[发明专利]催化燃烧器和具有该催化燃烧器的燃料重整器

说明书

本申请要求于2009年5月28日在韩国知识产权局提交的第10-2009-0046894号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种能够引起燃料的氧化并提高反应器的热效率的催化燃烧器和具有该催化燃烧器的燃料重整器。

背景技术

燃烧器是通过氧化燃料来产生热和高温气体的装置。从燃烧器产生的热和高温气体可以用于重整器的重整反应、预热燃料或水等等。可以将燃烧器制造成使得喷射到燃烧室中的燃料直接燃烧，通过氧化催化剂使燃料燃烧，等等。这里，在本发明的实施例中，将通过氧化催化剂使燃料被氧化的装置称作催化燃烧器。

催化燃烧器在比直燃型燃烧器(例如燃烧炉)的工作温度低的工作温度下使燃料通过接触催化剂而燃烧(或被氧化)。因此，为了提高效率，通常将催化燃烧器制造成具有比直接燃烧器的空速快的空速。另外，与直燃型燃烧器相比，催化燃烧器的操作更经济，并产生更少的氧化氮。

另外，催化燃烧器使燃料以相对低的温度燃烧。然而，在催化燃烧器中，与直燃型燃烧器相比，难以使燃料完全燃烧。如果在催化燃烧器中燃烧氧化速率低，则从催化燃烧器产生的废气中包含大量的未燃烧的燃料、由未燃烧的燃料的部分氧化产生的一氧化碳和蒸汽。

发明内容

本发明的实施例的一方面涉及一种通过利用双氧化结构能够引起燃料的完全氧化并提高反应器的热效率的催化燃烧器。

本发明的实施例的另一方面涉及一种通过利用双氧化结构和双燃料结构能够引起燃料的完全氧化并提高反应器的热效率的催化燃烧器。

本发明的实施例的又一方面涉及一种具有上述催化燃烧器的燃料重整器。

根据本发明的实施例，提供了一种催化燃烧器。该催化燃烧器包括：壳体，具有双层管形状的圆筒状第一反应部和围绕所述第一反应部的第二反应部，所述壳体具有用于将第一燃料和氧化剂供给到所述第一反应部的第一开口和通过其将所述第二反应部中的废气排出的第二开口，所述第一开口位于所述第一反应部的第一侧，所述第二开口位于所述第二反应部的第一侧，所述第一反应部和所述第二反应部在所述第一反应部的第二侧和所述第二反应部的第二侧彼此相连，使得所述第一反应部中的流体流动的方向与所述第二反应部中的流体流动的方向相反；催化剂层，设置在所述第一反应部中；网格层，插入到所述第二反应部中。

在一个实施例中，所述催化剂层设置在所述第一反应部的后端部，所述网格层被设置成与所述催化剂层相邻，使得所述网格层据此被来自所述第一反应部的热量加热。

根据本发明的另一实施例，提供了一种催化燃烧器，该催化燃烧器包括：壳体，具有双层管形状的圆筒状第一反应部和围绕所述第一反应部的第二反应部，所述壳体具有用于将第一燃料和氧化剂供给到所述第一反应部的第一开口和通过其将所述第二反应部中的废气排出的第二开口，所述第一开口位于所述第一反应部的第一侧，所述第二开口位于所述第二反应部的第一侧，所述第一反应部和所述第二反应部在所述第一反应部的第二侧和所述第二反应部的第二侧彼此相连，使得所述第一反应部中的流体流动的方向与所述第二反应部中的流体流动的方向相反；第一催化剂层，设置在所述第一反应部中；第二催化剂层，设置在所述第二反应部中。

在一个实施例中，所述催化剂层被设置在所述第一反应部的后端部。第二催化剂层可以包括网格层和与所述网格层结合的活性材料。此外，在所述第二催化剂层中使用的活性材料的活性材料量比所述第一催化剂层中的少。在一个实施例中，可以以每1cc所述网格层大约0.01g至大约0.4g的密度来涂覆所述第二催化剂层的活性材料。

根据本发明的又一实施例，提供了一种催化燃烧器，该催化燃烧器包括：壳体，具有双层管形状的圆筒状第一反应部和围绕所述第一反应部的第二反应部，所述壳体具有用于将第一燃料和氧化剂供给到所述第一反应部的第一开口和通过其将所述第二反应部中的废气排出的第二开口，所述第一开口位于所述第一反应部的第一侧，所述第二开口位于所述第二反应部的第一侧，所述第一反应部和所述第二反应部在所述第一反应部的第二侧和所述第二反应部的第二侧彼此相连，使得所述第一反应部中的流体流动的方向与所述第二反应部中的流体流动的方向相反；第一催化剂层，设置在所述第一反应部中；网格层，设置到所述第二反应部中；燃料供给通路，用于在所述第一反应部和所述第二反应部之间供给第二燃料。