集成能源组件

摘要

一种能够产生热能和电能的集成能源组件,组件安装在壳体(110)中,组件包括燃料(156)和空气(112)输入管,一重整炉室(116),一燃料电池组(118),和一燃烧室(120)。含氧气体,如空气,沿通路(114)单方向引入组件,与在相邻通路中流动的,最好是反方向流动的,反应室产生的反应产品进行热交换,对输入的含氧气体预热。带有燃料喷口和含氧气体喷口的喷嘴(169)将这些气体喷注到重整炉室内,利用适当的装置实施点火。重整炉室产生的反应产品被输送到燃料电池,燃料电池利用反应室输出的氧气作为氧化气体耗用某些反应产品,如氢气。阴极和阳极之间的交换产生电流以及水,水通常以蒸汽的形式被吸收并排出燃料电池。燃料电池产生的电流可以输送到外部用户,氢气可以在后续的燃烧室中燃烧产生额外的热能供加热之用。在能源组件的另外一个实施例中,燃料电池用做移动反应器和氢气纯化装置。这个组件的主要产品除热能外还有纯氢。

主权项

1．一种能够将可燃燃料转换成热能和电能的集成能源组件，能源组件包括：一外壳；一穿过壳体延伸的燃料输入管，燃料输入管是用来输送供能源组件处理的可燃的燃料；一穿过壳体延伸的气体输入管，气体输入管是用来输送供能源组件处理的含氧气体；在燃烧之前对第一部分输入气体进行加热的装置；壳体中的用来燃烧输入燃料和对第一部分气体进行加热的一不完全氧化重整炉，重整炉工作在化学计量空气／燃料比小于大约0．8的条件下，重整炉包括接受输入燃料和加热后的第一部分气体的入口以及将含氢产品气体排出到排气口的出口，入口和出口是相同的或不同的；一端部靠近重整炉入口将输入燃料和加热后的第一部分气体注入重整炉的喷嘴，喷嘴包括燃料喷口和气体喷口，喷嘴可使注入的燃料和注入的气体与重整炉壁碰撞从而互相混合，燃料喷口和气体喷口是相同的或不同的；壳体中的一燃料电池，燃料电池可接受并且对至少部分来自重整炉排气管的含氢产品气体和第二部分输入气体进行电化学处理并且产生热能和电能，燃料电池包括至少一个阳极，至少一个阴极，一排放阳极废气的阳极气体通路，和一排放阴极废气的阴极气体通路，阳极和阴极用电解质层分隔开；一阴极端子和一阳极端子，阴极端子和阳极端子用来将燃料电池产生的电流输送给外部负载；和壳体中的用于接受并且利用第三部分输入气体燃烧部分燃料电池废气并且产生热能的一燃烧室，燃烧室工作在化学计量空气／燃料比至少在大约1．1的条件下。