CN114361538B - 一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，包括热交换过程、燃料电池发电过程和余热回收过程，热交换过程中产生的重整气作为燃料气，在发电后产生高温尾气返回到热交换部分，催化燃烧剩余的燃料气为燃料气重整反应提供热量；热交换过程中的热空气作为氧化气体在燃料电池发电后，剩余的高温空气返回到热交换部分中与剩余的燃料气发生催化燃烧反应；尾气催化燃烧后则进入余热回收部分，通过冷水进一步吸收尾气的热量，实现余热充分利用。本发明既可以在固体氧化物燃料电池高温运行时保证其可靠稳定运行，还可以实现自热启动及安全停机；大大提高能量利用效率，实现固体氧化物燃料电池的高效、稳定运行及安全可靠重复启动。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统。
背景技术
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种采用固体氧化物作为电解质隔膜，通过电化学反应将燃料的化学能高效、清洁地转化为电能的发电装置，其发电效率可达50%以上，热电联供效率可达80%以上，是降低二氧化碳排放的新型发电装置。固体氧化物燃料电池不仅可以使用氢气燃料，还可以采用资源丰富而且廉价的天然气、液化石油气、燃油及生物质气等含碳化合物作为燃料。
直接采用天然气等含碳化合物作为固体氧化物燃料电池的燃料，其利用效率可得到大大提高。但是，直接将天然气等含碳化合物通入固体氧化物燃料电池，容易导致阳极积碳，降低电催化剂的性能，影响电极内的气体传质，降低电池寿命。因此，在固体氧化物燃料电池发电系统中，天然气等含碳化合物燃料通常要先经过催化重整后，再进入燃料电池发电系统，进行电化学反应。SOFC工作时因电压效率和电流效率不是100%而产生一部分热，电池堆放电产生的热量需要及时移走，防止局部温度过高。固体氧化物燃料电池通常其燃料利用率为60-90%，有10-40%的燃料气作为尾气不能被燃料电池完全利用，如果这部分燃料气直接排出，则会造成很大的浪费，同时电池发电系统的效率也会因此而大大降低。
另外，固体氧化物燃料电池采用的天然气等含碳化合物燃料的催化重整过程是一个在高温下（600-900℃）进行的强吸热反应：CH4+H2O→3H2+CO，ΔH1073k=225.7 kJ mol-1，该反应进行需要提供大量的热。因此在固体氧化物燃料电池部分中如何将放热反应和吸热反应很好的耦合对提高系统的总能量利用效率非常重要。
在固体氧化物燃料电池发电系统中，系统的整体设计需要解决以下问题：（1）系统安全可靠的重复启动和稳定运行；（2）重整反应放置在高温热区，以便达到重整反应进行温度；（3）重整反应吸收尾气燃烧产生热量，降低尾气温度，实现系统热量集成；（4）流出电池的燃料尾气要完全转化，以便实现余热高效利用。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明公开了一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，该发电系统可大大提高固体氧化物燃料电池的能量利用效率，实现固体氧化物燃料电池的高效、稳定运行及安全可靠重复启动。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，该发电系统包括热交换过程、燃料电池发电过程和余热回收过程，其中：
热交换过程在热交换部分中进行，燃料气通过重整燃料进气口进入燃料腔中，再分配到各个燃料重整管，燃料气在燃料重整管内发生重整反应，重整后得到的重整气先进入重整气腔，再经重整气出口排出；空气通过第一空气进气口进入进气空气腔中，再分配到各个空气换热管内进行预热，经预热后的空气进入出气空气腔，再经下方的空气出口排出；
燃料电池发电过程在燃料电池部分中进行，从热交换部分出来的重整气经第二燃料气进气口进入燃料电池部分作为燃料电池部分的燃料气使用；从热交换部分出来的预热后的空气经第二空气进气口进入燃料电池部分作为燃料电池部分氧化用气体；另外，从燃料电池部分的阳极尾气出口排出的阳极尾气，经阳极尾气进气口进入热交换部分，而从燃料电池部分的阴极尾气出口排出的阴极尾气，经阴极尾气进气口进入热交换部分；
余热回收过程在余热回收部分中进行，从热交换部分排出来的燃烧尾气经尾气进口进入，冷水经冷水进口进入用于吸收尾气中的热量，降温后的尾气经尾气出口排出系统，升温后的水经热水出口排出系统。
热交换过程中产生的重整气，作为燃料气在燃料电池发电后所产生的高温尾气返回到热交换部分，在热交换部分内催化燃烧剩余的燃料气，从而释放热量为燃料气重整反应过程提供热量，并预热新鲜空气；热交换过程中的热空气，作为氧化气体在燃料电池发电后，剩余的高温空气返回到热交换部分中与剩余的燃料气发生催化燃烧反应，尾气催化燃烧后则进入余热回收部分，通过冷水进一步吸收尾气的热量，实现余热充分利用。
进一步地，该系统中所述热交换部分设置于壳体中，所述壳体上部的左侧为燃料腔，右侧为进气空气腔；其中：
所述燃料腔的正下方为尾气燃烧腔，所述尾气燃烧腔的正下方为阴极尾气腔，所述阴极尾气腔的正下方为重整气腔，且所述尾气燃烧腔与阴极尾气腔之间通过挡板隔开，所述阴极尾气腔与重整气腔之间也通过挡板隔开，在所述尾气燃烧腔与阴极尾气腔中相间隔地设置有若干根燃料重整管；
所述进气空气腔的正下方为空气换热腔，所述空气换热腔的正下方为阳极尾气腔，所述阳极尾气腔的正下方为出气空气腔，且所述空气换热腔与阳极尾气腔之间通过第一挡板隔开，所述阳极尾气腔与出气空气腔通过第二挡板相隔开，在所述第二挡板上还固定设置有若干个阴极尾气导管，所述空气换热腔与阳极尾气腔中相间隔地设置有若干根空气换热管。
进一步地，所述燃料电池部分的内部装有燃料电池发电模块，在燃料电池部分的上方设置有第二燃料气进气口和第二空气进气口；在燃料电池发电模块的下方还设置有阳极尾气出口和阴极尾气出口。
进一步地，所述燃料电池发电模块为平板型、管型、扁管型。
进一步地，所述余热回收部分的外壳上设置有尾气进口、尾气出口、冷水进口和热水出口，所述尾气进口与热交换部分中的燃烧尾气出气口通过管线相连接。
进一步地，在所述燃料腔的上方设有重整燃料进气口，所述进气空气腔的上方设有第一空气进气口，所述重整气腔的下方设有重整气出口，所述出气空气腔的下方设有空气出口，所述阳极尾气腔的一侧设有阳极尾气进气口，所述阳极尾气腔的另一侧设有阴极尾气进气口；所述空气燃烧腔的一侧设置有燃烧尾气出气口。
进一步地，所述燃料腔与进气空气腔之间通过第一隔板隔开，所述重整气腔与出气空气腔之间通过第二隔板隔开。
进一步地，所述阳极尾气出口与热交换部分中的阳极尾气进气口通过管线相连接；阴极尾气出口与热交换部分中的阴极尾气进气口相连接；所述第二燃料气进气口与热交换部分中的重整气出口通过管线连接；第二空气进气口与热交换部分中的空气出口通过管线相连接；所述燃烧尾气出气口与余热回收部分中的进气口通过管线相连接。
进一步地，所述燃料重整管中装有燃料重整催化剂，燃料重整催化剂可选用球形催化剂或泡沫催化剂等不同形状催化剂，该催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属、第4周期的VIII族元素及各种助催化剂组分；
所述尾气燃烧腔装有尾气燃烧催化剂，尾气燃烧催化剂可选用球形催化剂或泡沫催化剂等不同形状催化剂，催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属。
本发明的有益效果是，燃料气进入燃料腔后，分配到各燃料重整管，在燃料重整管内发生重整反应，经重整后得到重整气，重整气进入固体氧化物燃料电池系统进行发电，燃料电池发电后的高温尾气返回热交换系统，在热交换系统内催化燃烧剩余燃料气，释放热量为燃料气重整提供热量，并预热空气；空气进入热交换部分的进气空气腔后，分配到空气换热管预热空气，预热后送入燃料电池部分作为氧化气体使用，燃料电池发电后剩余的高温空气返回热交换部分，在热交换部分内与剩余燃料气发生催化燃烧反应；热交换后的尾气进入余热回收系统，余热回收系统通过冷水吸收尾气的热量，实现余热的回收利用。
与现有技术相比，该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统的优势在于：
（1）该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统既可以在固体氧化物燃料电池高温运行时保证固体氧化物燃料电池的可靠稳定运行，还可以实现燃料电池的自热启动及安全停机。
（2）该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统可大大提高固体氧化物燃料电池的能量利用效率，实现固体氧化物燃料电池的高效、稳定运行及安全可靠重复启动。
（3）该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统实现了燃料气催化重整反应与尾气催化燃烧反应的吸放热耦合；有利于尾气的降温，防止了催化燃烧腔温度过高，便于系统控制；合理的系统热流动特性便于电站的智能化管理，提高了整个系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明结构原理示意图；
图2为本发明中的热交换部分结构示意图；
图3位本发明中的燃料电池部分结构示意图；
图4位本发明中的余热回收部分结构示意图；
其中：1、热交换部分；1-1、第一空气进气口；1-2、重整燃料进气口；1-3、燃料腔；1-4、燃料重整管；1-5、尾气燃烧腔；1-6、阳极尾气进气口；1-7、阴极尾气腔；1-8、重整气腔；1-9、重整气出口；1-10、空气出口；1-11、出气空气腔；1-12、阴极尾气进气口；1-13、阳极尾气腔；1-14、阴极尾气导管；1-15、燃烧尾气出气口；1-16、空气换热管；1-17、进气空气腔；2、燃料电池部分；2-1、第二燃料气进气口；2-2、阳极尾气出口；2-3、阴极尾气出口；2-4、第二空气进气口；3、余热回收部分；3-1、尾气进口；3-2、热水出口；3-3、尾气出口；3-4、冷水进口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
固体氧化物燃料电池发电系统中各反应的热-热耦合是建立稳定、易控、高度集成系统结构的重要组成。针对固体氧化物燃料电池发电系统的特点和要求，以及天然气等含碳化合物燃料的重整反应和尾气催化燃烧反应的要求，本发明公开了一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，该发电系统包括热交换过程、燃料电池发电过程和余热回收过程。
具体过程如下：
热交换过程在热交换部分1中进行，燃料气通过重整燃料进气口1-2进入燃料腔1-3中，再分配到各个燃料重整管1-4，燃料气在燃料重整管1-4内发生重整反应，重整后得到的重整气先进入重整气腔1-8，再经重整气出口1-9排出；空气通过第一空气进气口1-1进入进气空气腔1-17中，再分配到各个空气换热管1-16内进行预热，经预热后的空气进入出气空气腔1-11，再经下方的空气出口1-10排出。
燃料电池发电过程在燃料电池部分2中进行，从热交换部分1出来的重整气经第二燃料气进气口2-1进入燃料电池部分2作为燃料电池部分2的燃料气使用；从热交换部分1出来的预热后的空气经第二空气进气口2-4进入燃料电池部分2作为燃料电池部分2氧化用气体；另外，从燃料电池部分2的阳极尾气出口2-2排出的阳极尾气，经阳极尾气进气口1-6进入热交换部分1，而从燃料电池部分2的阴极尾气出口2-3排出的阴极尾气，经阴极尾气进气口1-12进入热交换部分1。
余热回收过程在余热回收部分3中进行，从热交换部分1排出来的燃烧尾气经尾气进口3-1进入，冷水经冷水进口3-4进入用于吸收尾气中的热量，降温后的尾气经尾气出口3-3排出系统，升温后的水经热水出口3-2排出系统。
热交换过程中产生的重整气，作为燃料气在燃料电池发电后所产生的高温尾气返回到热交换部分1，在热交换部分1内催化燃烧剩余的燃料气，从而释放热量为燃料气重整反应过程提供热量，并预热新鲜空气；热交换过程中的热空气，作为氧化气体在燃料电池发电后，剩余的高温空气返回到热交换部分1中与剩余的燃料气发生催化燃烧反应，尾气催化燃烧后则进入余热回收部分3，通过冷水进一步吸收尾气的热量，实现余热充分利用。
特别的，该系统中上述热交换部分1设置于壳体中，上述壳体上部的左侧为燃料腔1-3，右侧为进气空气腔1-17；其中：
上述燃料腔1-3的正下方为尾气燃烧腔1-5，上述尾气燃烧腔1-5的正下方为阴极尾气腔1-7，上述阴极尾气腔1-7的正下方为重整气腔1-8，且上述尾气燃烧腔1-5与阴极尾气腔1-7之间通过挡板隔开，上述阴极尾气腔1-7与重整气腔1-8之间也通过挡板隔开，在上述尾气燃烧腔1-5与阴极尾气腔1-7中相间隔地设置有若干根燃料重整管1-4。
上述进气空气腔1-17的正下方为空气换热腔，上述空气换热腔的正下方为阳极尾气腔1-13，上述阳极尾气腔1-13的正下方为出气空气腔1-11，且上述空气换热腔与阳极尾气腔1-13之间通过第一挡板隔开，上述阳极尾气腔1-13与出气空气腔1-11通过第二挡板相隔开，在上述第二挡板上还固定设置有若干个阴极尾气导管1-14，上述空气换热腔与阳极尾气腔1-13中相间隔地设置有若干根空气换热管1-16。
进一步地，上述燃料电池部分2的内部装有燃料电池发电模块，在燃料电池部分的上方设置有第二燃料气进气口2-1和第二空气进气口2-4；在燃料电池发电模块的下方还设置有阳极尾气出口2-2和阴极尾气出口2-3。
特别的，上述燃料电池发电模块为平板型、管型、扁管型，适用范围广。
特别的，上述余热回收部分3的外壳上设置有尾气进口3-1、尾气出口3-3、冷水进口3-4和热水出口3-2，上述尾气进口3-1与热交换部分1中的燃烧尾气出气口1-15通过管线相连接。
特别的，在上述燃料腔1-3的上方设有重整燃料进气口1-2，上述进气空气腔1-17的上方设有第一空气进气口1-1，上述重整气腔1-8的下方设有重整气出口1-9，上述出气空气腔1-11的下方设有空气出口1-10，上述阳极尾气腔1-13的一侧设有阳极尾气进气口1-6，上述阳极尾气腔1-13的另一侧设有阴极尾气进气口1-12；上述空气燃烧腔的一侧设置有燃烧尾气出气口1-15。
特别的，上述燃料腔1-3与进气空气腔1-17之间通过第一隔板隔开，上述重整气腔1-8与出气空气腔1-11之间通过第二隔板隔开。
特别的，上述阳极尾气出口2-2与热交换部分1中的阳极尾气进气口1-6通过管线相连接；阴极尾气出口2-3与热交换部分1中的阴极尾气进气口1-12相连接；上述第二燃料气进气口2-1与热交换部分1中的重整气出口1-9通过管线连接；第二空气进气口2-4与热交换部分1中的空气出口1-10通过管线相连接；上述燃烧尾气出气口1-15与余热回收部分3中的进气口通过管线相连接。
特别的，上述燃料重整管1-4中装有燃料重整催化剂，可催化重整天然气等含碳化合物燃料，该燃料重整催化剂可选用球形催化剂或泡沫催化剂等不同形状；该催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属、第4周期的VIII族元素及各种助催化剂组分；它们的担载可以选择任何适合于表面浸渍方法担载到壁层载体上，如共浸渍或者是分步浸渍。催化剂外层载体可以为θ-Al2O3、δ-Al2O3、γ-Al2O3等，也可以为含铈的稀土复合氧化物如CeO2，CeZrO2，LaCeZrO2等。在制备催化剂时，可以使用任何可分解的铂族化合物和第4周期的VIII族元素的化合物，如卤化物、硝酸盐、氧化物等，例如三氯化铑、二氯化钯、氯铂酸、硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴等。铂族组分、第4周期的VIII族元素组分和助催化剂组分可以以任意顺序与载体结合，助催化剂为碱金属和碱土金属助催化剂的氧化物，如氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化锶、氧化钡等组分。该催化剂可用于重整甲烷、液化气、甲醇等含碳化合物燃料，可根据固体氧化物燃料电池采用含碳化合物燃料的不同选择最佳的燃料重整催化剂，得到的重整气主要由氢气和一氧化碳组成，可直接作为固体氧化物燃料电池的燃料。
上述尾气燃烧腔1-5装有尾气燃烧催化剂，尾气燃烧催化剂选用球形催化剂或泡沫催化剂等不同形状，该催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属。催化剂外层载体可以为θ-Al2O3、δ-Al2O3、γ-Al2O3等，也可以为含铈的稀土复合氧化物如CeO2，CeZrO2，LaCeZrO2等。催化剂制备过程中担载可以选择任何适合于表面浸渍方法担载到壁层载体上，如共浸渍或者是分步浸渍。该催化剂可用于燃料电池阳极尾气催化燃烧，使阳极尾气中的燃料燃烧彻底，释放出热量。
本发明中，天然气等碳氢化合物燃料气通过重整燃料进气口1-2进入燃料腔1-3中，再分配到各个燃料重整管1-4，燃料气在燃料重整管1-4内发生重整反应，重整后得到的重整气作为燃料电池部分2的燃料气，燃料电池发电后的高温尾气返回热交换部分1，在热交换部分1内催化燃烧剩余燃料气，释放热量为燃料气重整提供热量，并预热空气。
空气通过第一空气进气口1-1进入热交换部分1的进气空气腔1-17再分配到空气换热管1-16预热空气，预热后送入燃料电池部分2作为氧化气体使用，燃料电池发电后剩余的高温空气返回热交换部分1，在热交换部分1内与剩余燃料气发生催化燃烧反应。
热交换后的尾气进入余热回收系统，余热回收系统通过冷水吸收尾气的热量，实现余热的回收利用。
该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，具有：
1、该系统可以实现燃料电池部分2的自热启动，在低温时，燃料和空气经过热交换部分1和燃料电池部分2，由于温度较低，燃料在燃料电池上不发电，都进入热交换部分1的尾气燃烧腔1-5，在尾气燃烧腔1-5催化燃烧释放热量，预热空气和燃料气，通过预热的空气和燃料气进入燃料电池部分2，使燃料电池部分2均匀稳定的升温，直至燃料电池正常运行稳定，实现燃料电池部分2的自热启动。
2、采用该系统可以实现固体氧化物燃料电池的可靠稳定运行，燃料电池部分2在放电运行时，含碳化合物燃料在热交换部分1的燃料重整管1-4内重整为合成气，并与新鲜空气一起预热后进入燃料电池部分2，避免了燃料电池部分2上出现较大的温度波动，并且大大降低了积碳的风险，可以实现燃料电池部分2的可靠稳定运行。
3、采用该系统还可以实现燃料电池部分2的稳定安全停机。需要停止燃料电池部分2时，可以通过减少燃料的供给量，加大新鲜空气量，使燃料电池部分2在燃料气的保护下稳定可靠的停机。
4、余热回收部分3通过冷水吸收尾气的热量，还可实现尾气余热的回收利用。
综上，该高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统可实现燃料气和空气的预热、尾气燃烧与重整反应的热量耦合。一方面有利于稳定发电系统各部分温度，保护系统。另一方面有利于提高系统的发电效率。第三方面，尾气燃烧反应释放的热量被燃料重整反应吸收，可以实现系统更高的发电效率。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，该发电系统包括热交换过程、燃料电池发电过程和余热回收过程，其中：
热交换过程在热交换部分中进行，燃料气通过重整燃料进气口进入燃料腔中，再分配到各个燃料重整管，燃料气在燃料重整管内发生重整反应，重整后得到的重整气先进入重整气腔，再经重整气出口排出；空气通过第一空气进气口进入进气空气腔中，再分配到各个空气换热管内进行预热，经预热后的空气进入出气空气腔，再经下方的空气出口排出；
燃料电池发电过程在燃料电池部分中进行，从热交换部分出来的重整气经第二燃料气进气口进入燃料电池部分作为燃料电池部分的燃料气使用；从热交换部分出来的预热后的空气经第二空气进气口进入燃料电池部分作为燃料电池部分氧化用气体；另外，从燃料电池部分的阳极尾气出口排出的阳极尾气，经阳极尾气进气口进入热交换部分，而从燃料电池部分的阴极尾气出口排出的阴极尾气，经阴极尾气进气口进入热交换部分；
余热回收过程在余热回收部分中进行，从热交换部分排出来的燃烧尾气经尾气进口进入，冷水经冷水进口进入用于吸收尾气中的热量，降温后的尾气经尾气出口排出系统，升温后的水经热水出口排出系统；
热交换过程中产生的重整气，作为燃料气在燃料电池发电后所产生的高温尾气返回到热交换部分，在热交换部分内催化燃烧剩余的燃料气，从而释放热量为燃料气重整反应过程提供热量，并预热新鲜空气；热交换过程中的热空气，作为氧化气体在燃料电池发电后，剩余的高温空气返回到热交换部分中与剩余的燃料气发生催化燃烧反应，尾气催化燃烧后则进入余热回收部分，通过冷水进一步吸收尾气的热量，实现余热充分利用；
该系统中所述热交换部分设置于壳体中，所述壳体上部的左侧为燃料腔，右侧为进气空气腔；其中：
所述燃料腔的正下方为尾气燃烧腔，所述尾气燃烧腔的正下方为阴极尾气腔，所述阴极尾气腔的正下方为重整气腔，且所述尾气燃烧腔与阴极尾气腔之间通过挡板隔开，所述阴极尾气腔与重整气腔之间也通过挡板隔开，在所述尾气燃烧腔与阴极尾气腔中相间隔地设置有若干根燃料重整管；
所述进气空气腔的正下方为空气换热腔，所述空气换热腔的正下方为阳极尾气腔，所述阳极尾气腔的正下方为出气空气腔，且所述空气换热腔与阳极尾气腔之间通过第一挡板隔开，所述阳极尾气腔与出气空气腔通过第二挡板相隔开，在所述第二挡板上还固定设置有若干个阴极尾气导管，所述空气换热腔与阳极尾气腔中相间隔地设置有若干根空气换热管。
2.如权利要求1所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池部分的内部装有燃料电池发电模块，在燃料电池部分的上方设置有第二燃料气进气口和第二空气进气口；在燃料电池发电模块的下方还设置有阳极尾气出口和阴极尾气出口。
3.如权利要求2所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池发电模块为平板型、管型、扁管型。
4.如权利要求3所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述余热回收部分的外壳上设置有尾气进口、尾气出口、冷水进口和热水出口，所述尾气进口与热交换部分中的燃烧尾气出气口通过管线相连接。
5.如权利要求4所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，在所述燃料腔的上方设有重整燃料进气口，所述进气空气腔的上方设有第一空气进气口，所述重整气腔的下方设有重整气出口，所述出气空气腔的下方设有空气出口，所述阳极尾气腔的一侧设有阳极尾气进气口，所述阳极尾气腔的另一侧设有阴极尾气进气口；所述空气燃烧腔的一侧设置有燃烧尾气出气口。
6.如权利要求5所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料腔与进气空气腔之间通过第一隔板隔开，所述重整气腔与出气空气腔之间通过第二隔板隔开。
7.如权利要求6所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述阳极尾气出口与热交换部分中的阳极尾气进气口通过管线相连接；阴极尾气出口与热交换部分中的阴极尾气进气口相连接；所述第二燃料气进气口与热交换部分中的重整气出口通过管线连接；第二空气进气口与热交换部分中的空气出口通过管线相连接；所述燃烧尾气出气口与余热回收部分中的进气口通过管线相连接。
8.如权利要求7所述的高效能量耦合的固体氧化物燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料重整管中装有燃料重整催化剂，燃料重整催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属、第4周期的VIII族元素及助催化剂组分；
所述尾气燃烧腔装有尾气燃烧催化剂，尾气燃烧催化剂活性组分包括主催化剂的铂族金属。
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