[发明专利]尾气燃烧器

说明书

本发明公开了一种尾气燃烧器，包括值班火焰喷嘴、设置于值班火焰喷嘴外围的尾气喷嘴组件、设置于值班火焰喷嘴和尾气喷嘴组件后方的燃烧室以及设置于燃烧室外侧与燃烧室连通的二次风逆流通道，尾气喷嘴组件后端设置有尾气喷嘴，尾气喷嘴包括阳极尾气通道和阴极尾气通道，通过控制值班火焰喷嘴的燃烧程度来实现尾气喷嘴喷出尾气的稳定燃烧。本发明通过将值班火焰喷嘴设置于尾气燃烧器中心位置，将尾气喷嘴组件设置于值班火焰喷嘴外围，有利于值班火焰喷嘴引燃外侧的尾气，进而实现通过控制值班火焰喷嘴的燃烧程度来组织尾气进行稳定燃烧的目的。

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，尤其涉及一种可用于燃料电池的尾气燃烧器。

背景技术

燃料电池能够把燃料的化学能直接转化为电能，不受卡诺循环效应限制，属于一种高效发电技术。燃料电池在使用过程中会从阳极排出含有氢、一氧化碳等可燃气体(即阳极尾气)，同时也会从阴极排出氧气和氮气的混合气(即阴极尾气)。由于阳极尾气和阴极尾气均具有较高的热焓，因此，为提高燃料电池发电效率，并同时符合环保要求，一般会采取尾气燃烧的方式对燃料电池排出的尾气进行处理，同时，固体氧化物燃料电池在正常发电运行过程中，需对进入电池的燃料以及空气进行提前预热，燃料电池发电后，只有尾气进行回热利用，才能符合其高效洁净的优势。

燃料电池发电过程产生的阳极尾气中可燃气体(如氢、一氧化碳等)热值低，组分的含量变化很大。例如来自重整器的氢会与氧气发生电化反应生成水，使得可燃气体仅剩少量的氢、一氧化碳以及大量水分，进而使得阳极尾气的热值低，且组分发生了较大的变化。另外，燃料电池在运行过程中，工况的变化也会导致阳极尾气的组分与热值等参数发生变化。燃料电池在运行过程中，阳极尾气的组分和热值等参数发生变化，会导致尾气燃烧的稳定性难以控制，甚至会发生回火或熄火等现象，这些都将造成燃料电池无法正常工作，甚至造成损坏等安全事故。固体氧化物燃料电池在启动初期，通常需要燃烧燃料(如CH4)为其重整器提供所需热能，尾气燃烧器最好能够兼顾燃料的燃烧，简化系统。

因此，燃料电池的尾气燃烧器成为了燃料电池的一项关键技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的尾气燃烧器无法组织尾气，尤其是低热值尾气，组分参数变化时，进行稳定燃烧，进而无法在尾气燃烧过程中消除熄火、回火等安全隐患，另外，兼顾在重整器启动时燃料的燃烧。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种尾气燃烧器，包括值班火焰喷嘴、设置于所述值班火焰喷嘴外围的尾气喷嘴组件、设置于所述值班火焰喷嘴和所述尾气喷嘴组件后方的燃烧室以及设置于所述燃烧室外侧与所述燃烧室连通的二次风逆流通道，所述尾气喷嘴组件后端设置有尾气喷嘴，所述尾气喷嘴包括阳极尾气通道和阴极尾气通道，通过控制值班火焰喷嘴的燃烧程度，来实现所述尾气喷嘴喷出尾气的稳定燃烧。

优选地，所述值班火焰喷嘴包括由内而外依次套装的中心管、内套管和外套管，所述中心管与所述内套管之间形成一次风通道，所述内套管和外套管之间形成燃料通道，所述内套管和外套管之间后端设置有第一连接部，所述第一连接部上设置有燃料喷孔，所述燃料通道与所述燃烧室通过所述燃料喷孔连通，所述中心管内设置有脉冲点火器。

优选地，所述燃料喷孔为在所述第一连接部上均匀设置的多个第一微型孔道，所有所述第一微型孔道轴线均不与所述中心管中心轴线处于同一平面。

优选地，所述一次风通道和所述二次风逆流通道内均设置有旋转叶片。

优选地，所述尾气喷嘴组件包括套装于所述值班火焰喷嘴上的筒状结构，所述筒状结构前段通过腔室隔板隔成阳极集气室和阴极集气室，所述阳极集气室设置有阳极尾气入口，所述阴极集气室设置有阴极集气室入口，所述尾气喷嘴设置于所述筒状结构后段。