CN111712956B - 用于燃料电池系统的换热器和燃料电池系统的运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于燃料电池系统(100)、特别是以液体燃料运行的SOFC系统的换热器(1)，其具有多个传热元件(2)，其中，在燃料电池系统(100)的系统废气管线(3)和阳极供应管线(4)之间能够通过换热器(1)传递热能，它包括彼此流体连通的蒸发区域(5)、过热区域(6)和重整区域(7)，其中，所述传热元件(2)至少部分包含催化材料。本发明还涉及这种换热器(1)的用途和一种具有这种换热器(1)的燃料电池系统(100)。本发明还涉及一种运行具有这种换热器(1)的燃料电池系统(100)特别是SOFC系统的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于燃料电池系统、特别是用于以液体燃料运行的SOFC系统的换热器，其包括多个传热元件，其中，在燃料电池系统的系统排气管线和阳极供应管线之间可通过该换热器传递热能，其具有相互流体连通的蒸发区域、过热区域和重整区域。
本发明还涉及这种换热器的用途。
此外，本发明涉及一种具有这种换热器的燃料电池系统、特别是SOFC系统，其包括具有阳极部和阴极部的燃料电池堆。
本发明还涉及一种燃料电池系统尤其是SOFC系统的运行方法。
背景技术
由现有技术公开了用于燃料电池系统的换热器。它们设置在燃料电池系统内的不同位置处，例如阳极供应管线中。燃料通过阳极供应管线被引导至燃料电池系统的阳极部。在使用液体燃料如柴油或乙醇的情况下，其须被事先蒸发和重整以产生燃料电池堆中反应所需要的合成气或富氢气体。为了能够产生为此所需的温度而知道了使用多个换热器，可从系统废气中将热通过这些换热器传递给燃料。
尤其当燃料电池系统应用在车辆中时，目的是要保持其零部件数量尽可能少。因此在现有技术所公开的解决方案中试图将若干单独部件融合到同一个部件中。
例如DE 10 2011 088 566 A1公开至少以传热方式将燃料电池系统的重整器与加热套耦合。这样的重整器被设计用于执行部分催化反应，因此它也包括用于混入空气的混合空间。因此，无法通过这种燃料电池系统达到在减小零部件尺寸和使燃料电池系统有效运行的同时减少零部件数量的目的。
发明内容
此时，本发明应运而生。本发明的任务是提出一种前言所述类型的换热器，借此能以尽可能少的部件来高效运行燃料电池系统。
另一目的是指明这种换热器的一种用途。
还有一个目的是提出一种改进的燃料电池系统。
另一个目的是提出一种前言所述类型的方法，借此可以零部件少且高效地运行燃料电池系统。
根据本发明，如此完成所述任务，即，前言所述类型的换热器的传热元件至少部分地包含催化材料。
借此获得的优点尤其在于，通过在结合有催化材料的本发明换热器中一体构成蒸发器、过热器和重整器，仅需要唯一的部件，其融合上述三个部件。另外，在根据本发明的换热器中可以在其中直接处理液体燃料而无需在其上游的阳极供应管线中为此需要单独的蒸发器和/或换热器。在将热从换热器热侧传递到冷侧的同时，传热元件的催化材料允许蒸汽重整过程。此外，根据本发明的解决方案如此实现了该换热器的和进而还有具备这种换热器的燃料电池系统的结构空间优化，即，热交换用面积仍然大到足以实现或高效执行蒸汽重整。即，蒸汽重整需要大量传递热，因此需要大的面积来进行化学反应。与从现有技术中知道的解决方案不同，通过根据本发明的换热器设计将实现这一点。
在本发明的范围内，“本发明的换热器包括蒸发器、过热器和重整器”尤其是指它们被布置在同一个箱体内或包括同一个外壳或通过同一个壳套被对外封闭。它们在任何情况下都相对于环境被共同封闭。所述传热元件分散布置在换热器的整个体积范围。在本发明的范围内，“换热器可布置在燃料电池系统中和/或可与其管路流动连通”是指换热器被设计用于布置在燃料电池系统中并相应换热。
还有利的是，在换热器中可执行的所有过程(蒸发、过热、重整)都通过蒸汽重整可执行或进行。因此，换热器尤其设计成取消和/或没有混合室。无需供应空气尤其是氧气。该换热器的蒸发区域、过热区域和重整区域彼此直接流体连通。有利的是，除了流体连通外，每个所述区域本身都是封闭的。该换热器设计成可被燃料流过。
在本发明的范围内，换热器是指一种热传递机构，其原则上能以同向流动原理(Gleichstromprinzip)、对向流动原理(Gegenstromprinzip)或交叉流原理(Kreuzstromprinzip)工作。在本发明的范围内，换热器将热能从第一流体特别是系统废气传递到第二流体特别是燃油或燃料、优选是水-燃料混合物。在本发明的范围内，流体可以是气态的或液态的或部分气态的或部分液态的。第二流体特别是含水燃料在换热器的上游最好是液态的，且系统废气是气态的。因此，阳极供应管线(或燃料)与系统废气管线(或系统废气)以传热方式彼此耦合。
根据本发明的第一方面，提供一种用于燃料电池系统特别是SOFC系统(SOFC代表“固体氧化物燃料电池”)的换热器。这样的燃料电池系统尤其以液体燃料、特别优选以液体燃料-水混合物如乙醇-水混合物来工作。但也可能有利的是，本发明的换热器被用在内燃机的发动机总成中或供其所用。尤其是，它可供用在EGR管线中和/或废气管线中或用于EGR管线与废气管线之间的热传递。
在根据本发明的换热器中，尤其是仅重整区域的和/或过热区域的传热元件包含催化材料，从而可进行重整过程所需的催化反应。特别优选地，传热元件涂覆有催化材料。有利的是，蒸发区域被设计成小于重整区域，即，蒸发区域也包括比重整区域更少的传热元件。其体积也优选小于重整区域的体积。蒸发区域与过热区域流体连通，而过热区域与重整区域流体连通。
有利的是该阳极供应管线与蒸发区域流体连通，在这里，燃料且特别是燃料-水混合物能够经由连接到换热器冷侧的阳极供应管线被引导至燃料电池系统的阳极部。液体燃料可以通过形成燃料供应管线的阳极供应管线部段被引导至蒸发区，它在蒸发区被转化为气体。因此，燃料被引导经过换热器冷侧，在这里，该燃料尤其可通过来自系统废气的热被蒸发。燃料在阳极供应管线中沿流动方向首先流入蒸发区域，然后进入过热区域，最后进入重整区域，然后在换热器下游被引导向阳极部。
有利的是，设有系统废气管线，用于将燃料电池系统的系统废气供应至过热区域和/或重整区域，在此，尤其完全燃尽的系统废气能被引导经过换热器热侧。借助于高温的或热的系统废气，尤其可以使重整区域的催化材料达到预定的工作温度或活化温度。通过催化材料，在换热器的重整区域中能从约450℃起执行化学反应以转化燃料。系统废气的热通过传热元件被传递到重整区域中的气态燃料。因为重整区域和/或过热区域需要比蒸发区域更高的温度，故在系统废气的下游流动方向上尤其布置如下：重整区域、过热区域、蒸发区域。在本发明范围内，系统废气尤其是指阳极废气和阴极废气。在具有本发明换热器的燃料电池系统中，在加入阴极废气(空气)的情况下，燃料电池堆下游的阳极废气在后燃器中尤其完全燃尽。然后，系统废气在后燃器下游被供应给本发明的换热器，在这里，其热几乎全部被用于换热器中的过程，冷却的系统废气随后在换热器下游被排放至环境。
原则上也可能有利的是，通过用于将燃料电池系统的系统废气供应给过热区域和/或重整区域的系统废气管线，未完全燃尽的系统废气可被输送经过换热器热侧。就是说，在具有本发明换热器的燃料电池系统中，尤其直接将在燃料电池堆下游的、由阳极废气和阴极废气汇集而成的系统废气供给换热器。因此可以放弃催化后燃器。即，传热元件在系统废气所流过或可流过的任一侧具有催化材料，或者涂覆有催化材料。在此，换热器的所有区域或仅其中的单独区域可以在被系统废气流过的一侧具有催化涂层。有利的是，至少该重整区域的传热元件在被燃料流过的一侧以及在要被系统废气流过的一侧都具有催化涂层。设置在传热元件的系统废气侧的催化材料一方面可以使尚未在燃料电池堆中完全燃尽的系统废气在换热器中被完全催化再燃烧，另一方面可以产生足够的热量，由此随后进一步改善传热。因为在带有本发明换热器的燃料电池系统中可省却后燃器，故进一步减少了零部件数量并提高了燃料电池系统的紧凑性。因此，这样设计的换热器不仅包括蒸发区域、过热区域和重整区域，还包含后燃器区域。
有利的是过热区域和重整区域作为共同区域构成。这应该意味着可在一个步骤中或至少时间上前后很近地执行燃料的过热和重整。过热区域和重整区域在空间上没有彼此分开。相反，蒸发区域如此与过热区域和/或重整区域分开，即，燃料在流动方向上首先经过蒸发区域，然后以气态形式进入过热区域和/或重整区域。在过热区域中，气态燃料可以通过自系统废气传热而被加热到约300℃至约400℃或更高的温度，由此可被预处理以便重整。通过将过热区域和重整区域设计为共同区域，可以直接在重整器中使用和重整经过过热和预处理的气体。
在本发明的范围内，换热器可以任意设计，例如被设计为管束式换热器。但它适当地被设计为板式换热器。因此该传热元件被设计为板或板束，在此，重整区域的板或板束包含催化材料或涂覆有催化材料。如果板被设计成具有在约1mm至2mm、特别是约1.2mm至1.5mm范围内的、特别优选是约1.3mm的小厚度，则呈板式换热器形式的换热器是特别有利的。板的薄壁厚和大面积(在大约200mm乘以80mm的范围内)可实现大量传热。蒸发区域可以包括例如约24个板，而用于过热和重整的共同区域可以包括约30个板，其中，这些板至少部分具有催化涂层或包含催化材料。但原则上也可以设置更多或更少的板。板的数量取决于预定的结构空间和/或压力损失要求。板状换热器的板如此以传力配合方式或材料接合方式彼此连接，即，在这些板之间的前后相继的空隙中总是先有燃料且接着是系统废气在流动或被引导。所述板有利地分别设计成具有纹理或开设有纹理，从而进一步增大传热用面积。此时有利的是布置在重整区域中的板涂覆有催化材料。每个板的一侧具有催化涂层，在此，两个前后相继的板的涂覆侧彼此对准，从而呈气态的过热后的燃料将在这些板之间流动并被重整。但原则上也可以规定仅始终每隔一个板具有催化涂层。板式换热器的板也可以至少部分在两面都有涂层，从而系统废气所流入的那些区域也被设计用于催化重整。如果系统废气通过系统废气管线在燃料电池堆下游被直接供给换热器而无需事先在后燃器中完全燃尽，则这是特别有利的。这样的换热器于是担负后燃器的功能或也包含该组件。
有利的是催化涂层被设计为催化织物或经催化涂覆的特别是金属的格栅。尤其有利的是重整区域的传热元件覆有催化织物或经催化涂覆的格栅。催化涂层被设计用于重整被蒸发且可能经过过热的燃料。如果重整区域和过热区域一体地形成，则被蒸发的燃料几乎同时被过热和重整。重整有利地通过蒸汽重整进行而无需加入空气或蒸汽。特别是，在使用诸如乙醇-水混合物的含水燃料的情况下不需要单独供应(水)蒸汽。蒸汽重整所需的蒸汽量已经由蒸发的燃料本身提供。尤其可以在本发明的范围内规定，催化涂层以催化涂覆金属格栅形式构成。它被置入两个板状传热元件之间，随后它们尤其以传力配合方式彼此连接，使得这些板的彼此相对布置的一侧覆有格栅。然后，待重整的燃料在这两个板之间被引导经过。使用催化涂覆金属格栅的优点在于其具有低的热质量且因此可在短暂时间内被加热到催化反应激活所需的预定温度。如果替代地或附加地在热传递元件的被系统废气环流的一侧设有催化涂层，则它如上所述地相应构成。
特别合适的是，重整区域被设计和布置用于进行蒸汽重整。因此进行吸热反应。根据本发明，为此所需的能量通过系统废气来提供，系统废气与重整区域传热耦合。
但也还可能有利的是，设有到蒸发区域或过热区域的空气供应管线。特别是，空气在蒸发区域上游可与燃料混合。替代地也可以规定，燃料和空气彼此分开地被供给换热器的蒸发区域。也可能有利的是，空气在蒸发区域下游被供给过热区域。在本发明的范围内，空气是指含氧流体、特别是含氧气体且特别优选是环境空气。由此可以实现除了蒸汽重整外或代替蒸汽重整地执行催化部分氧化。这在燃料电池系统的启动阶段中是特别有利的，在该启动阶段中，燃料电池堆仍处于冷态且须被加热。因此，通过(尤其只)在燃料电池系统的启动阶段期间供应空气，燃料电池堆通过催化部分氧化可被加热。如果它达到预定温度，则尤其通过阀门又切断空气供应。另外，通过在可设有本发明换热器的燃料电池系统的启动阶段中的空气供应来防止或至少显著减少在换热器、特别是过热区域中的炭黑形成。即，已经发现：向水-燃料混合物的蒸发过程提供含氧流体可防止或至少显著减少(尤其仅)在燃料电池系统的启动阶段中的炭黑形成。因为尤其仅当在水-燃料混合物过热过程中例如超过200℃、特别是300℃或者更高的温度时才形成炭黑，故优选仅在蒸发区域下游将空气供给换热器。
合适的是设有电加热装置。这意味着换热器包括电加热装置。但加热装置原则上也可以是非电的。它尤其被设计用于加热燃料或燃料-水混合物，特别优选地，加热装置被设计和布置成只用于在燃料电池系统的预热阶段期间加热、蒸发和/或重整燃料或燃料-水混合物。在燃料电池系统的启动阶段或预热阶段中，还没有系统废气或没有足够的系统废气、确切来说是没有足够热的系统废气以将所需热传递到换热器。在预热运行情况下，该电加热装置可以例如运行约2分钟至10分钟的时间。有利的是该加热装置布置在蒸发区域与重整区域和/或过热区域之间的换热器剖切面中。用于蒸发和重整的电力支持虽然原则上可以在外部部件中进行，但出于空间原因而力求集成此功能。一旦燃料电池系统已经达到工作温度，加热设备就会被再次关闭。
根据本发明的换热器可有利地被用于SOFC系统中液体燃料的蒸发、过热和重整。
根据本发明的另一方面，提供一种具有如上详细说明的换热器的燃料电池系统。该燃料电池系统还具有带有阳极部和阴极部的燃料堆以及启动燃烧器、后燃器和至少另一个换热器。还有利的是该燃料电池系统具有多个用于控制各种管线的阀以及具有用于将阴极供应空气输送到阴极部的鼓风机。所述至少另一个换热器以冷侧布置在鼓风机下游的阴极供应管线中，以将供应给阴极部的空气升温到为此相应所需的温度。根据本发明的燃料电池系统尤其被用在机动车中。
为实现另一个目的，前言所述类型的方法包括以下步骤：
-将液体燃料、特别是液体燃料-水混合物引导向设于阳极供应管线中的本发明换热器，
-在换热器中蒸发、过热和重整所述燃料，其中，该换热器通过尤其是完全燃尽的系统废气被加热，其中，热从系统废气管线所输送的系统废气被传递给燃料，
-将经过蒸发、过热和重整的燃料供给燃料电池系统的阳极部。
借此所获得的优点尤其在于，通过本发明方法的步骤，燃料在唯一的部件中被高效蒸发、过热和完全重整，从而它随后可作为合成气被传输到燃料电池堆、确切说是阳极部。在本发明的范围内，重整后的燃料是指可用在燃料电池堆中的合成气。因为热从系统废气被传递到蒸发区域、过热区域和重整区域，故系统废气的全部废热都被用于加热唯一的部件。系统废气的热有利地按照换热器中所发生过程的以下执行顺序被传递：蒸发后燃料或蒸发后水-燃料混合物的过热和/或重整，接着是燃料或水-燃料混合物的蒸发。
与换热器工作方式有关的其它优点和功能与以上关于本发明换热器和本发明燃料电池系统所详述的优点和功能相同。
在此进一步有利的是，燃料在换热器中被蒸汽重整，其中，该换热器包含催化材料。因此尤其不需要或未规定空气供应。导热元件例如板特别优选地涂覆有催化材料。
原则上，燃料和系统废气可按照同向流动原理或交叉流原理流经换热器。但当换热器被燃料和系统废气按对向流动原理流过时，将会获得从系统废气至燃料的很高效的热传递。燃料、确切来说是蒸发的或过热的燃料将在换热器的各自区域内以相反方向在系统废气旁流过，在此，热从系统废气被传递至(蒸发且过热的)燃料和/或重整区域的催化材料。
有利的是，系统废气在换热器的重整区域下游流过换热器的蒸发区域，在这里，系统废气在换热器的过热区域上游流过重整区域。在这种部件布置或其流经顺序的情况下，热被很高效地传递。即，可以在短时间内达到各个过程(蒸发、过热、重整)所需的必要的预定温度。
在此特别有利的是，燃料在换热器的过热区域上游流过换热器的蒸发区域，其中，燃料在过热区域下游流经换热器的重整区域，以便进一步优化热传递。
合适的是，空气通过阴极供应管线被引导至燃料电池系统的阴极部。在本发明的范围中，空气特别是指环境空气，尽管空气也可以绝大部分或完全由氧气组成。在燃料电池堆下游，阳极废气和阴极废气被混合而形成系统废气，可通过该系统废气提供蒸发过程、过热过程和重整过程所需的热。
附图说明
其它优点、特征和效果从下面所示的实施例中得到。在所参考的附图中示出了：
图1示出根据本发明的换热器；
图2示出用于说明根据本发明实施例的本发明燃料电池系统的框图；
图3示出用于说明根据本发明实施例的另一个本发明燃料电池系统的框图。
具体实施方式
图1示出本发明的换热器1。它包括多个传热元件2、蒸发区域5、过热区域6和重整区域7。此外，呈板式换热器形式的换热器1具有冷侧8和热侧9。换热器1能以其冷侧8布置在阳极供应管线4中，并且可从系统废气中，将热经由系统废气管线3传递到阳极供应管线4所携带的含水燃料。换热器1被设计为板式热交换器并包括多个板状传热元件2，它们部分包含催化材料。蒸发区域5、过热区域6和重整区域7均包括传热元件2，其中，这些区域彼此流体连通。换热器1被设计用于逐步蒸发、过热和重整燃料-水混合物，其中，由系统废气传递为此所需的热能。因为通过上述三个区域的一体设计可使换热器1紧凑构成，故进而还将减小整个燃料电池系统100的尺寸。换热器1原则上可被设计为以同向流动原理(Gleichstromprinzip)、对向流动原理(Gegenstromprinzip)或交叉流原理(Kreuzstromprinzip)进行传热。在此，燃料在阳极供应管线4中的流动方向始终相同：在燃料的流动方向上，首先进入蒸发区域5，然后进入过热区域6，最后进入重整区域7。图1所示的换热器1以对向流动原理运行。如果它应根据同向流动原理或交叉流原理运行，则对系统废气管线3的敷设或系统废气流过区域的流动顺序要作相应调整。
在图2中示出了用以说明根据本发明实施例的本发明燃料电池系统(100)的框图。除了换热器1外，它还包括具有阳极部110和阴极部130的燃料电池堆120。此外，还设有启动燃烧器140、后燃器150、另一个换热器160以及燃料源170和空气源180。所提及的部件通过阳极供应管线4、阴极供应管线12和系统废气管线3彼此连接。设有各种阀13来切换这些管线3、4、12。为了将空气供应到阴极部130，设有阴极鼓风机200，其在阴极供应管线12中在空气流动方向上布置在空气源180的下游和另一个换热器160的上游。另一个换热器160以其冷侧布置在阴极供应管线12中且被设计用于加热被供应给阴极部130的空气。另一个换热器160的热侧在换热器1的上游被系统废气流过。
图3示出燃料电池系统100的一个优选实施方式，其中，换热器1按照对向流动原理被流过。
在根据本发明的用于运行根据图3的燃料电池系统100的方法中，在正常运行中，液态的水-燃料混合物从燃料源170通过燃料泵210和在阳极供应管线4中的处于打开位置的阀13a被引导至换热器1。在换热器1中，水-燃料混合物在第一步骤中在蒸发区域5中被完全蒸发，其中，其在离开蒸发区域5时具有高于100℃、优选高于110℃、特别是约120℃的温度。在第二步骤中，现在呈气态的水-燃料混合物在过热区域6中被加热到约200℃或300℃，并在第三步骤中在重整区域7中被完全重整。因此，在过热区域6中，气态的水-燃料混合物被预处理以用在重整区域中。通过传热元件2借助系统废气管线3中的系统废气来传递在换热器1中的这些过程所需要的热能。现以合成气形式存在的水-燃料混合物在换热器1下游在阳极供应管线4中被引导至燃料电池堆120，确切地说是阳极部110。
在燃料电池堆120的下游，阳极废气和阴极废气被合并成系统废气，其中，阳极废气在催化后燃器150中在与阴极废气混合情况下被燃烧。在后燃器150的下游，现已完全燃尽的系统废气在系统废气管线3中被引导向另一个换热器160。通过另一个换热器160，热能将从系统废气被传递到空气，该空气在阴极供应管线中被供给阴极部130。在另一个换热器160的下游布置有换热器1，系统废气将被供给换热器1。根据图3，换热器1按照对向流动原理被流过，因此热首先被传递到重整区域7。根据图3，重整区域7和过热区域6基本上被设计为共同区域。就是说，过热和重整两个步骤在换热器1中基本同时发生或彼此在时间上间隔很短。在重整区域7或过热区域6的下游，系统废气被供给与所述区域流体连通的蒸发区域5。系统废气余热因此被用于蒸发水-燃料混合物。现已冷却的系统废气在换热器1下游被排放到环境220中。
在燃料电池系统100的上述正常运行之前，通常须将其和/或布置在其中的部件加热至预定温度。为此，燃料电池系统100包括启动燃烧器140。启动燃烧器布置在燃料电池系统100的子管线14中。来自燃料源170的燃料和来自空气源180的空气经由子管线14的两个子管线段14a、14b被供应至启动燃烧器140。第一子管线段14a在燃料源170的下游与阳极供应管线4分开，其中，阀13b布置在第一子管线段中。第二子管线段14b在空气源180下游与阴极供应管线12分开，其中，第一子管线段14a和第二子管线段14b在启动燃烧器140上游汇合。因此，在启动燃烧器140中，在向热气供应空气的情况下使燃料燃烧。在燃料电池系统100的预热阶段期间，该气体在流动方向上在启动燃烧器140的下游首先被供给另一换热器160，然后被供给换热器1，其中，气体的热被传递至后者。一旦燃料电池系统100或其单独部件达到了预定的工作温度，就如上所述地通过系统废气将热量传递到换热器1、160。
还有利的是设有至蒸发区域5或过热区域6的空气供应管线10。根据图2和图3，空气或含氧流体可通过供应管线10被供应到蒸发区域5，以便在燃料电池系统100加热运行中通过催化部分氧化来加热燃料电池堆120。一旦燃料电池系统100达到工作温度，就可以通过未示出的阀来调节空气供应。
Claims (24)
1.一种用于燃料电池系统(100)的换热器(1)，其具有多个传热元件(2)，其中，在燃料电池系统(100)的系统废气管线(3)和阳极供应管线(4)之间能够通过该换热器(1)传递热能，它包括通过同一个壳套被对外封闭的彼此流体连通的蒸发区域(5)、过热区域(6)和重整区域(7)，其中，所述蒸发区域(5)、所述过热区域(6)和所述重整区域(7)均包括至少部分包含催化材料的所述传热元件(2)；
其中，所述传热元件(2)在系统废气可流过的一侧具有催化涂层，即为该换热器的后燃区域。
2.根据权利要求1所述的换热器(1)，其特征在于，所述燃料电池系统(100)是以液体燃料运行的SOFC系统。
3.根据权利要求1所述的换热器(1)，其特征在于，所述阳极供应管线(4)与所述蒸发区域(5)流通相连，其中，燃料通过与所述换热器(1)的冷侧(8)相连的该阳极供应管线(4)能被送到该燃料电池系统(100)的阳极部(110)。
4.根据权利要求3所述的换热器(1)，其特征在于，所述燃料是燃料-水混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，设有用于将所述燃料电池系统(100)的系统废气供应至所述过热区域(6)和/或所述重整区域(7)的系统废气管线(3)，其中，完全燃尽的系统废气能被输送经过该换热器(1)的热侧(9)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述过热区域(6)和所述重整区域(7)作为共同区域构成。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述换热器(1)以板式换热器形式构成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述催化涂层以催化织物或被催化涂覆的格栅形式构成。
9.根据权利要求8所述的换热器(1)，其特征在于，所述格栅是金属的。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述重整区域(7)被设计和布置用于进行蒸汽重整。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，设有至所述蒸发区域(5)或所述过热区域(6)的空气供应管线(10)。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，设有电加热装置。
13.一种将根据权利要求1至12中任一项所述的换热器(1)用于蒸发、过热和重整SOFC系统中液体燃料的用途。
14.一种燃料电池系统，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的换热器(1)，包括具有阳极部(110)和阴极部(130)的燃料电池堆(120)，其特征在于，还设有启动燃烧器(140)、后燃器(150)和至少另一个换热器(160)。
15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统是SOFC系统。
16.一种用于运行燃料电池系统的方法，包括以下步骤：
-将液体燃料引导向设于阳极供应管线(4)中的如权利要求1至12中任一项所述的换热器(1)，
-在该换热器(1)中蒸发、过热和重整该燃料，其中，该换热器(1)通过系统废气被加热，其中，热从系统废气管线(3)所输送的系统废气被传递给该燃料，
-将经过蒸发、过热和重整的燃料供给该燃料电池系统(100)的阳极部(110)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统是SOFC系统。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述液体燃料是液体燃料-水混合物。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述系统废气是完全燃尽的系统废气。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该燃料在所述换热器(1)中被蒸汽重整，其中，所述换热器(1)包含催化材料。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述换热器(1)按照对向流动原理被所述燃料和所述系统废气流过。
22.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，在所述换热器(1)的重整区域(7)下游，所述换热器(1)的蒸发区域(5)被系统废气流过，其中，所述重整区域(7)在所述换热器(1)的过热区域(6)的上游被系统废气流过。
23.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，在所述换热器(1)的过热区域(6)的上游，所述换热器(1)的蒸发区域(5)被所述燃料流过，其中，所述换热器(1)的重整区域(7)在所述过热区域(6)下游被所述燃料流过。
24.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，空气通过阴极供应管线(12)被引导至所述燃料电池系统(100)的阴极部(130)。
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