【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于固體氧化物燃燒電池，具體涉及一種用于sofc系統中的火焰燃燒器。
技術介紹
1、固體氧化物燃料電池(sofc)是一種不經過燃燒過程直接以電化學反應方式將燃料(如天然氣)的化學能直接轉化為電能的高效發電裝置。不同于太陽能發電、風力發電，sofc發電技術不受季節、氣候、地理位置、時間間歇性等的限制，只要通入天然氣、沼氣等燃料，sofc可以直接發電。另一方面，相對于傳統發電技術，sofc發電系統具有燃料來源廣、發電效率高、發電過程幾乎無nox排放、且便于co2捕集等優點。
2、目前sofc系統需要使用尾氣處理裝置對陽極尾氣進行處理，一方面可以實現能量回收，另一方面避免陽極尾氣污染環境。目前大部分系統采用催化燃燒器來處理陽極尾氣，但是催化燃燒需要一定的起活溫度，需要聯合電加熱器運行，增加了系統的復雜程度，而且催化燃燒器的壽命較短，通常2-3年需要更換，而且成本較高。或者有極少部分系統采用啟動燃燒器和穩定燃燒器聯用，也是造成系統復雜性和控制的復雜性。由于陽極和陰極尾氣的可燃物組分、溫度、流量變化非常大，同時要求燃燒器的壓損很低，因此設計一款可以在升溫至滿載運行所有工況下，都可以穩定運行，具有極大挑戰。并且在滿載情況下，陽極尾氣和陰極尾氣預熱溫度較高，在燃燒器緊湊的前提下，如何保證燃燒的局部高溫不與金屬壁面接觸，也是一大技術難題。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種用于sofc系統中的火焰燃燒器，通過側壁旋流孔和平面槽型旋流孔，增加燃料在燃燒室的
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種用于sofc系統中的火焰燃燒器，包括第一管件和第二管件，所述第一管件套設于第二管件的上端開口處，所述第一管件內設有燃燒室，所述第二管件內設有連接于第二管件上端開口處的旋流板，所述旋流板上設有與助燃劑的陰極尾氣連通的氧化劑孔和與可燃物的陽極尾氣連通的燃料孔，所述氧化劑孔和燃料孔分別連通燃燒室，所述氧化劑孔包括側壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述側壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上設有伸入燃燒室的點火針。
4、所述第二管件內還設有導流筒和下蓋板，所述下蓋板連接于第二管件的下端開口處，所述旋流板、下蓋板和第二管件圍合而成緩沖室，所述導流筒設置于緩沖室內并分別與旋流板和下蓋板連接，所述導流筒將緩沖室分隔為陽極尾氣緩沖腔和陰極尾氣緩沖腔，所述下蓋板上設有連通陽極尾氣緩沖腔的第一進氣口，所述第一進氣口與可燃物的陽極尾氣連通，所述第二管件上設有連通陰極尾氣緩沖腔的第二進氣口，所述第二進氣口與助燃劑的陰極尾氣連通。
5、所述旋流板上端面上設有旋流段、補燃段和主燃段，所述旋流段、補燃段和主燃段沿著燃燒室內側壁往中心軸方向依次連接并呈z字型結構；所述旋流段上設有若干呈圓周陣列分布的平面槽型旋流孔，所述補燃段上設有若干呈圓周陣列分布的側壁旋流孔，所述主燃段上設有若干燃料孔，所述點火針的端部設置在主燃段上；所述燃料孔孔徑為1～3mm，若干所述燃料孔之間的距離是孔徑的1.5～2.5倍；所述旋流段與中心軸的夾角為70～85°，所述補燃段與中心軸的夾角為30～60°，所述側壁旋流孔面積為平面槽型旋流孔面積的1/10～1/30。
6、進一步地，所述第二管件內還設有紊流板，所述紊流板呈環狀結構，所述紊流板橫置于陰極尾氣緩沖腔中，所述紊流板上設有紊流孔；所述紊流孔包括近端孔和遠端孔，所述近端孔靠近于第二進氣口，所述遠端孔遠離于第二進氣口，所述近端孔的孔徑小于遠端孔的孔徑。
7、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：(1)側壁旋流孔和平面槽型旋流孔的設置，可以增加燃料在燃燒室的停留時間，使燃燒更加穩定；(2)側壁旋流孔和平面槽型旋流孔阻礙了燃燒的高溫區域與燃燒室壁面直接接觸，使燃燒室壁面的材料溫度更低，避免高溫材料的選擇，降低燃燒器的制造成本；(3)側壁旋流孔采用大角度內旋的方式，可以避免燃料的分散，對于低熱值燃料的穩定燃燒具有非常好的效果；(4)通過面積的分配，90％～97％的極尾氣通過平面槽型旋流孔流出，主要是作為二次風進行補燃和降低燃燒溫度，剩下的陰極尾氣通過側壁旋流孔流出，使主燃區域的當量比盡可能控制在1左右。
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1.一種用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：包括第一管件和第二管件，所述第一管件套設于第二管件的上端開口處，所述第一管件內設有燃燒室，所述第二管件內設有連接于第二管件上端開口處的旋流板，所述旋流板上設有與助燃劑的陰極尾氣連通的氧化劑孔和與可燃物的陽極尾氣連通的燃料孔，所述氧化劑孔和燃料孔分別連通燃燒室，所述氧化劑孔包括側壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述側壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上設有伸入燃燒室的點火針。
2.根據權利要求1所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述第二管件內還設有導流筒和下蓋板，所述下蓋板連接于第二管件的下端開口處，所述旋流板、下蓋板和第二管件圍合而成緩沖室，所述導流筒設置于緩沖室內并分別與旋流板和下蓋板連接，所述導流筒將緩沖室分隔為陽極尾氣緩沖腔和陰極尾氣緩沖腔，所述下蓋板上設有連通陽極尾氣緩沖腔的第一進氣口，所述第一進氣口與可燃物的陽極尾氣連通，所述第二管件上設有連通陰極尾氣緩沖腔的第二進氣口，所述第二進氣口與助燃劑的陰極尾氣連通。
3.根據權利要求2所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特
4.根據權利要求3所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述旋流段上設有若干呈圓周陣列分布的平面槽型旋流孔，所述補燃段上設有若干呈圓周陣列分布的側壁旋流孔，所述主燃段上設有若干燃料孔，所述點火針的端部設置在主燃段上。
5.根據權利要求4所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述燃料孔孔徑為1～3mm，若干所述燃料孔之間的距離是孔徑的1.5～2.5倍。
6.根據權利要求5所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述旋流段與中心軸的夾角為70～85°，所述補燃段與中心軸的夾角為30～60°，所述側壁旋流孔面積為平面槽型旋流孔面積的1/10～1/30。
7.根據權利要求2所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述第二管件內還設有紊流板，所述紊流板呈環狀結構，所述紊流板橫置于陰極尾氣緩沖腔中，所述紊流板上設有紊流孔。
8.根據權利要求7所述的用于SOFC系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述紊流孔包括近端孔和遠端孔，所述近端孔靠近于第二進氣口，所述遠端孔遠離于第二進氣口，所述近端孔的孔徑小于遠端孔的孔徑。
...【技術特征摘要】
1.一種用于sofc系統中的火焰燃燒器，其特征在于：包括第一管件和第二管件，所述第一管件套設于第二管件的上端開口處，所述第一管件內設有燃燒室，所述第二管件內設有連接于第二管件上端開口處的旋流板，所述旋流板上設有與助燃劑的陰極尾氣連通的氧化劑孔和與可燃物的陽極尾氣連通的燃料孔，所述氧化劑孔和燃料孔分別連通燃燒室，所述氧化劑孔包括側壁旋流孔和平面槽型旋流孔，所述側壁旋流孔和平面槽型旋流孔的旋流方向相反，所述旋流板上設有伸入燃燒室的點火針。
2.根據權利要求1所述的用于sofc系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述第二管件內還設有導流筒和下蓋板，所述下蓋板連接于第二管件的下端開口處，所述旋流板、下蓋板和第二管件圍合而成緩沖室，所述導流筒設置于緩沖室內并分別與旋流板和下蓋板連接，所述導流筒將緩沖室分隔為陽極尾氣緩沖腔和陰極尾氣緩沖腔，所述下蓋板上設有連通陽極尾氣緩沖腔的第一進氣口，所述第一進氣口與可燃物的陽極尾氣連通，所述第二管件上設有連通陰極尾氣緩沖腔的第二進氣口，所述第二進氣口與助燃劑的陰極尾氣連通。
3.根據權利要求2所述的用于sofc系統中的火焰燃燒器，其特征在于：所述旋流板上端面上設有旋流段、補燃段和主燃段，所述旋流段、補燃段和主燃...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳錦芳，程峰，程佳，鄧枝成，凌宏達，宗杰文，黃錦華，葉城俊，范夢妍，包陽柳，鄭柱鋒，陳洛克，
申請(專利權)人：廣東佛燃科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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