOFC燃料外重整反应器，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀成，陈德强，武永昌，
申请(专利权)人：中弗无锡新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：