一种高效余热回收燃料电池用燃料处理器及使用方法

技术特征：
1.一种高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，包括组件燃料处理器外壳(6)及设置于组件燃料处理器外壳(6)内且依次连接的组件燃烧器(3)、组件二级蒸发器(4)、组件重整器(2)及组件一级蒸发器(5)，其中组件重整器(2)用于将醇类燃料通过催化重整反应转化为氢气；组件一级蒸发器(5)用于使液体醇类燃料转化为蒸汽醇类燃料；组件二级蒸发器(4)用于提升组件一级蒸发器(5)产出的蒸汽醇类燃料温度；组件燃烧器(3)为组件重整器(2)、组件一级蒸发器(5)及组件二级蒸发器(4)提供热能。2.根据权利要求1所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述组件燃烧器(3)包括燃烧器外壁(21)及设置于燃烧器外壁(21)内的燃烧室(17)、燃烧燃料流道(18)、空气均分结构(19)、组件电加热器(20)及尾气流道(16)，其中空气均分结构(19)、燃烧燃料流道(18)及组件电加热器(20)由内到外依次同轴设置且连接在燃烧室(17)的前端，燃烧室(17)的后端设有尾气流道(16)，燃烧器外壁(21)上设有与燃烧燃料流道(18)连通的燃烧燃料进口(31)；所述组件二级蒸发器(4)、组件重整器(2)及组件一级蒸发器(5)由前向后依次套设于尾气流道(16)的外侧。3.根据权利要求2所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述组件重整器(2)包括套设于所述尾气流道(16)的外侧的催化床层(15)，催化床层(15)的内外侧均设有组件热电转换器(8)，组件热电转换器(8)用于使热能转化为电能。4.根据权利要求3所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述催化床层(15)包括外圆周璧(13)、内圆周璧(14)、前分配璧(9)、后分配璧(12)及多个中间分配璧，其中外圆周璧(13)和内圆周璧(14)同轴设置形成用于填充催化剂的环形腔体，环形腔体的前后端分别设有前分配璧(9)和后分配璧(12)，环形腔体的内部通过多个等间距设置的中间分配璧依次间隔；外圆周璧(13)上设有氢气出口(22)。5.根据权利要求4所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述前分配璧(9)、后分配璧(12)及中间分配璧均为开筛孔的环形薄金属璧，且相邻两个分配璧上开筛孔的位置错开。6.根据权利要求3所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述组件热电转换器(8)与燃料电池系统辅助部件电控板通过带有绝缘层的金属导线相连。7.根据权利要求1所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述组件一级蒸发器(5)包括环形结构的一级蒸发室(29)及设置于一级蒸发室(29)上的液体燃料入口(23)和一级蒸汽出口(25)；所述组件二级蒸发器(4)包括环形结构的二级蒸发室(30)及设置于二级蒸发室(30)上的二级蒸汽入口(27)和二级蒸汽出口(28)；其中，一级蒸汽出口(25)通过设置于所述组件重整器(2)与所述组件燃料处理器外壳(6)之间的燃料蒸汽流道(26)与二级蒸汽入口(27)连通；二级蒸汽出口(28)与所述组件重整器(2)连通。8.根据权利要求1所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器，其特征在于，所述组件燃料处理器外壳(6)为一段金属空心管，且后端设有底板(7)。9.一种使用权利要求1-8任一项所述的高效余热回收燃料电池用燃料处理器的方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
醇类液体燃料进入组件一级蒸发器(5)内蒸发，醇类液体燃料蒸发所需热量由组件燃烧器(3)的燃烧尾气提供；通过组件一级蒸发器(5)蒸发后的一级蒸汽沿燃料蒸汽流道(26)进入二级蒸发室(30)内，升温变成二级蒸汽，二级蒸汽升温所需热量由组件燃烧器(3)的燃烧尾气提供；二级蒸汽随后进入组件重整器(2)内，在组件重整器(2)内部完成催化重整制氢过程，重整制氢过程消耗热量以及维持催化床层(15)温度消耗的热量均由组件燃烧器(3)的燃烧尾气提供。10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，通过设置于所述催化床层(15)内外侧的热电转换器(8)将燃烧尾气提供的多余热量部分转换为电能，且供燃料电池系统辅助部件使用。

技术总结
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种高效余热回收燃料电池用燃料处理器及使用方法。该燃料处理器包括组件燃料处理器外壳及设置于组件燃料处理器外壳内且依次连接的组件燃烧器、组件二级蒸发器、组件重整器及组件一级蒸发器，其中组件重整器用于将醇类燃料通过催化重整反应转化为氢气；组件一级蒸发器用于使液体醇类燃料转化为蒸汽醇类燃料；组件二级蒸发器用于提升组件一级蒸发器产出的蒸汽醇类燃料温度；组件燃烧器为组件重整器、组件一级蒸发器及组件二级蒸发器提供热能。本发明减少启动阶段辅助电源的使用，实现燃料电池系统减重、缩小体积的目的，提高燃料效率的同时也可以提高燃料电池系统的功率密度。也可以提高燃料电池系统的功率密度。也可以提高燃料电池系统的功率密度。


技术研发人员：孙海 田心瑶 陈兴 孙公权
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2022/12/30