CN108461781A - 启动燃料电池设备的方法以及燃料电池设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及启动燃料电池设备的方法,燃料电池设备包括燃料处理器和燃料电池,燃料处理器包括如下元件:第一蒸发器、重整器、水‑气转换反应器、PrOx反应器、第一热交换器、后燃烧器和启动燃烧器,该方法包括:电加热燃料处理器中的加热设备,以加热第一气体;使加热的第一气体循环通过至少第一热交换器和后燃烧器而将燃料处理器的元件加热到固定操作温度;在启动燃烧器中催化燃烧雾化或蒸发的燃料,然后在后燃烧器中补燃氢气,用于进一步加热第一气体;将燃料引入燃料处理器的预加热元件中并停止启动燃烧器中的催化燃烧;在燃料处理器的元件中启动反应,直到从PrOx反应器出来的气体具有给定的CO含量;接通燃料电池。本发明还涉及燃料电池设备。

Description

启动燃料电池设备的方法以及燃料电池设备
技术领域
本发明涉及一种启动燃料电池设备的方法以及一种燃料电池设备。
背景技术
从例如DE 203 20 913 U1中已知了一种启动燃料电池设备的方法以及一种燃料电池设备。已知的燃料电池设备包括燃料贮器、加热单元和燃料电池装置。加热单元是通过产生热水和/或热空气而与燃料电池装置分开执行且可以专门用于启动燃料电池装置的加热单元。燃料电池设备可以利用由丁烷或丙烷构成的主燃料操作,丁烷和丙烷一般也可用在气体燃烧器中。此外,燃料电池设备可以包括在重启之后对燃料电池进行预加热的潜热存储设施。在该情形中,首先将重整器加热,随后通过重整器中加热的气体将燃料电池加热。
作为替代,DE 203 20 913还披露了一种利用电能操作的加热单元。此外,该公开文献构想了用于对重整器和燃料电池进行加热的其它热源,尤其是电热源。所提出的系统是笨重的而且需要大量空间。此外,其不适用于利用丙二醇操作的燃料电池。
EP 1 703 578 A1披露了一种具有外部燃烧器的重整器/燃料电池系统以及一种启动该重整器/燃料电池系统的方法。该重整器/燃料电池系统的启动需要布置在系统外部用于产生热排出气的燃烧器。这样产生的排出气被引导通过重整器/燃料电池系统的一部分,以便于将重整器/燃料电池系统的元件加热到给定温度。设置专门用于启动该系统的燃烧器意味着该系统需要额外的燃烧器,因而具有增大的体积。此外,在启动阶段结束之后,必须阻止过程气体回流到启动燃烧器中,因而需要额外的阀。另外,在该燃烧器中频繁地形成灰粒,所述灰粒可以沉积在下游的重整器系统中。灰粒覆盖住催化涂层降低了催化涂层的效率和寿命,且减少了热交换器中可能的热传递。这显著增加了该系统的维护需求。
发明内容
本发明所要解决的问题是消除现有技术中的缺陷。更特别地,要详细说明一种有效的启动燃料电池设备的方法,所述燃料电池设备的元件还可以在该燃料电池设备的维持操作中使用。
本发明所要解决的问题通过根据本发明的用于启动燃料电池设备的方法和燃料电池设备的特征来解决。
根据本发明,详细说明了一种启动包括燃料处理器和燃料电池的燃料电池设备的方法,其中,燃料处理器包括如下元件:蒸发器、布置在蒸发器下游的重整器、水-气转换反应器、PrOx反应器、第一热交换器和启动燃烧器,其中,该方法包括如下步骤:
a)将燃料处理器中的加热设备进行电加热,以将第一气体加热,
b)通过使被加热的第一气体循环通过至少后燃烧器和第一热交换器来将燃料处理器的元件加热到固定操作温度,
c)在启动燃烧器中催化燃烧雾化或蒸发的燃料,然后在后燃烧器中补燃氢气,用于经由至少一个热交换器对第一气体进行进一步加热,
d)将燃料引入燃料处理器的预加热元件中,并停止启动燃烧器中的催化燃烧,
e)在燃料处理器的元件中启动至少一个反应,直到从PrOx反应器出来的气体具有给定的CO含量,以及
f)接通燃料电池。
“燃料处理器”应该理解为意思是一种串联的反应器设备,其中,燃料在其中通过一个或多个反应进行转化,从而产生可以被引入到燃料电池中的含有氢的气体。在这些反应中,特别需要的是,将CO含量降低到给定含量。特别地,合适的燃料是丙二醇。第一气体包含氧气。燃料处理器包括燃料在其中被蒸发的蒸发器。优选地,在蒸发器中将丙二醇/水的混合物蒸发。这里的“蒸发”还意味着产生过热蒸汽。
一个燃料处理器元件是重整器。在重整器中,蒸发的燃料、第二气体与添加的第一气体一起被重整,以便于产生包含氢的第三气体。特别地,第三气体含有一定比例的一氧化碳、二氧化碳、水和氮气。重整器与后燃烧器进行热交换,因此后燃烧器可以用作重整器的加热器。
另一个燃料处理器元件是所谓的水-气转换反应器。第三气体与添加的第一气体在水-气转换反应器中被转换成包含低比例一氧化碳的第四气体。第四气体与进一步添加的第一气体一起被引入到所谓的PrOx反应器(另一个燃料处理器元件)中,在那里被转换成第五气体。在PrOx反应器中,进一步降低一氧化碳的含量,尤其是通过优选的氧化一氧化碳来进一步降低一氧化碳的含量。然后可以将在PrOx反应器中产生的第五气体引入到燃料电池中。第五气体含有氢,利用燃料电池中的氧化剂从第五气体中获得电能和水。
此外,燃料处理器至少包括第一热交换器,该第一热交换器布置成利用它可以对蒸发器进行加热。另外,燃料处理器包括可以利用燃料操作的启动燃烧器。在步骤a)和b)中,通过使被加热的第一气体循环、通过流入蒸发器中的第一气体加热第一热交换器、然后使该第一气体循环通过燃料处理器元件中的重整器、水-气转换反应器和PrOx反应器来将燃料处理器元件加热。流过后燃烧器的被加热的第一气体对重整器进行加热。该方法仅仅利用还可在燃料电池设备的维持操作中使用的元件。该方法不产生限制燃料电池设备的操作的任何无关物质,尤其是任何灰粒。
优选地,该方法还包括在启动燃烧器的下游引入燃料以及将引入到后燃烧器中的氢气和燃料补燃的步骤。将燃料进一步供应到后燃烧器升高了引导通过第一热交换器的气体的温度并增加了重整器的热量。
在又一种配置中,该方法还包括,在步骤c)中:使用具有催化涂层的第一热交换器以及在后燃烧器的下游引入燃料并在具有催化涂层的第一热交换器中催化燃烧燃料。第一热交换器中的催化燃烧产生了可以直接使用(在该情况中,用于加热蒸发器)的进一步的热量。这使得流过蒸发器的第一气体达到升高的温度。
合适地,所使用的燃料是丙二醇/水的混合物。所使用的第一气体优选是空气。
合适地,燃料处理器包括第二热交换器,该第二热交换器对启动燃烧器上游的第一气体进行加热并对重整器下游和水-气转换反应器上游的气体进行冷却。因此,第一气体可以在启动燃烧器上游已经被预加热,尤其是从步骤d)开始;同时,可以在各个燃料处理器元件之间建立限定的温度曲线。
在一种尤其优选的配置中,在启动燃烧器中,可选地,加热设备被电加热或者燃料被催化燃烧。在启动燃烧器中设置加热设备和用于催化燃烧的单元再次增加了燃料电池设备的集成程度,因为以这种方式可以避免另外的单独单元。
在一种合适的配置中,还可以在燃料电池的操作期间接通启动燃烧器。如果第一气体继续流过启动燃烧器,则可以在无需设置另外的元件的情况下避免不期望的回流,尤其是氢的回流。
本发明另外还涉及一种具有燃料处理器和燃料电池的燃料电池设备,包括:
蒸发器,
布置在蒸发器下游的重整器,
水-气转换反应器,
PrOx反应器,和
第一热交换器,
其中,燃料处理器包括启动燃烧器以及布置在PrOx反应器下游和第一热交换器上游的下游后燃烧器,其中,第一热交换器具有与蒸发器的热传递连接。因此,可以使用已经产生的热量用于燃料的蒸发。更特别地,已经产生的热量用在需要的地方。因此,提高了燃料电池设备的效率。
在本发明的上下文中的“热传递连接”应该理解为意思是在具有热传递连接的元件之间发生热交换。合适地,具有热传递连接的两个元件布置在共用的壳体中或者彼此堆叠,或者其中一个元件集成到另一个元件中。
优选地,启动燃烧器包括用于对第一气体进行加热的加热设备和用于对燃料进行催化燃烧的单元。加热设备可以包括热量存储设施和/或电加热单元。因此,启动燃烧器既适合于产生用于第一启动阶段的低温,也适合于产生用于第二启动阶段的较高温度。这种设计的启动燃烧器还可以另外用在燃料电池的操作期间,用于调节燃料电池设备的温度或用于调节来自于燃料电池的排出气。
根据本发明的燃料电池设备实现了高度集成。可以以最佳的方式利用废热。燃料电池设备可以以无灰方式操作。这显著降低了用于燃料电池设备的维护工作的强度。
在一种有利的配置中,启动燃烧器至少具有一个第一腔室和一个第二腔室,第一腔室具有用于催化燃烧的催化涂层,第二腔室设计成用于气体的预加热。第一腔室可以布置第二腔室中。催化涂层适合于燃烧雾化的或蒸发的丙二醇/水混合物。优选地,其还适合于氢气的燃烧。如果存在不足的负压,该特征确保了没有未燃烧的氢气可以通过启动燃烧器从燃料电池设备逸出。
优选地,用于燃料的雾化或蒸发的单元连接在启动燃烧器的第一腔室的上游。用于雾化或蒸发的该单元可以是启动燃烧器的一部分。
合适地,第一热交换器包括用于燃料的催化燃烧的单元。该单元尤其可以包括内表面的催化涂层和/或布置在第一热交换器内的板的催化涂层,在该催化涂层上燃料催化燃烧。
在另一种合适的配置中,后燃烧器具有与重整器的热传递连接。因此,重整器可以由后燃烧器加热。
在本发明的上下文中的“热传递连接”应该理解成意思是在具有热传递连接的元件之间发生热交换。合适地,具有热传递连接的两个元件布置在共用的壳体中或者彼此堆叠,或者其中元件集成到另一个元件中。
在另一种配置中,PrOx反应器具有与第二蒸发器的热传递连接,第二蒸发器设计成用于燃料的蒸发,其中,被蒸发的燃料可以在重整器的上游引入。在PrOx反应器中,由PrOx反应产生热量,优选通过氧化反应产生热量。因此产生的热量可以用于燃料的进一步蒸发。这进一步增强了燃料电池设备的效率。
合适地,第二热交换器布置在启动燃烧器上游,第二热交换器是设计成用于冷却重整器下游和水-气转换反应器上游的气体的逆流式热交换器。第二热交换器可以同时对离开重整器的气体(即第三气体)在其进入水-气转换反应器中之前进行冷却,并同时对要被引入到启动燃烧器中的第一气体,尤其是空气进行预加热。
在又一种配置中,水-气转换反应器连接到第三热交换器,第三热交换器设计成用于对第一气体进行预加热,其中,在启动燃烧器与后燃烧器之间设置有用于被加热的第一气体的供应管道。因此,该第三热交换器用于对水-气转换反应器进行冷却,同时对将要被引入到后燃烧器中的第一气体进行加热。
合适地,在PrOx反应器的下游设置有三通阀,来自于PrOx反应器的排出气可以通过所述三通阀被引到启动燃烧器的上游、通过燃料电池的旁路被引到启动燃烧器的下游、或者通过燃料电池被引到启动燃烧器的下游。
这种三通阀能够在燃料电池设备的不同操作状态之间往复切换。该阀增加了燃料电池设备的集成程度。当将来自于PrOx反应器的排出气引到启动燃烧器上游时,燃料处理器元件可以被首先加热到第一操作温度,使得可以启动燃料处理器元件中的反应。借助于通过旁路引导,可以调节燃料处理器元件中的反应,使得来自于PrOx反应器的排出气具有对于引入燃料电池中而言所必要的成分。接通燃料电池,开始燃料电池的操作。
在又一种配置中,启动燃烧器内联地布置在第二热交换器与后燃烧器之间。启动燃烧器因此被完全集成到燃料电池设备的配置中。
附图说明
下文参照附图对本发明进行详细说明。这些附图是示意图。这些图示出了:
图1是具有燃料处理器的根据本发明的燃料电池设备的结构,
图2是燃料处理器的示意图,
图3是具有燃料处理器的燃料电池设备的流程框图,
图4是在启动方法的第一阶段期间燃料处理器的流程框图,
图5是启动燃烧器中的催化燃烧情形中的流程框图,
图6是部分负荷重整情形中的流程框图,以及
图7是燃料电池操作情形中的流程框图。
具体实施方式
图1示出了包括燃料处理器2和燃料电池70的燃料电池设备1的主要元件。燃料处理器2包括如下的燃料处理器元件:第一蒸发器10、重整器20、水-气转换反应器30和PrOx反应器40。燃料B由第一蒸发器10蒸发。从第一蒸发器10出来的第二气体由附图标记G2表示。第二气体G2与第一气体G1一起被引入到重整器20中,在重整器20中其被转化成第三气体G3。第三气体G3能够与添加的第一气体G1一起被引入到水-气转换反应器30中,在水-气转换反应器30中其被转化成第四气体G4。第四气体G4能够与添加的第一气体G1一起被引入到PrOx反应器40中。来自PrOx反应器40的排出气形成可以被引入到燃料电池70中的第五气体G5。在燃料电池70中形成的排出气是第六气体G6,第六气体G6与添加的第一气体G1和/或第二气体G2一起在后燃烧器21中燃烧。为了启动示出的燃料电池设备1,需要启动燃烧器50。
图2示出了燃料处理器2,其包括第一蒸发器10、重整器20、水-气转换反应器30、PrOx反应器40、启动燃烧器50、后燃烧器21和第一热交换器11。这些燃料处理器元件以前面提到的顺序彼此流体连接。这些燃料处理器元件中的每一个均具有壳体、入口和出口。更特别地,每个元件另外还具有第二入口。第一蒸发器10和第一热交换器11布置成使得第一蒸发器10可以由第一热交换器11加热。重整器20和后燃烧器21彼此连接,使得重整器20可以由后燃烧器21加热。来自于第一热交换器11的排出气从燃料电池设备1导出。PrOx反应器40包括用于将气体释放到燃料电池70的第二出口或者在PrOx反应器与启动燃烧器50之间连接的管道,该管道具有管道支路,特别地,具有阀。在启动燃烧器50与后燃烧器21之间设置有另一入口,经由该另一入口可以连接PrOx反应器40或者可以引入氢气。
图3以示意图的形式示出了燃料电池设备1的工作示例。第一蒸发器10具有与第一热交换器11的热传递连接。此外,可选地,第四热交换器12可以具有与第一蒸发器10的热传递连接。燃料B被引入到第一蒸发器10中。来自于第一蒸发器10的出口具有经由第一管道L1连接到重整器20的流体连接。通过通到第一管道L1中的第二管道L2将第一气体G1引入到第一管道L1中。第二管道L2连接到第四热交换器12。在重整器20中产生的第三气体G3被引导通过第三管道L3到达第二热交换器60,并随后到达第二热交换器60的下游,通过第四管道L4进入水-气转换反应器30中。用于供应第一气体G1的管道可以通到第四管道L4中。在水-气转换反应器30中产生的第四气体G4被引导通过第五管道L5进入到PrOx反应器40中。用于第一气体G1的供应部可以通到第五管道L5中。水-气转换反应器30具有与第三热交换器31的热传递连接。
PrOx反应器40具有用于引入第一气体G1的另一入口。在示出的配置中,PrOx反应器40具有与第二蒸发器41的热传递连接。这样,可以将PrOx反应器40中产生的热量移除。第二蒸发器41包括用于引入燃料B的供应部和经由第六管道L6通到第一管道L1中的出口。第一蒸发器10和第二蒸发器41可以替代性地或者另外地采取过热器的形式。
PrOx反应器40中产生的排出气(即第五气体G5)经由第七管道L7引导到三通阀80。从三通阀80分支出三个管道:从三通阀80引到通向启动燃烧器50的供应部的第八管道L8,该供应部用附图标记L12表示为第十二管道;通到通向后燃烧器21的供应部的第九管道L9,该供应部是第十三管道L1;以及从三通阀80引到燃料电池70的第十管道L10。来自于燃料电池70的排出气经由第十一管道L11引到第十三管道L13。第九管道L9和第十一管道L11可以彼此合并,使得这两个管道L9、L11中的仅一个通入第十三管道L13中。
第十二管道L12将第五气体G5或第一气体G1引入到启动燃烧器50中,第五气体G5或第一气体G1在启动燃烧器50中燃烧或被加热。来自于启动燃烧器50的排出气和/或在启动燃烧器50中被加热的空气经由第十三管道L13供应到后燃烧器21。来自于后燃烧器21的排出气经由第十四管道L14可选地与添加的另外的燃料B一起引导到第一热交换器11中,并作为第七气体G7离开热交换器11。
第一热交换器11具有用于燃料B的催化燃烧的单元。用于在第一热交换器11中催化燃烧的该单元采用布置在第一热交换器11中的板的催化涂层的形式。
启动燃烧器50包括可以被电加热的加热设备以及用于燃料B的催化燃烧的单元。启动燃烧器50优选地包括喷嘴(在图3中未示出),用于燃料B的雾化或蒸发,使得可以以更高的效率实现燃烧。替代性地,启动燃烧器50可以包括用于燃料蒸发的另一蒸发器。在第十二管道L12的上游,可以以逆流引导第一气体G1通过第二热交换器60,使得可以将已经加热的第一气体G1引导进到启动燃烧器50中。
图4以流程框图示出了第一启动阶段需要的燃料电池设备1的燃料处理器元件,以及相应的气体传导。在用于加热燃料处理器元件的第一启动阶段中,只有第一气体G1被引导通过燃料处理器元件。第一气体G1被引导通过第一蒸发器10或者合适地通过与第一蒸发器10具有热连接的第四热交换器12。第一气体G1连续通过重整器20、可选地存在的第二热交换器60、水-气转换反应器30和PrOx反应器40,并从PrOx反应器40引到启动燃烧器50中。启动燃烧器50具有加热设备并使用该加热设备加热第一气体G1。在启动燃烧器50中被加热的第一气体G1流过后燃烧器21和第一热交换器11。第一热交换器11将热量传递到第一蒸发器10以及存在的任一第四热交换器12。后燃烧器21对重整器20进行加热。
当存在第二热交换器60时,可以将另外的第一气体G1引入到第十二管道12上游的第二热交换器60中。通过该处理步骤使燃料处理器2的元件达到第一温度T1。
在图5中以流程框图示出了第二启动阶段。通过燃料B的催化燃烧将启动燃烧器50加热到第二温度T2。第一气体G1通过第一蒸发器10或第四热交换器12。在其中被加热的空气连续流过重整器20、可选的第二热交换器60、水-气转换反应器30和PrOx反应器40,并被引入启动燃烧器50上游的第十二管道L12中。然后,雾化或蒸发的燃料B在启动燃烧器50中催化燃烧。可选地,可以对加热设备进行另外的电加热。来自于启动燃烧器50的排出气经由第十三管道L13引到后燃烧器21。可选地,可以将另外的燃料B引入第十三管道L13中。来自于启动燃烧器50的排出气和引入的任何燃料B在后燃烧器21中燃烧。如图5中所示,如果后燃烧器21具有与重整器20的热传递连接,则可以利用来自于后燃烧器21的废热进一步加热重整器20。来自于后燃烧器21的排出气经由第十四管道L14引到第一热交换器11。在具有用于催化燃烧的单元的第一热交换器11中,可以另外地将燃料B引入到第十四管道L14中,使得在第一热交换器11中进行燃料B的进一步催化燃烧。已经离开第一热交换器的气体是第七气体G7。产生的废热还用于加热第一蒸发器10和可选的第四热交换器12。
图6示出了在第二启动阶段之后的所谓的部分负荷重整的流程框图,在此期间燃料电池还没有接通。在该处理步骤中,燃料B被另外地引入到第一蒸发器10中。此外,还可以将燃料B引入到第二蒸发器41中。在该处理步骤中,构想的反应在燃料处理器2的各个元件中进行,即重整器20、水-气转换反应器30和PrOx反应器40。来自于PrOx反应器40的排出气(即第五气体G5)在该处理阶段中被引入到启动燃烧器50下游和后燃烧器21上游的第十三管道L13中。在该处理步骤中,启动燃烧器50和任一上游第二热交换器60用于供应加热的第一气体G1。启动燃烧器50可以可选地通过加热设备的电加热进一步加热第一气体G1。
在PrOx反应器40中实施反应是通过将第一气体G1供应到第五管道L5中或者将第一气体G1通过另外的入口供应到PrOx反应器40中来完成的。
为了结束该启动方法或者为了燃料电池设备1的完整操作,将燃料电池70连接到燃料处理器2。这意味着将来自于PrOx反应器40的排出气引入到燃料电池70中。这在图7中示出。来自于燃料电池70的排出气,尤其是来自于燃料电池70的阳极排出气被再循环到启动燃烧器50下游和后燃烧器21上游的燃料处理器2中。燃料处理器2中的进一步的反应继续在重整器20、水-气转换反应器30和PrOx反应器40中进行。燃料电池排出气可选地与添加的燃料B一起在后燃烧器21中经受补燃或者与添加的进一步的燃料B一起在第一热交换器11中催化燃烧。将第七气体G7从热交换器11移除。也在该处理步骤中,可选地预加热的第一气体G1仍然流过启动燃烧器50。
附图标记列表
1 燃料电池设备
2 燃料处理器
10 第一蒸发器
11 第一热交换器
12 第四热交换器
20 重整器
21 后燃烧器
30 水-气转换反应器
31 第三热交换器
40 PrOx反应器
41 第二蒸发器
50 启动燃烧器
60 第二热交换器
70 燃料电池
80 三通阀
B 燃料
G1 第一气体
G2 第二气体
G3 第三气体
G4 第四气体
G5 第五气体
G6 第六气体
G7 第七气体
L1 第一管道
L2 第二管道
L3 第三管道
L4 第四管道
L5 第五管道
L6 第六管道
L7 第七管道
L8 第八管道
L9 第九管道
L10 第十管道
L11 第十一管道
L12 第十二管道
L13 第十三管道
L14 第十四管道
T1 第一温度
T2 第二温度

Claims (17)

1.启动燃料电池设备(1)的方法,所述燃料电池设备包括燃料处理器(2)和燃料电池(70),
其中,燃料处理器(2)包括如下元件:第一蒸发器(10)、布置在第一蒸发器(10)下游的重整器(20)、水-气转换反应器(30)、PrOx反应器(40)、第一热交换器(11)、后燃烧器(21)和启动燃烧器(50),
其中,所述方法包括如下步骤:
a)将燃料处理器(2)中的加热设备进行电加热,以将第一气体(G1)加热,
b)通过使被加热的第一气体(G1)循环通过至少第一热交换器(11)和后燃烧器(21)来将燃料处理器(2)的元件加热到固定操作温度,
c)在启动燃烧器(50)中催化燃烧雾化的或蒸发的燃料(B),然后在后燃烧器(21)中补燃氢气,用于经由至少一个热交换器对第一气体(G1)进行进一步加热,
d)将燃料(B)引入燃料处理器(2)的被预加热的元件中并停止启动燃烧器(50)中的催化燃烧,
e)在燃料处理器(2)的元件中启动至少一个反应,直到从PrOx反应器(40)出来的气体具有给定的CO含量,以及
f)接通燃料电池(70)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c)包括:
在启动燃烧器(50)的下游引入燃料(B)并补燃引入到后燃烧器(21)中的氢气和燃料(B)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,步骤c)包括:
使用具有催化涂层的第一热交换器(11),以及
在后燃烧器(21)的下游引入燃料(B)并在具有催化涂层的第一热交换器(11)中催化燃烧所述燃料(B)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所使用的燃料(B)是丙二醇/水的混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所使用的第一气体(G1)是空气。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,燃料处理器(2)包括第二热交换器(60),所述第二热交换器将启动燃烧器(50)上游的第一气体(G1)加热,并将重整器(20)下游和水-气转换反应器(30)上游的第一气体(G1)或第三气体(G3)冷却。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在启动燃烧器(50)中,可选地,将加热设备电加热和/或将燃料(B)催化燃烧。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在燃料电池(70)的操作期间接通启动燃烧器(50)。
9.具有燃料处理器(2)和燃料电池(70)的燃料电池设备(1),包括:
第一蒸发器(10),
布置在第一蒸发器(10)下游的重整器(20),
水-气转换反应器(30),
PrOx反应器(40),和
第一热交换器(11),
其特征在于,燃料处理器(2)包括启动燃烧器(50)和布置在PrOx反应器(40)下游和第一热交换器(11)上游的下游后燃烧器(21)。
10.根据权利要求9所述的燃料电池设备(1),其中,启动燃烧器(50)包括用于第一气体(G1)的电加热的单元和用于燃料(B)的催化燃烧的单元。
11.根据权利要求9或10所述的燃料电池设备(1),其中,第一热交换器(11)包括用于燃料(B)的催化燃烧的单元。
12.根据权利要求9到11中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,后燃烧器(21)具有与重整器(20)的热传递连接。
13.根据权利要求9到12中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,PrOx反应器(40)具有与第二蒸发器(41)的热传递连接,第二蒸发器(41)设计成用于燃料(B)的蒸发,其中,被蒸发的燃料(B)能够在重整器(20)的上游引入。
14.根据权利要求9到13中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,第二热交换器(60)布置在启动燃烧器(50)的上游,第二热交换器(60)是逆流式热交换器,其设计成冷却重整器(20)下游和水-气转换反应器(30)上游的气体。
15.根据权利要求9到14中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,水-气转换反应器(30)连接到第三热交换器,第三热交换器设计成对第一气体(G1)进行预加热,其中,用于被加热的第一气体(G1)的供应管道布置在启动燃烧器(50)与后燃烧器(21)之间。
16.根据权利要求9到15中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,在PrOx反应器(40)的下游设置有三通阀(80),来自于PrOx反应器(40)的排出气能够通过所述三通阀被引到启动燃烧器(50)的上游、通过燃料电池(70)的旁路被引到启动燃烧器(50)的下游、或者通过燃料电池(70)被引到启动燃烧器(50)的下游。
17.根据权利要求9到16中任一项所述的燃料电池设备(1),其中,启动燃烧器(50)内联地布置在第二热交换器(60)与后燃烧器(21)之间。
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