燃料电池系统及其操作方法与流程

本发明涉及一种具有燃烧器或尾气燃烧器的燃料电池系统，其中燃烧器既能够进行火焰燃烧又能够进行催化燃烧。

背景技术：

1、电化学燃料电池使用电化学转换过程，该过程氧化燃料以产生电能。这种燃料电池单元可以以堆叠布置、例如堆叠中的10至200个燃料电池单元彼此重叠布置。每个燃料电池单元在运行时会工作以产生电能。

2、一种类型的燃料电池系统是固体氧化物燃料电池系统。固体氧化物燃料电池(sofc)背后的技术是基于固体氧化物电解质，该电解质将负氧离子从阴极传导到位于电解质的相反侧上的阳极。为此，燃料或改良燃料接触燃料电池单元的阳极(又称燃料电极)、氧化剂(诸如空气或富氧流体)接触燃料电池单元的阴极(又称空气电极)。电池单元内部和之间的流体通道允许这样做。还有其他形式的电化学电池单元。

3、本领域已知燃烧器或尾气燃烧器，其利用来自燃料电池堆的废气，特别是包含来自堆的阳极出口的输出的燃料，其中燃料在电化学过程中未被完全消耗。例如，参见wo2016/097687。废气的燃烧特别有利于提供额外的热量并利用燃料电池堆中原本浪费的气体。改善环境责任的立法和总体趋势鼓励人们减少由所有操作中的燃料的灼烧或燃烧产生的排放。在控制排放方面，减少一氧化碳(co)和氮氧化物(nox)的排放尤为重要。提供给尾气燃烧器的混合物的空气与燃料比(lambda,λ)也可以对燃烧产生影响，通常需要直接向燃烧器提供补充气体来控制燃烧。

4、为了解决这些要求，可以提供无焰催化燃烧来代替火焰燃烧器。这允许以更少的排放燃烧废气。已知现有技术系统使用催化燃烧器和火焰燃烧器来利用废气。参见例如us9343758b2和ep2127009b1。

5、然而，两种燃烧类型的操作可以得到改进。特别希望生产一种不使用复杂系统同时维持低排放并应对变化的气流、并且特别是大范围的空气与燃料比λ的燃烧器。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种操作燃料电池系统的方法，该燃料电池系统包括燃烧器和燃料电池堆，该燃料电池堆包括阳极入口、阴极入口、阳极废气出口和阴极废气出口；

2、该方法包括以下步骤：

3、由从燃料电池堆的阳极废气出口和阴极废气出口供应的燃料和氧气形成废气燃料混合物，其中用于燃烧器的废气燃料混合物仅由阳极废气出口和阴极废气出口提供；以及

4、通过在燃烧器中的催化剂处进行催化燃烧或通过在燃烧器中进行火焰燃烧来燃烧废气燃料混合物。

5、在一些实施例中，废气燃料和氧气被分别提供给燃烧器，并在燃烧器内进行混合。在其他实施例中，混合发生在进入燃烧器之前。

6、在燃料电池系统的一些实施例的操作期间，来自阳极废气出口的燃料和来自阴极废气出口的氧气被传送到燃烧器。在燃烧器中，由来自出口的燃料和氧气形成的废气燃料混合物可以通过火焰燃烧而燃烧或者可以与催化剂反应，该催化剂与燃料反应以引起催化燃烧。两种形式的燃烧都会导致热量的产生。提供给燃烧器的所有燃料和氧气都来自燃料电池堆的出口。这消除了对单独的燃料馈送将燃料供应直接提供给燃烧器以便产生热量的需要。热量可以用于加热系统，诸如燃料电池堆。因此，系统的效率得到提高。

7、由火焰燃烧或催化燃烧产生的热量加热燃烧器，从而也加热废气燃料混合物。

8、优选地，从阳极废气出口供应的燃料包括氢气。在一些实施例中，氨(nh3)被供应到系统中，并裂解以形成用于堆、因而用于燃烧器的h2。可以改为使用其他燃料。

9、优选地，燃料电池系统是包括固体氧化物燃料电池堆的固体氧化物燃料电池系统。

10、优选地，操作燃料电池系统的方法包括在燃料电池系统的启动期间通过催化燃烧来燃烧燃料；启动是燃料电池从冷的非操作情况或条件进入可以从堆中汲取电流的点或条件的操作周期。例如，在一些实施例中，在固体氧化物燃料电池中，并且特别是中温固体氧化物燃料电池中，启动过程可以从冷态开始，直到堆的空气侧出口(通常是阴极废气出口)处的温度达到450摄氏度。这通常是电流将能够在堆两端汲取时的近似温度，并且因此燃料电池将可运行(作为发电装置)。然而，各种不同类型的燃料电池和电解质的各种不同电化学活性成分将各自具有可以开始汲取电流的不同温度：电化学活性成分的化学性质通常决定所述温度。

11、在一些实施例中，催化燃烧持续通过延长的启动过程，直到燃料电池在最佳温度下操作以便实现最大电流汲取。例如，在一些实施例中，在固体氧化物燃料电池中，并且特别是中温固体氧化物燃料电池中，延长的启动过程可以从高于450摄氏度开始，直到堆的空气侧出口(通常是阴极废气出口)处的温度在加热过程中同时仅在部分电流/负载下首次达到620摄氏度。这通常是最大电流将能够在堆两端汲取时的近似温度，并且在此温度以上可用电流开始下降。然而，同样，各种不同类型的燃料电池和电解质的各种不同电化学活性成分将各自具有可以汲取最大电流的不同温度：电化学活性成分的化学性质通常决定该温度。

12、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：在以下至少一者的期间通过催化燃烧来燃烧燃料：

13、i)燃料电池系统的启动；

14、ii)燃烧器中的废气燃料混合物的温度不足以通过火焰燃烧来引起燃料的自燃；以及

15、iii)燃烧器中的废气燃料混合物的燃料浓度不足以通过火焰燃烧来燃烧。

16、更优选地，当温度太低而无法自动引发火焰燃烧时，会发生催化燃烧。

17、为了避免任何疑问，这些条件是在燃料电池的标准操作压力下。

18、在燃料电池启动时，与其操作条件相比，堆相对较冷。因此，电化学反应的燃料消耗量较低，并且馈送到阳极中的燃料通过燃料电池传递到阳极出口。这导致燃烧器中的废气燃料混合物富含燃料。当燃烧器中的废气燃料混合物的温度低于自燃水平时，它将不会自燃。在没有其他燃烧源的情况下，将不会发生火焰燃烧，而是废气燃料混合物进行催化燃烧。同样，如果在操作过程中废气燃料混合物的燃料浓度太稀薄，则将不会发生火焰燃烧，而是发生催化燃烧。这使得废气燃料混合物能够在各种状态下在燃烧器中燃烧。因此，即使在通常将不会产生火焰时也可以产生热量，而无需提供额外的燃料，即不通过堆的燃料。排放也通过使用催化燃烧来控制。

19、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：使用由催化燃烧产生的热量来引发燃烧器中的废气燃料混合物的火焰燃烧。因此，催化燃烧与火焰燃烧具有协同效应，其中产生的热量通过超过废气燃料混合物中燃料的自燃温度来实现废气燃料混合物的点燃。这一切都发生在同一燃烧器中。自燃温度(ait)是物质在没有外部点燃源(诸如火焰或火花)的情况下自发地点燃的最低温度。这也称为自燃。

20、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括，当燃烧器中的废气燃料混合物的温度和燃烧器中的废气燃料混合物内的燃料的浓度当中的一者或两者不足以进行火焰燃烧时，仅通过在燃烧器中催化剂处的催化燃烧来燃烧废气燃料混合物。废气燃料混合物通过火焰燃烧而燃烧的能力可以受废气燃料混合物的燃料浓度和温度的影响。当这些未达到所需水平时，火焰燃烧无法维持或启动，因此燃烧器内仅发生催化燃烧。不提供用于单独燃烧的附加燃烧器。存在单个燃烧器。

21、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括，当燃烧器中的废气燃料混合物的温度和燃烧器中的废气燃料混合物内的燃料的浓度两者都足以进行火焰燃烧时，通过燃烧器中的火焰燃烧来燃烧废气燃料混合物。当可以发生火焰燃烧时，例如燃料浓度和温度足够时，废气燃料混合物会被燃烧。因此，燃烧器允许由温度和燃料浓度允许的火焰燃烧和催化燃烧两者。

22、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：降低供应给燃烧器的废气燃料混合物中的燃料的浓度。随着堆预热，即在操作期间，电化学反应的燃料利用率将增加。这导致堆出口(阳极出口)的废气中存在较少的燃料。因此，燃烧器中的废气燃料混合物变得越来越稀薄。废气中存在的燃料的减少可以导致燃烧器中的废气燃料混合物中的燃料浓度下降至低于下限可燃浓度。下限可燃浓度(lfl)是在与空气混合时支持自发火焰的最低气体浓度。低于下限可燃浓度时，没有足够的燃料来支持火焰燃烧，即废气燃料混合物太“稀薄”而无法燃烧。

23、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：将从燃烧器的燃烧器出口排出的燃烧器排气通过预热器热交换器，使得热量在燃烧器排气流动路径中的燃烧器排气与供应到阴极入口的阴极入口气体之间进行交换。阴极入口气体包括供应到燃料电池堆的阴极入口的氧气。电化学反应在较高温度下更有效。堆本身作为反应的一部分产生热量。然而，入口气体(在这种情况下为阴极入口气体)的加热有助于电化学反应并且减少需要从其他来源提供的热量。因此，使用燃烧器排气进行这种热交换提高了系统效率。

24、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：在燃料电池系统启动时使用电加热器来加热催化燃烧器。催化剂的升温改善了化学燃烧的启动。

25、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：通过燃烧器内导致自燃的温度或者导致点燃的催化燃烧来仅仅引发燃料混合物的火焰燃烧。没有点燃器(诸如火花塞)简化了制造。它还可以确保燃烧器更容易密封，因而燃烧室更容易密封，因为没有用于点燃器的开口。这提高了燃烧器的效率，因为减少了热量损失。通过由于温度引起的废气燃料混合物的自燃或来自催化燃烧本身的热量引起的点燃而使燃料点燃，也减少了对用于操作点燃的控制装置的需求。

26、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括：根据燃烧器出口的温度来控制提供给燃料供应路径的入口燃料，该燃料供应路径在燃料供应与燃料电池堆的阳极入口之间流体连通。燃料电池根据燃烧器出口温度来操作。由于没有单独的燃料混合物馈送到燃烧器，并且燃烧器的所有燃料和氧气都是作为来自燃料电池堆的废气提供的(通常用于在燃烧器中混合)，因此不需要单独的燃料馈送，或者不需要控制这种燃料馈送。相反，燃烧器排气温度可以提供堆的操作之间的直接相关性。鉴于此，可以简化燃料电池系统的操作。控制器可以操作堆的主燃料供应以在燃烧器中的燃烧类型之间切换。

27、优选地，操作燃料电池系统的方法还包括使用以下操作模式中的一者：

28、a)将废气燃料混合物供应到燃烧器中或向所述燃烧器供应废气燃料混合物，其中由于燃烧器中的废气燃料混合物的温度不足，因此废气燃料混合物中的燃料仅通过催化剂处的催化燃烧而燃烧；

29、b)将废气燃料混合物供应到燃烧器中或向燃烧器供应废气燃料混合物，并且点燃其燃料，由于燃烧器中的废气燃料混合物中的燃料的温度足够，并且通过燃烧器中的火焰燃烧来燃烧燃料混合物；以及

30、c)将废气燃料混合物供应到燃烧器中或向所述燃烧器供应废气燃料混合物，其中由于废气燃料混合物的燃料浓度不足，废气燃料混合物中的燃料仅通过催化剂处的催化燃烧而燃烧。

31、当温度太低而无法自动点燃燃料进行火焰燃烧时，会发生催化燃烧。因此，在操作模式(a)中，燃料不会通过火焰燃烧而燃烧，而是发生催化燃烧，或所谓的冷催化燃烧。当废气燃料混合物温度已升高时，例如由于燃料电池堆在出口处提供温热气体的操作和/或通过催化燃烧，废气燃料混合物将点燃。这是模式(b)。点燃可以发生在催化剂附近，其中一些热气体会使燃烧器入口处的燃料/废气燃料混合物供应回火。点燃也可以发生在燃烧器入口本身，例如，其中燃烧器入口处的废气燃料混合物的温度已经超过ait。通常，火焰燃烧将发生在催化剂上游的燃烧器中，例如通常靠近燃烧器入口，因为这是燃料进入燃烧器的地方。当燃料被火焰燃烧消耗时，催化燃烧将停止。应注意，在一些情况下，燃烧模式会重叠，诸如在燃烧操作模式之间切换时，或者在火焰燃烧期间燃料未完全消耗时，诸如在特别浓的混合物中，其中氧气不足以燃烧所有燃料。在这种情况下，催化剂仍可以发生催化燃烧。在操作模式(c)下，燃料电池系统可以是高温并高效运行。因此，大部分燃料在堆处的电化学过程中被消耗。燃烧器中或供应到燃烧器的废气燃料混合物的燃料浓度降低到可以维持火焰燃烧的水平以下(例如lfl)，并且再次发生催化燃烧，这是稀薄催化燃烧。

32、术语废气燃料混合物是指来自堆的出口的燃料和氧气的混合物。当参考燃料燃烧或废气燃料混合物燃烧时，这是指已供应至燃烧器的所得燃料和氧气。

33、在本发明的另一方面中，提供了一种燃料电池系统，包括：

34、燃料电池堆，该燃料电池堆包括阳极出口和阴极出口；

35、燃烧器，该燃烧器包括燃烧室，该燃烧室包括至少一个燃烧器入口和催化剂；

36、燃料电池堆出口流动路径，该燃料电池堆出口流动路径提供在阳极出口与至少一个燃烧器入口之间以及在阴极出口与至少一个燃烧器入口之间的流体连通，该燃料电池堆出口流动路径用于将燃料电池堆废气从阳极出口和阴极出口提供至燃烧器，该燃料电池堆废气包括燃料和氧气；

37、其中燃烧器被配置为仅从燃料电池堆的阳极出口和阴极出口接收燃料和氧气，并且被配置为使包括燃料和氧气的废气燃料混合物在催化剂处进行催化燃烧并使废气燃料混合物在燃烧室中的催化剂上游进行火焰燃烧。

38、在一些实施例中，在燃料电池的操作期间，废气燃料混合物被从阳极废气出口和阴极废气出口馈送燃烧器，或者在燃烧器中发生混合。因此，提供了从燃料电池堆的阳极出口和阴极出口到燃烧器的燃料电池堆出口流动路径。燃料电池堆出口路径可以包括用于每个阳极出口或阴极出口的单独路径，使得混合发生在燃烧器内，或者可以组合成单个路径，即混合最初发生在流动路径内。

39、废气燃料混合物在燃烧器的燃烧室内燃烧。燃烧是火焰燃烧，即废气燃料混合物的燃烧，或者催化剂与燃料反应使得燃料发生催化燃烧，即无焰化学燃烧。

40、火焰燃烧通常或优选地发生在催化剂的上游。

41、提供给燃烧器的所有燃料和氧气均来自燃料电池堆。没有额外的燃料或氧气馈送。这消除了对单独的燃料馈送将燃料供应直接提供给燃烧器以便产生热量的需要。因此，系统的效率得到提高。

42、由燃烧产生的热量可以加热燃烧器，从而加热废气燃料混合物。热量还用于加热系统的其他元件，诸如燃料电池堆或到燃料电池堆的流体馈送。热量的循环利用提高了效率。为此，可以使用热交换器。

43、优选地，燃料电池系统被进一步配置而使得：燃烧器被配置为仅通过自燃来点燃废气燃料混合物以进行火焰燃烧。当燃料混合物达到自燃温度时，将发生火焰燃烧。也就是说，当燃烧器内部的温度达到燃料混合物的自燃温度并且燃料浓度足够时(因为燃料堆可以仍然使用很少燃料或没有燃料)，就会触发火焰燃烧。

44、更优选地，燃料电池系统不包括点燃器。无需额外的点燃器即可引起火焰燃烧。相反，这是由废气燃料混合物的温度控制的，即由催化燃烧产生的热量控制的，或者燃料自燃可以由来自其他地方(诸如燃料电池堆)的热量引起。

45、这种自燃不仅仅依赖于燃料电池堆温度，因为当阴极废气出口和/或阳极废气出口处的废气的输出温度低于自燃温度时，催化剂处的化学燃烧可以提供热量以达到自燃所需的温度。

46、优选地，燃料电池系统还包括火焰防护罩。这保护催化剂免受火焰燃烧产生的火焰的影响。由于催化剂位于产生火焰的同一腔室中，因此火焰防护罩可以位于燃烧器入口与催化剂之间。燃料和氧气或其混合物(以及火焰燃烧气体)可以在正常运行期间绕过火焰防护罩。

47、优选地，燃烧室或燃烧器在燃烧器入口与催化剂之间限定混合体积。燃料和氧气(或其混合物)从燃料电池堆出口流动路径在燃烧器入口处进入燃烧器。混合体积不仅为燃料和氧气提供了混合在一起的体积(即使在燃烧器入口之前作为组合流提供，进一步混合也是有益的)，而且还与燃烧器内产生的热量混合。这确保了催化剂处的高效燃烧和火焰燃烧的高效燃烧这两者。

48、优选地，燃烧器被配置成使得混合体积通过催化燃烧加热。因此，在混合室内，燃料和氧气可以与由催化燃烧产生的热量混合。这可以消除对燃料电池堆出口流动路径内或在一些情况下燃烧器本身的燃料和氧气的额外加热或外部加热的需要。

49、优选地，燃烧器被配置成使得混合体积通过催化燃烧被加热到燃料和氧气的自燃温度。催化剂可以提供足够的热量来提高燃料混合物的温度以达到自燃温度并自燃。因此，化学燃烧确保废气燃料混合物的燃烧，从而产生热量以使火焰燃烧进一步产生热量。

50、优选地，燃料电池系统还包括：在氧气源与燃料电池堆的阴极的阴极入口之间的阴极入口流动路径、在燃烧器的燃烧器出口与燃料电池系统排气部之间的燃烧器排气流动路径、以及被布置为在燃烧器排气流动路径中的燃烧器排气与阴极入口流动路径中的氧气源之间交换热量的预加热器热交换器。对阴极入口提供的路径、即氧气源路径的加热将提高燃料电池效率，因为可以预加热氧气。具体地，为此目的使用从燃烧器产生的热量确保更高温度的堆和堆出口，并且可以减少从其他来源加热阴极入口的需要。因此，燃料混合物被进一步加热，并且可以发生高效燃烧。

51、优选地，燃料电池堆废气包括阳极废气和阴极废气，该阳极废气包括来自燃料电池堆的阳极出口的未使用的燃料，该阴极废气包括来自燃料电池的阴极出口的未使用的氧气。提供给阳极入口的燃料源不提供至(直接连接到)燃烧器。因此，燃料电池堆的燃料源专门提供给堆。同样，提供给阴极入口的氧气源不提供至(直接连接到)燃烧器。因此，燃料电池堆的氧气源专门提供给堆。这意味着不向燃烧器提供补充燃料或氧气。与需要为燃烧器提供补充燃料或氧气费用的系统相比，这提供了更紧凑和更简单的系统，并且通过在其中包含催化燃烧器来实现。

52、优选地，在所有操作模式下，至少一个燃烧器入口处提供的燃料和氧气均从燃料电池堆的阳极废气出口和阴极废气出口提供。因此，在启动、稳定状态操作和关闭期间，燃烧器入口以及因此燃烧器仅由燃料电池堆供应燃料和氧气(或其混合物)。

53、优选地，燃料电池系统还包括布置为加热催化剂的电加热器。预热的催化剂更有效地进行催化燃烧。因此，可以诸如在启动期间操作电加热器，以初步预热催化剂。一旦由燃烧开始产生热量或堆中的电化学反应产生热量，就不需要操作电加热器，因为反应或燃烧将提供必要的热量。

54、优选地，燃料电池系统还包括一个或多个热电偶，以使控制器能够根据从热电偶输出的温度来控制氧气和燃料比。更优选地，热电偶被布置在燃料电池堆入口、燃料电池堆出口和燃烧器输出处。在预热(启动)期间使用更高的燃料流速来增加预热速率。当堆处于操作温度时，燃料流速会降低，以优化效率。堆越热，它可以汲取的电流就越多，因此堆将利用更多的燃料。燃烧器出口温度在其经历这些操作状态时受到控制，以确保有足够的热量供氧气源进入堆，即通过与阴极入口路径进行热交换。在预热期间进入堆的空气更热，这是由于燃烧器出口更热，并且一旦堆被预热，可能需要较低的燃烧器出口温度。例如，对于中温固体氧化物燃料电池，当堆的空气侧出口(通常是阴极废气出口)的温度在满电流/负载下达到540与620摄氏度之间或在上述延长启动过程结束时，堆被认为是预热的。然而，同样，各种不同类型的燃料电池和电解质的各种不同电化学活性成分将各自具有被认为是预热的(即完全运行)的不同温度：电化学活性成分的化学性质通常决定该温度。

55、优选地，燃烧室或燃烧器包括或提供扩散器或扩散效应，以用于降低流体流动方向上的流体速度。燃烧室或燃烧器内流速的变化允许改善燃烧器内燃料、氧气和热量的混合。它还确保火焰燃烧不会产生可能损坏催化剂的较大火焰。相反，通过降低或改变流速或方向来控制或偏转火焰和热量。

56、优选地，催化剂包括在燃料与氧气之间产生化学燃烧的材料，其中化学燃烧是燃料和氧气的无焰燃烧。它也可以称为催化氧化。化学燃烧允许在较低的燃料混合物温度下产生热量。这还减少了与火焰燃烧相关联的排放，诸如nox。在燃料电池堆的燃料效率极低的操作期间，例如在启动期间，排放量会特别高，减少排放是有益的。因此，使用本发明，例如，消除了对启动火焰燃烧系统(黑启动或灰启动)的需求，具有改善排放、效率和降低复杂性的益处。

57、根据本发明的另一方面，提供了一种用于燃料电池系统的燃烧器组件，该燃烧器组件包括：

58、纵长形主体，该纵长形主体沿中心轴线延伸并限定燃烧室，该主体具有位于中心轴线的任一端的第一端和第二端，该第一端的横截面积小于该第二端；

59、在第一端处进入主体的至少一个入口；

60、在第二端处离开主体的出口；

61、催化剂，该催化剂位于主体内，

62、火焰防护罩，该火焰防护罩位于第一端与催化剂之间；以及

63、入口供应管线，该入口供应管线通过至少一个入口连接，该入口供应管线具有连接到至少一个入口的第一臂，以及在弯管处连接到第一臂的第二臂，该第一臂沿中心轴线定向。

64、如上文针对前述方面所述，燃烧器组件可以进行催化燃烧和火焰燃烧两者的操作。然而，重要的是保护催化剂不直接暴露于火焰，因为这可以损坏催化剂。

65、在一些实施例中，火焰燃烧将发生在第一(燃烧器)入口处或附近。因此，在下游设置了火焰防护罩，这将防止火焰直接到催化剂上。火焰防护罩还可以减少火焰中的任何污染物堵塞催化剂或粘附到催化剂表面(结焦)，否则将会降低表面积，从而降低催化燃烧的效率。此外，燃烧室主体的形状具有比第二端更小的第一端。因此，这种有利的形状降低了燃烧室内气体的流速。这可以促进混合，但也会导致火焰变短。较短的火焰不太可能或无法到达催化剂或火焰防护罩(也称为火焰壁)，从而进一步保护催化剂。

66、供应到第一入口的气体通过弯管引导。因此，气体通过弯管处产生的湍流减慢。这具有如上所述减少火焰长度的益处。此外，进入燃烧室的流动将不会沿中心轴线引导。因此，火焰因而热气体将大致沿着腔室的壁引导(偏离中心轴线)。因此，催化剂可以在远离火焰和热气体的方向上定位在主体内。例如，催化剂可以沿着远离主体壁的中心轴线放置。

67、燃烧器组件与上述系统和方法兼容，或者可以作为上述系统和方法的燃烧器并入，即它可以专门从燃料电池堆的阳极废气出口和阴极废气出口供应其氧气和燃料。

68、优选地，燃烧器组件使得第一臂的长度小于在纵长主体的第一端与第二端之间的距离。这确保湍流和非中心轴线定向的流仍然进入燃烧室，并且在与弯管的距离内没有变得足够分层。

69、优选地，燃烧器组件使得第一臂基本垂直于第二臂。臂的形状为“l”形。该形状根据需要或期望提供气体流动方向的最佳或有益改变。

70、优选地，燃烧器组件被配置成使得主体为锥形。锥形的窄部分有益地位于第一端。锥形是有效的扩散器形状，以用于降低通过其中的流体的流速。更优选地，燃烧器主体为部分锥形。然后，它仍然可以保留锥形的益处，同时还具有通过其中的受控流动路径。

71、优选地，燃烧器组件使催化剂为催化网。网允许气体通过，但具有较大的表面积，以使气体与催化剂的催化材料发生反应。因此，催化燃烧通过网得到改善。

72、优选地，燃烧器组件使出口管线在第二端处连接到出口，出口管线具有“l”形部分。这种布置将流在不是沿着中心轴线方向上、从燃烧室中吸取。因此，可以围绕催化剂吸取流，以确保直接火焰接触最小化，并且热量不会损坏催化剂。更优选地，出口管线的直径小于第二端。因此，流将撞击燃烧室的第二端并引起湍流区域。这可以导致气体与催化剂相互作用，因为由湍流产生的涡流和回气流动可以提供足够的热量来帮助进入燃烧器的燃料混合物的自燃。

73、优选地，燃烧器组件使得至少一个入口与燃料电池堆的阳极废气出口和阴极废气出口中的至少一者流体连通。更优选地，至少一个入口中的每一者仅与阳极废气出口和阴极废气出口中的至少一者流体连通。

74、优选地，燃烧器组件使得催化剂被定位成更靠近主体的第二端而不是第一端。因此，增加火焰之间的距离，即在第一端处或附近的距离，以减少直接火焰接触或火焰燃烧产生的污染物破坏催化剂性能的可能性。因此，火焰燃烧器(诸如形成火焰的地方)位于燃烧室的第一端。这是火焰燃烧气体进入燃烧室的地方。

75、优选地，燃烧器组件还包括设置在催化剂下游的第二火焰防护罩。这可以促使来自催化燃烧的热量分布在整个燃烧室中，而不是直接从第二端吸取。此外，它可以帮助防止火焰燃烧的废气从第二端堵塞或损坏催化剂，而是将它们引导出燃烧室。

76、在所附的独立权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。来自独立权利要求的特征的组合可以根据需要和适当地与独立权利要求的特征组合，而不仅仅是如权利要求中明确阐述的那样。