[发明专利]一种尾气燃烧器、尾气处理系统及处理方法

说明书

本发明公开了一种尾气燃烧器、尾气处理系统及处理方法，其中，尾气处理器包括组成密封内腔的上极板和下极板，内腔一端留有阴极尾气入口，上极板的两侧，沿阴极尾气的流向，线性排列冷却气体排气孔，上极板的中部设有多个阴极尾气排气孔，阴极排气孔的开孔尺寸随阴极尾气的流向递减；上极板的中部还有贯穿于上极板与下极板的阳极尾气排气孔，上极板上方安装燃烧腔，形成燃烧室，用于为阴极尾气和阳极尾气提供燃烧空间，燃烧室上方有高温废气出口，燃烧室里面有点火装置；下极板上有旁路空气进气孔。本发明中的结构设计能够提高尾气燃烧器的安全性、可靠性，降低其制造成本，提升燃烧均匀性以及能够适应更宽的过量空气系数。

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，更具体的说是涉及一种尾气燃烧器、尾气处理系统及处理方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置，是几种燃料电池中，应用最广泛，且理论能量密度最高的一种。

目前，SOFC主要是以氢气作为燃料，考虑到在SOFC电堆内部不可能100％将输入的阳极气体反应完全，因此用于将电堆反应后的尾气进行进一步燃烧的尾气燃烧器是必要的。

当前，现有技术涉及到的SOFC尾气燃烧主要有三种形式：催化燃烧、预混燃烧、扩散燃烧。催化燃烧的燃烧器虽可以较好的提升燃烧效率，但因需要昂贵的催化剂而使制造成本大幅增加，并且这种燃烧方式会带来较大压损从而反过来影响整体效率；预混燃烧的燃烧器虽可使尾气与空气较充分、均匀混合，但其允许的过量空气系数及温度范围一般较小，且目前采用预混燃烧方案的尾气燃烧器为了改进上述缺陷，结构设计愈加复杂，对可靠性与寿命带来了不利影响；扩散燃烧的燃烧器组成通常较简单，不存在催化剂或多孔介质等成本较高的材料，但因对燃烧可靠性及安全性的保证几乎全部依靠设计，故结构设计难度很大，通常会因为设计不良存在回火和脱火等不稳定燃烧状况，且燃烧腔室会因燃烧分布不均存在明显的温度梯度，导致存在较大的热应力。

因此，随着相关产业的不断发展，如何提供一种新的尾气燃烧器、尾气处理系统及处理方法，以满足SOFC系统日渐提高的要求是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中尾气燃烧器存在的缺陷，本发明提供了一种结构简单的新型尾气燃烧器，以及包含尾气燃烧器的尾气处理系统以及处理方法，旨在提高安全性与可靠性，降低制造成本，提升燃烧均匀性以及能够适应更宽的过量空气系数。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本申请公开了一种尾气燃烧器，包括组成密封内腔的上极板和下极板，所述密封内腔的一端有阴极尾气入口，

所述上极板的两侧，沿所述阴极尾气的流向，线性排列冷却气体排气孔，

所述上极板的中部设有多个阴极尾气排气孔，所述阴极排气孔的开孔尺寸随所述阴极尾气的流向递减；所述上极板的中部还有贯穿于所述上极板与所述下极板的阳极尾气排气孔，

所述上极板上方安装燃烧腔，形成燃烧室，用于为所述阴极尾气和所述阳极尾气提供燃烧空间，所述燃烧室上方有高温废气出口，所述燃烧室里面有点火装置；

所述下极板上有旁路空气进气孔。

优选的，所述阴极尾气排气孔所在的平面高于所述阳极尾气排气孔所在的平面。

优选的，所述下极板下方有凸起结构一和凸起结构二，所述凸起结构一覆盖所述旁路空气进气孔形成密闭空间一，所述密闭空间一具有旁路空气入口；

所述凸起结构二覆盖所述阳极尾气排气孔形成密闭空间二，所述密闭空间二具有阳极尾气入口。

优选的，所述凸起结构一和所述凸起结构二组成一体式底扣板结构；