CN1568286A - 燃烧器,燃料重整设备,燃料电池系统及启动燃料重整系统的方法 - Google Patents

燃烧器,燃料重整设备,燃料电池系统及启动燃料重整系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种燃烧器(BR)，其具有用于混和燃料和加热气体的预混和器(10)、用于燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体的混和器(8)、以及设置在该预混和器和混和器之间的多孔介质(9)。一种重整装置(2)，其可以位于燃烧器的下游，该燃烧器和重整装置形成了一种燃料重整设备(R)。以及，一种燃料电池(1)，其可以位于该重整装置的下游以与燃料重整设备一起形成一种燃料电池系统(S)。

Description

燃烧器，燃料重整设备，燃料电池系统及 启动燃料重整系统的方法
技术领域
本发明涉及一种燃烧器、一种燃料重整设备、一种燃料电池系统及一种相关的方法，更具体的，涉及一种通过预混和液态燃料与加热气体来形成均匀混和气体的燃烧器、采用这种燃烧器的燃料重整设备和燃料电池系统、以及一种相关的方法。
背景技术
燃料电池基于这样一种原理，作为燃料的氢与空气中含有的氧之间经由电解质发生电化学反应，从而直接产生电能。因此，在这种燃料电池内不发生其它电能产生系统中所需要的能量转换，从而可高效率地产生电能。
氢供应源包括纯氢源，除此以外，还可采用诸如碳氢化合物和酒精一类烃族燃料经由重整反应而得到的富含氢的气体。
重整反应分为部分氧化反应和蒸气重整反应，或者这两反应相结合的自热反应(auto-thermal reaction)。因为用于进行重整的供应气体可能不仅包括气相烃例如甲烷、乙烷和丙烷，还可能包括液相烃例如汽油和甲醇，所以重整反应采取气相反应的形式，这样燃料将被气化。无论在哪种情况下，该反应在室温下都不能继续进行。尽管反应温度取决于重整的燃料，但一般而言，要求燃料重整装置的温度升高至高于500℃。
因此，由于为促进重整反应要求燃料重整装置的温度升高至某个给定温度，如果燃料重整式燃料电池用于需要频繁启动和制动的某种运输工具例如汽车，那么缩短该汽车的预热时间就很重要。
日本专利申请公开文本No.2000-63105公开了一种燃料重整设备。这种燃料重整设备包括一种在启动时燃烧所供给燃料的启动燃烧器机构，以生成对该燃料重整设备的重整催化剂部分进行加热的燃烧气体。
发明内容
但是，依据本发明人进行的大量研究工作，在这种重整装置的启动过程中，由于液态供给燃料例如甲醇被喷射以使得该燃料与空气混和来实现扩散燃烧，那么就倾向于出现局部不同的空气燃料比，结果导致燃烧温度升高。随着燃烧温度的升高，将生成氮的氧化物。结果可以想象，长期利用燃料扩散燃烧预热的重整装置将导致氮的氧化物的生成量增多。
本发明是本发明人进行上述研究后得出的，本发明的目的是提供用以限制氮的氧化物的生成量的燃烧器、燃料重整设备、燃料电池系统以及相关方法。
为实现这个目的，本发明的一个方面是提供一种燃烧器，包括：预混和器，用以混和燃料和加热气体；混和器，用以燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体；以及多孔介质，设置在预混和器和混和器之间，在预混和器内混和的燃料和加热气体经由该多孔介质供应给混和器。
此外，本发明的另一方面是提供一种燃料重整设备，包括：预混和器，用以混和燃料和加热气体；混和器，用以燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体；多孔介质，设置在预混和器和混和器之间，预混和器、在该预混和器内混和且经由该多孔介质供应给混和器的燃料和加热气体、混和器和多孔介质形成了第一燃烧器；以及重整装置，设置在该第一燃烧器的下游，用于生成富含氢的气体。
此外，本发明的另一方面是提供一种燃料电池系统，包括：预混和器，用以混和燃料和加热气体；混和器，用以燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体；多孔介质，设置在预混和器和混和器之间，预混和器、在该预混和器内混和且经由该多孔介质供应给混和器的燃料和加热气体、混和器和多孔介质形成了第一燃烧器；重整装置，设置在该第一燃烧器的下游，用于生成富含氢的气体；以及燃料电池，位于该重整装置的下游。
本发明的另一方面是提供一种启动燃料电池系统的方法，包括：提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统具有用以混和燃料和加热气体的预混和器、用以燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体的混和器、设置在该预混和器和混和器之间的多孔介质、位于混和器下游且生成富含氢的气体的重整装置、以及位于该重整装置下游的燃料电池；通过在该预混和器内实现燃料与空气之间的扩散燃烧来预热多孔介质，随后中止该扩散燃烧；以及在经由预混和器和多孔介质将燃料和加热气体供应到混和器内的同时，通过在混和器内燃烧该燃料和加热气体来预热重整装置。
自以下结合附图的说明，本发明的其它及进一步的特征、优点和好处将变得更加明显。
附图的简要说明
图1表示依照本发明第一实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备以及一种燃料电池系统的构造；
图2是一幅流程图，说明用以启动第一实施例的燃料电池系统的操作方法；
图3表示依照本发明第二实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备以及一种燃料电池系统的构造；
图4表示依照本发明第三实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备以及一种燃料电池系统的构造；
图5表示依照本发明第四实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备以及一种燃料电池系统的构造；
图6表示依照本发明第五实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备以及一种燃料电池系统的构造。
优选实施例的详细描述
以下将适当地参照附图详细描述依照本发明每种实施例的燃烧器、燃料重整设备、燃料电池系统及相关方法。
(第一实施例)
首先，结合图1和2详细说明依照本发明第一实施例的燃烧器、燃料重整设备、燃料电池系统及相关方法。
图1表示当前实施例中配备有燃烧器和燃料重整设备的燃料电池系统的构造。
在图1中，燃料重整式燃料电池系统S包括：燃料电池1，其装备有形成燃料电池主体的阳极(燃料电极：未显示)和阴极(氧化电极：未显示)；重整装置2，生成富含氢的重整气体，该气体将被供应给燃料电池1；重整气体供应管路3，将来自重整装置2的重整气体供应给燃料电池1；空气供应管路4，将来自空气压缩机(未显示)的空气供应给燃料电池1；阳极废气管路5，释放来自燃料电池1阳极的废气；阴极废气管路6，释放来自燃料电池1阴极的废空气；空气供应口7，给预混和器10供应空气；混和器8，使得在预混和器10内预混和的燃料、空气等相互混和；多孔介质9，位于预混和器10和混和器8之间；预混和器10，预混和燃料、空气等；燃料供应单元11，将液态燃料喷入预混和器10内；加热气体入口12，将加热气体引入预混和器10内；点火源-A17，点燃预混和器10内的可燃气体；以及点火源-B19，点燃混和器8内的可燃气体。
也就是说，多孔介质9位于预混和器10和混和器8之间，覆盖预混和器10、多孔介质9以及混和器8的部分形成了燃烧器BR。重整装置2位于这种燃烧器的下游，以允许经由重整气体供应气3将由该重整装置2生成且富含氢的重整气体供应给燃料电池1。覆盖燃烧器BR和重整装置2的部分形成了燃料重整设备R。
多孔介质9由这样一种构件组成，该构件包括泡沫体、烧结体、细丝聚合体和蜂窝构造体中至少一种。更具体的，多孔介质9包括诸如金属泡沫材料或陶瓷泡沫材料一类的泡沫体、由金属或陶瓷粉末组成的烧结体、由钢丝棉或其它细丝金属组成且通过堆叠或压缩该钢丝棉或其它细丝金属形成的细丝聚合体、以及由金属材料组成的蜂窝构造体中至少一种。
由燃料供应单元11供应给预混和器10的燃料是用于进行重整的供给燃料，该燃料包括氢以及用于此目的的烃或水。
另一方面，自加热气体入口12供应加热气体，该加热气体与预混和器10内的燃料和空气混合。特别的，引入预混和器10内的加热气体由高温气体组成，该高温气体包括通过燃烧该燃料电池1的排出气而获得的废气(燃烧气体)或者与这种废气经过热交换的空气，以给引入该预混和器10内的燃料和空气供应热量。当然，高温气体可不仅包括这种废气或空气，还可包括与燃料电池的废气或排出气本身经过热交换的压缩气体。
顺便一提的是，在燃料由液态燃料组成的情况下，如果加热气体维持在某个相当高的温度且预混和器10的尺寸没有任何限制，那么按照原来实际的情况来说，该预混和器能够实现燃料与空气的充分气化和混和。但是对于这种构造，可能将不可避免地增大预混和器的尺寸，同时由于气体的扩散速度，在获取均匀混和气体方面会遇到困难。
这里，当前所述实施例具有这样一种构造，其中，加热气体在预混和器10内预混和。在这种构造的情况下，即使液态燃料不能完全气化，未气化的液态燃料将立刻被多孔介质9吸收并接着被气化。然后，利用多孔介质9形成湍流，从而促使先前已经预混和的混和气体扩散。于是，自多孔介质9排出且包含燃料和加热气体的混和气体就形成了均匀混和气体，反过来将该均匀混和气体供应给重整装置2。也就是说，多孔介质9具有使混和气体均匀以及气化燃料的功能，并可显著地缩小预混和器10的尺寸。
现在，参照图2描述用以启动如上所述构造中当前所述实施例的重整式燃料电池系统的操作方法。
图2是一幅流程图，说明了用以启动当前所述实施例的重整式燃料电池系统的操作方法的基本顺序。同时，利用燃料电池系统的控制器(未显示)执行此基本操作顺序。
首先，启动一系列步骤，在步骤S1，进行加热燃烧以加热及预热多孔介质9。即，自空气供应口7给预混和器供应空气同时利用燃料供应单元11向该预混和器内喷入液态燃料，以形成混和气体，然后利用点火源-A17点燃该预混和器10内的混和气体以启动预混和室10内的扩散燃烧，从而加热多孔介质9。假定燃料气化所需要的温度是300℃，那么持续该扩散燃烧直至多孔介质9达到300℃，当温度达到300℃时，就中止燃料和空气的供应以中止预混和室10内的扩散燃烧。同时，点火源-A17可包括热线点火塞或火花塞。
随后，在步骤S2，多孔介质9和混和器8进行预蒸发及预混和燃烧，以预热重整装置2。也就是说，自燃料供应单元11向预混和器10内喷入液态燃料，同时经由空气供应口7给预混和器供应空气，经由加热气体入口12引入高温加热气体。由于所供给的燃料是液态燃料，该液态燃料将分别获取加热气体(高温气体)和多孔介质9的热量并气化，从而在多孔介质9的下游处生成均匀混和气体。接着，利用点火源-B19点燃此混和气体，从而在混和器8内燃烧该混和气体。另外，将此燃烧气体供应给重整装置2，从而加热和预热该重整装置2。
也就是说，这里，由于预混和器10实现了燃料和空气的预混和，并迫使高温加热气体作用于该预混和气体，多孔介质9可获得均匀的空气燃料混和物。然后，利用点火源-B19点燃此混和气体，以获取燃烧气体。在这种燃烧过程中，由于被点燃的是均匀混和气体，燃烧温度不会出现不均匀性，从而避免局部温度过高而形成NOX，由此可获得的一个有利特征是易于控制废气成分，例如减少废气中的NOX。同样，类似于点火源-A17，点火源-B19可采用热线点火塞或火花塞。此外，通过在混和器8内或紧邻该混和室8的下游放置另一个多孔介质来阻止燃烧火焰的形成，可进一步缩短燃烧部与重整装置2之间的距离。
特别的，当重整装置2在500℃时进行重整反应的情况下，持续上述预蒸发及预混和燃烧直至重整温度达到500℃，一旦达到500℃就中止燃料和空气的供应以终止燃烧，从而结束该一系列步骤。随后，操作进入正常操作模式。
即，在当前所述实施例的燃料电池系统中，当在某给定温度下已经充分预热重整装置2之后，操作进入正常操作模式。在此正常操作模式过程中，向预混和器10内的加热气体供应燃料，以利用该预混和器10和多孔介质9使燃料充分气化，然后在重整装置2内进行重整。
一旦按照以上所述燃料电池系统的这种顺序，特别的，在完成多孔介质9和重整装置2的启动操作之后再启动正常操作，就可以使扩散燃烧最小化，同时迅速地预热该燃料电池系统，其中扩散燃烧将生成大量氮的氧化物。
此外，在燃料由液态燃料组成的情况下，利用燃料喷射阀作为燃料供应单元11，从而易于使燃料与空气混和。此外，可采用燃料供应单元和空气供应单元相结合的双流体式燃料喷射阀，在这种情况下，可形成更细小的燃料液滴，并易于混和燃料与空气。考虑到提高成本效率，点火源-A17和点火源-B19适宜采用热线点火塞或火花塞。
对于以上所述实施例，由于在多孔介质的下游能够获得经预蒸发和预混和且均匀的空气燃料混和物，预蒸发及预混和燃烧不会导致局部区域的温度过高，从而可使燃烧过程中生成的NOX的含量值减少到低于在燃烧所喷射燃料的扩散燃烧过程中获得的NOX的含量值。
此外，因为在初始阶段的扩散燃烧过程中加热并预热多孔介质之后，再将加热气体和燃料供应给预混和器，以及操作进入预蒸发和预混和燃烧，所以该预混和器和多孔介质可实现燃料和高温气体的预蒸发和预混和，使混和器立即启动预蒸发和预混和燃烧。
此外，当预热重整装置时，由于这种预蒸发和预混和燃烧的速率加快，从而可减少所生成的NOX数量。
另外，由于能够利用预热重整装置的燃烧器作为用以混和燃料与加热气体的蒸发器、或者作为用以蒸发及混和燃料、加热气体及空气的蒸发器，可使整个燃料电池系统的组件数量减至最少。
(第二实施例)
接着，主要结合图3详细描述依照本发明第二实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备、一种燃料电池系统及一种相关方法。
图3表示当前实施例中配备有燃烧器和燃料重整设备的燃料电池系统的构造。
在图3中，当前所述实施例与第一实施例之间的不同点在于还额外包括：第二燃烧器13，其用于燃烧自燃料电池1排出的废气，且其位于该燃料电池1的下游；燃烧气体回输管路14，其引导在燃烧器13内燃烧的燃烧气体进入预混和器10的加热气体入口12；以及燃烧废气管路15，将燃烧器13的燃烧气体排至外部。当前所述实施例的其它构造类似于第一实施例，因此相同部件采用相同的参考数字以省略多余的说明。当前所述实施例的燃料电池系统的启动方法也类似于第一实施例的启动方法。
特别的，当前所述实施例采用了这样一种构造形式，其利用燃烧气体作为加热气体，该燃烧气体中含有自燃料电池1排出的残余氢。燃料电池1和燃烧器13经由阳极废气管路5和阴极废气管路6相互连通，经由该阳极废气管路5和阴极废气管路6分别供应阳极废气(排出气体)和阴极废气(排出气体)。这里，一般而言，由于燃料电池难以氧化供应给阳极的全部氢，因此阳极废气中含有该燃料电池内未利用的氢和蒸气。因此，燃烧器13可以燃烧阳极废气中含有的氢和阴极废气中含有的氧，从而使所形成的燃烧气体作为加热气体。自这种燃烧器13排出的燃烧废气的至少一部分经由燃烧气体回输管路14自加热气体入口12引入到预混和器10中，以及，残留燃烧气体通过燃烧废气管路15排出。
依照以上所述实施例，由于可通过燃烧废气中的氢来获取加热气体，就不再需要用以产生加热气体的外部能量，从而可提高燃料电池系统的效率。
此外，当重整装置进行蒸气重整时，由于废气中含有水汽，因此可将此水汽供应给重整装置以进行蒸气重整。
(第三实施例)
接着，主要结合图4详细描述依照本发明第三实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备、一种燃料电池系统及一种相关方法。
图4表示当前实施例中配备有燃烧器和燃料重整设备的燃料电池系统的构造。
在图4中，当前所述实施例与第一实施例之间的不同点在于还额外包括：第二燃烧器13，其位于该燃料电池1的下游且用以燃烧自燃料电池1排出的废气；燃烧废气管路15，位于燃烧器13的下游；热交换器16，用于在燃烧废气与空气之间进行热交换；以及加热气体管路20，将在热交换器16内加热的空气引入加热气体入口12，由此反过来又将在热交换器16内加热的空气供应给预混和器10作为加热气体。同时，由于加热气体由经加热的空气组成，预混和器10就不再具有类似于图1所示的空气供应口7。当前所述实施例的其它构造类似于第一实施例，因此相同部件采用相同的参考数字以省略多余的说明。当前所述实施例的燃料电池系统的启动方法也类似于第一实施例的启动方法。
特别的，当前所述实施例采用了这样一种构造形式，其不必需要用于重整反应的蒸气，且利用经加热的空气作为加热气体。燃料电池1和燃烧器13经由阳极废气管路5和阴极废气管路6相互连通，分别经由该阳极废气管路5和阴极废气管路6将阳极废气(排出气体)和阴极废气(排出气体)供应给燃烧器13。燃烧器13燃烧阳极废气中含有的氢和阴极废气中含有的氧，并经由燃烧气体管路15将所得到的燃烧气体引入热交换器16。在热交换器16中，燃烧废气与空气之间发生热交换以加热该空气。接着，经由燃烧气体回输管路14将经加热的空气自加热气体入口12引入预混和器10。另一方面，经由燃烧气体排出管路15’排出用于进行热交换的燃烧气体。
依照以上所述实施例，采用空气作为加热气体，就可避免燃烧气体中的过多成分被供应给重整装置。
此外，在重整装置不需要蒸气的情况下，理所当然的方便的是，可以省略供应容纳在废气中且用于进行重整的水汽。
(第四实施例)
接着，主要结合图5详细描述依照本发明第四实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备、一种燃料电池系统及一种相关方法。
图5表示当前实施例中配备有燃烧器和燃料重整设备的燃料电池系统的构造。
在图5中，当前所述实施例与第一实施例之间的不同点在于：重整装置2采用通常执行蒸气重整的构造形式，混和器8具有向多孔介质9喷水的供水单元18。因此，可以认为燃料重整设备R被构造为使得多孔介质9能够有效地蒸发水，从而供应蒸气重整所需要的蒸气。当前所述实施例的其它构造类似于第一实施例，因此相同部件采用相同的参考数字以省略多余的说明。当前所述实施例的燃料电池系统的启动方法也类似于第一实施例的启动方法。
特别的，在当前所述实施例中，在预混和器10内燃烧燃料，利用其产生的燃烧热量气化供水单元18喷射的水。为使水气化，最好增大表面积以加快气化速度。为此，按照朝向多孔介质9喷射的形式的供给水。即使水溅到多孔介质9的表面上，因为该多孔介质9经由燃烧被加热，水将在该多孔介质9的表面充分蒸发和气化。
此外，通过在预混和器10内富含燃料的区域进行燃烧，该区域的燃料比率高于理论上空气燃料混和物的燃料比率，还可生成燃料蒸气。由此，通过混和燃料蒸气、多孔介质9生成的蒸气、以及空气供应口7供给的空气，可将蒸气重整所需要的混和气体供应给重整装置2。当然，由于空气在被引入重整装置2之前就与混和气体相混和，这种蒸气重整可以是采用蒸气重整反应和部分氧化反应的自热反应。
此外，当在正常操作模式中重整反应采用主要利用燃烧气体中蒸气进行蒸气重整反应的情况下，尽管在停止燃料电池系统之后不能迅速地供应蒸气，但当前所述实施例的正常操作模式可以迅速的启动重整装置，只要维持该重整装置在蒸气重整所需要的温度下。
依照以上所述实施例，在重整装置进行蒸气重整的情况下，能将水充分地供应给该重整装置以进行蒸气重整。结果，可以迅速地启动重整装置，只要该重整装置维持在某个高温下，例如在持续操作该重整装置的情况下，当短时间地中断该重整装置之后，可以再次启动该重整装置。
此外，当在预混和器内富含燃料的一侧进行燃烧的情况下，该侧的燃料比率高于理论上空气燃料混和物的燃料比率，允许所得到的燃烧热将水气化为蒸气以与混和气体混和，然后将该混和气体供应给重整装置，所供应的气体中含有燃料蒸气和蒸气，这些气体可用于蒸气重整反应。
同时，在被引入重整装置之前就与混和气体混和的空气也可用于自热反应。
(第五实施例)
接着，主要结合图6详细描述依照本发明第四实施例的一种燃烧器、一种燃料重整设备、一种燃料电池系统及一种相关方法。
图6表示当前实施例中配备有燃烧器和燃料重整设备的燃料电池系统的构造。
在图6中，当前所述实施例与第一实施例之间的不同点在于还额外包括：燃烧气体供应管路14’，将燃烧气体自混和器8引入加热气体入口12。其它构造类似于第一实施例，因此相同部件采用相同的参考数字以省略多余的说明。当前所述实施例的燃料电池系统的启动方法也类似于第一实施例的启动方法。
特别的，在当前所述实施例中，经由燃烧气体回输管路14’将自混和器8排出的燃烧气体的一部分引入预混和器10作为加热气体，所得到的热量用于通过多孔介质9气化燃料以获得混和气体。
依照以上所述实施例，通过使混和器产生的燃烧气体的一部分用作加热气体，可实现这样一种简化构造，该构造能供应加热气体而不需要采用某种新加热设备。
在此引入申请日为2002年6月3日的日本专利申请No.TOKUGAN 2002-161629的全部内容以供参考。
尽管以上已经参照本发明的特定实施例对本发明进行了描述，但本发明并不限于以上所述实施例。本领域技术人员在以上所述实施例的启示下可对它们作出修正和改进。参照以下权利要求书限定本发明的范围。
工业实用性
如先前所提到的，一种燃烧器具有用以混和燃料和加热气体的预混和器、用以燃烧在该预混和器内混和的燃料和加热气体的混和器、以及设置在该预混和器和混和器之间的多孔介质。这里，一种重整装置位于燃烧器的下游，该燃烧器和重整装置形成了一种燃料重整设备。同时，一种燃料电池位于该重整装置的下游以与燃料重整设备一起形成一种燃料电池系统。由于这种结构，可以抑制氮的氧化物的生成。结果，具有多孔介质的燃烧器、燃料重整设备以及燃料电池系统可应用于利用燃料电池启动的运输工具以及工用或家用的电力发电机，预计其将有广范围的应用。

Claims (20)

1.一种燃烧器，包括：
预混和器，用于混和燃料和加热气体；
混和器，用于燃烧在所述预混和器内混和的所述燃料和加热气体；以及
多孔介质，设置在所述预混和器和所述混和器之间，在所述预混和器内混和的所述燃料和加热气体经由所述多孔介质供应给所述混和器。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料是液态的，所述预混和器可操作在所述燃料与空气之间实现扩散燃烧以预热所述多孔介质，并随后中止所述扩散燃烧，然后所述预混和器经由所述多孔介质将所述燃料和加热气体供应给所述混和器，以使得所述混和器燃烧所述燃料和加热气体。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述预混和器具有使所述燃料与空气之间扩散燃烧的第一点火源，所述混和器具有使所述燃料与所述加热气体之间燃烧的第二点火源。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是由所述燃料的燃烧产生的气体。
5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是在所述混和器内燃烧一部分所述燃料得到的气体。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是被加热的空气。
7.一种燃料重整设备，包括：
预混和器，用于混和燃料和加热气体；
混和器，用于燃烧在所述预混和器内混和的所述燃料和加热气体；
多孔介质，设置在所述预混和器和所述混和器之间，所述预混和器、在所述预混和器内混和且经由所述多孔介质供应给所述混和器的所述燃料和加热气体、所述混和器和所述多孔介质形成了第一燃烧器；以及
重整装置，设置在所述第一燃烧器的下游，用于生成富含氢的气体。
8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料是液态的，所述预混和器可操作在所述燃料与空气之间实现扩散燃烧以预热所述多孔介质，并随后中止所述扩散燃烧，然后所述预混和器经由所述多孔介质将所述燃料和加热气体供应给所述混和器，以使得所述混和器燃烧所述燃料和加热气体，从而预热所述重整装置。
9.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是由所述燃料的燃烧产生的气体。
10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是在所述混和器内燃烧一部分所述燃料得到的气体。
11.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是被加热的空气。
12.根据权利要求11所述的燃烧器，还包括给所述多孔介质供水的供水单元，
其特征在于，所述水被蒸发为蒸气，然后所述蒸气供应给所述重整装置。
13.一种燃料电池系统，包括：
预混和器，用于混和燃料和加热气体；
混和器，用于燃烧在所述预混和器内混和的所述燃料和加热气体；
多孔介质，设置在所述预混和器和所述混和器之间，在所述预混和器内混和且经由所述多孔介质供应给所述混和器的所述燃料和加热气体、所述预混和器、所述混和器和所述多孔介质形成了第一燃烧器；
重整装置，设置在所述第一燃烧器的下游，用于生成富含氢的气体；以及
燃料电池，位于所述重整装置的下游。
14.根据权利要求13所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料是液态的，所述预混和器可操作在所述燃料与空气之间实现扩散燃烧以预热所述多孔介质，并随后中止所述扩散燃烧，然后所述预混和器经由所述多孔介质将所述燃料和加热气体供应给所述混和器，以使得所述混和器燃烧所述燃料和加热气体，从而预热所述重整装置。
15.根据权利要求13所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是由所述燃料的燃烧产生的气体。
16.根据权利要求15所述的燃烧器，还包括位于所述燃料电池下游的第二燃烧器，
其特征在于，所述加热气体是在所述第二燃烧器内燃烧一部分所述燃料得到的气体。
17.根据权利要求13所述的燃烧器，其特征在于，所述加热气体是被加热的空气。
18.根据权利要求13所述的燃烧器，还包括位于所述燃料电池下游的第二燃烧器以及位于所述第二燃烧器下游的热交换器，
其特征在于，所述被加热的空气是在所述热交换器内利用来自所述第二燃烧器的燃烧气体与空气之间的热交换加热的空气。
19.根据权利要求13所述的燃烧器，还包括给所述多孔介质供水的供水单元，
其特征在于，所述水被蒸发为蒸气，然后所述蒸气供应给所述重整装置，利用所述重整装置对供应给所述燃料电池的燃料进行蒸气重整。
20.一种启动燃料电池系统的方法，包括：
提供一种燃料电池系统，所述燃料电池系统具有用于混和燃料和加热气体的预混和器、用于燃烧在所述预混和器内混和的所述燃料和加热气体的混和器、设置在所述预混和器和所述混和器之间的多孔介质、位于所述混和器下游用于生成富含氢的气体的重整装置、以及位于所述重整装置下游的燃料电池；
通过在所述预混和器内实现所述燃料与空气之间的扩散燃烧来预热所述多孔介质，随后中止所述扩散燃烧；以及
在经由所述预混和器和多孔介质将所述燃料和加热气体供应到所述混和器内的同时，通过在所述混和器内燃烧所述燃料和加热气体来预热所述重整装置。
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