【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体氧化物燃烧电池，具体涉及一种用于sofc系统中的火焰燃烧器。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(sofc)是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料(如天然气)的化学能直接转化为电能的高效发电装置。不同于太阳能发电、风力发电，sofc发电技术不受季节、气候、地理位置、时间间歇性等的限制，只要通入天然气、沼气等燃料，sofc可以直接发电。另一方面，相对于传统发电技术，sofc发电系统具有燃料来源广、发电效率高、发电过程几乎无nox排放、且便于co2捕集等优点。
2、目前sofc系统需要使用尾气处理装置对阳极尾气进行处理，一方面可以实现能量回收，另一方面避免阳极尾气污染环境。目前大部分系统采用催化燃烧器来处理阳极尾气，但是催化燃烧需要一定的起活温度，需要联合电加热器运行，增加了系统的复杂程度，而且催化燃烧器的寿命较短，通常2-3年需要更换，而且成本较高。或者有极少部分系统采用启动燃烧器和稳定燃烧器联用，也是造成系统复杂性和控制的复杂性。由于阳极和阴极尾气的可燃物组分、温度、流量变化非常大，同时要求燃烧器的压损很低，因此设计一款可以在升温至满载运行所有工况下，都可以稳定运行，具有极大挑战。并且在满载情况下，阳极尾气和阴极尾气预热温度较高，在燃烧器紧凑的前提下，如何保证燃烧的局部高温不与金属壁面接触，也是一大技术难题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于sofc系统中的火焰燃烧器，通过侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔，增加燃料在燃烧室的
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种用于sofc系统中的火焰燃烧器，包括第一管件和第二管件，所述第一管件套设于第二管件的上端开口处，所述第一管件内设有燃烧室，所述第二管件内设有连接于第二管件上端开口处的旋流板，所述旋流板上设有与助燃剂的阴极尾气连通的氧化剂孔和与可燃物的阳极尾气连通的燃料孔，所述氧化剂孔和燃料孔分别连通燃烧室，所述氧化剂孔包括侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上设有伸入燃烧室的点火针。
4、所述第二管件内还设有导流筒和下盖板，所述下盖板连接于第二管件的下端开口处，所述旋流板、下盖板和第二管件围合而成缓冲室，所述导流筒设置于缓冲室内并分别与旋流板和下盖板连接，所述导流筒将缓冲室分隔为阳极尾气缓冲腔和阴极尾气缓冲腔，所述下盖板上设有连通阳极尾气缓冲腔的第一进气口，所述第一进气口与可燃物的阳极尾气连通，所述第二管件上设有连通阴极尾气缓冲腔的第二进气口，所述第二进气口与助燃剂的阴极尾气连通。
5、所述旋流板上端面上设有旋流段、补燃段和主燃段，所述旋流段、补燃段和主燃段沿着燃烧室内侧壁往中心轴方向依次连接并呈z字型结构；所述旋流段上设有若干呈圆周阵列分布的平面槽型旋流孔，所述补燃段上设有若干呈圆周阵列分布的侧壁旋流孔，所述主燃段上设有若干燃料孔，所述点火针的端部设置在主燃段上；所述燃料孔孔径为1～3mm，若干所述燃料孔之间的距离是孔径的1.5～2.5倍；所述旋流段与中心轴的夹角为70～85°，所述补燃段与中心轴的夹角为30～60°，所述侧壁旋流孔面积为平面槽型旋流孔面积的1/10～1/30。
6、进一步地，所述第二管件内还设有紊流板，所述紊流板呈环状结构，所述紊流板横置于阴极尾气缓冲腔中，所述紊流板上设有紊流孔；所述紊流孔包括近端孔和远端孔，所述近端孔靠近于第二进气口，所述远端孔远离于第二进气口，所述近端孔的孔径小于远端孔的孔径。
7、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔的设置，可以增加燃料在燃烧室的停留时间，使燃烧更加稳定；(2)侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔阻碍了燃烧的高温区域与燃烧室壁面直接接触，使燃烧室壁面的材料温度更低，避免高温材料的选择，降低燃烧器的制造成本；(3)侧壁旋流孔采用大角度内旋的方式，可以避免燃料的分散，对于低热值燃料的稳定燃烧具有非常好的效果；(4)通过面积的分配，90％～97％的极尾气通过平面槽型旋流孔流出，主要是作为二次风进行补燃和降低燃烧温度，剩下的阴极尾气通过侧壁旋流孔流出，使主燃区域的当量比尽可能控制在1左右。
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1.一种用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：包括第一管件和第二管件，所述第一管件套设于第二管件的上端开口处，所述第一管件内设有燃烧室，所述第二管件内设有连接于第二管件上端开口处的旋流板，所述旋流板上设有与助燃剂的阴极尾气连通的氧化剂孔和与可燃物的阳极尾气连通的燃料孔，所述氧化剂孔和燃料孔分别连通燃烧室，所述氧化剂孔包括侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上设有伸入燃烧室的点火针。
2.根据权利要求1所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述第二管件内还设有导流筒和下盖板，所述下盖板连接于第二管件的下端开口处，所述旋流板、下盖板和第二管件围合而成缓冲室，所述导流筒设置于缓冲室内并分别与旋流板和下盖板连接，所述导流筒将缓冲室分隔为阳极尾气缓冲腔和阴极尾气缓冲腔，所述下盖板上设有连通阳极尾气缓冲腔的第一进气口，所述第一进气口与可燃物的阳极尾气连通，所述第二管件上设有连通阴极尾气缓冲腔的第二进气口，所述第二进气口与助燃剂的阴极尾气连通。
3.根据权利要求2所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特
4.根据权利要求3所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流段上设有若干呈圆周阵列分布的平面槽型旋流孔，所述补燃段上设有若干呈圆周阵列分布的侧壁旋流孔，所述主燃段上设有若干燃料孔，所述点火针的端部设置在主燃段上。
5.根据权利要求4所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述燃料孔孔径为1～3mm，若干所述燃料孔之间的距离是孔径的1.5～2.5倍。
6.根据权利要求5所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流段与中心轴的夹角为70～85°，所述补燃段与中心轴的夹角为30～60°，所述侧壁旋流孔面积为平面槽型旋流孔面积的1/10～1/30。
7.根据权利要求2所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述第二管件内还设有紊流板，所述紊流板呈环状结构，所述紊流板横置于阴极尾气缓冲腔中，所述紊流板上设有紊流孔。
8.根据权利要求7所述的用于SOFC系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述紊流孔包括近端孔和远端孔，所述近端孔靠近于第二进气口，所述远端孔远离于第二进气口，所述近端孔的孔径小于远端孔的孔径。
...【技术特征摘要】
1.一种用于sofc系统中的火焰燃烧器，其特征在于：包括第一管件和第二管件，所述第一管件套设于第二管件的上端开口处，所述第一管件内设有燃烧室，所述第二管件内设有连接于第二管件上端开口处的旋流板，所述旋流板上设有与助燃剂的阴极尾气连通的氧化剂孔和与可燃物的阳极尾气连通的燃料孔，所述氧化剂孔和燃料孔分别连通燃烧室，所述氧化剂孔包括侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述侧壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上设有伸入燃烧室的点火针。
2.根据权利要求1所述的用于sofc系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述第二管件内还设有导流筒和下盖板，所述下盖板连接于第二管件的下端开口处，所述旋流板、下盖板和第二管件围合而成缓冲室，所述导流筒设置于缓冲室内并分别与旋流板和下盖板连接，所述导流筒将缓冲室分隔为阳极尾气缓冲腔和阴极尾气缓冲腔，所述下盖板上设有连通阳极尾气缓冲腔的第一进气口，所述第一进气口与可燃物的阳极尾气连通，所述第二管件上设有连通阴极尾气缓冲腔的第二进气口，所述第二进气口与助燃剂的阴极尾气连通。
3.根据权利要求2所述的用于sofc系统中的火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流板上端面上设有旋流段、补燃段和主燃段，所述旋流段、补燃段和主燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦芳，程峰，程佳，邓枝成，凌宏达，宗杰文，黄锦华，叶城俊，范梦妍，包阳柳，郑柱锋，陈洛克，
申请(专利权)人：广东佛燃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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