CN105883717A - 一种利用内燃机燃烧后高温为能量制作合成气燃气的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用内燃机燃烧后高温为能量制作合成气燃气的方法和装置，本发明提供一种利用内燃机燃烧后高温为能量制作合成气燃气的方法和装置，其特征是使用高温反应腔，在反应腔内，以内燃机燃烧后的高温作为能量源，产生高温，将内燃机废气中的CO2与反应物产生氧化还原反应生成CO，例如与含碳物质中的C反应，CO2+C(高温)＝2CO，产生CO为主要可燃成份的合成气的制作方法和装置。
Description
技术领域
本发明涉及清洁能源合成气燃气制作的节能减排技术和内燃机余热再利用领域。
背景技术
利用液态反应物例如汽、柴油、重油，固态反应物质例如煤、生物质，所含的C，在高温下与CO2反应生成CO形成以CO为主要成分的可燃合成气，另外C在高温下与H2O反应物生成CO和H2，形成以H2和CO为主要成分的合成气燃气，都是清洁能源，这些合成气燃气的制作、生产工艺是成熟的，但是它们在制作、生产环节都需要消耗大量能源通过燃烧产生高温才能实现，同时伴有大量废气排放，另外合成气燃气在使用中的供应、存储、安全一直是难题，同时内燃机作为能源使用端，能源的60％以上被浪费，从合成气燃气生产的能耗到使用端的能量浪费，能源的整体利用率和整体减排效果有非常大的提高空间。
本发明提供一种利用内燃机高温排气的能量，用于合成气燃气的制作，通过“使用-制作”一体化的方式，将使用端浪费的能量变成制作端的生产能量使用，制作过程的能耗得到节省、污染得到避免，且不受供应、存储设施的限制，实现清洁能源普及化，在制作使用方面做到安全、节能、便利，在安全、环保、节能、减排、减碳、经济各方面的效能十分显著。
发明内容
利用高温反应腔，将内燃机排气高温能量做为制作合成气燃气的能量，在高温下使排放尾气中的CO2与加入的反应物反应产生CO，例如含碳物质中的C与CO2反应生成以CO气体为主的可燃合成气，并加入高温蒸汽产生H2调节气体成份，满足燃气热值要求。
附图说明
图 1为液态反应物与CO2高温反应腔结构图，图 2为固态反应物与CO2高温反应腔结构图。
实施方案
实施方案1，利用内燃机缸体空间为高温反应腔，在内燃机燃烧后的做功冲程利用缸内喷射器将液态反应物喷入气缸，内燃机燃烧后的高温加热反应物，使反应物中与废气中的CO2反应，生成以CO气体为主要可燃成份的合成气生成系统，缸内喷射器在曲轴位置传感器、内燃机ECU控制器的控制下向处于做功冲程的内燃机缸体空间内喷射液态含碳物质如汽油、柴油，喷射时机为做功冲程开始后，活塞从上止点向下运行至1/4行程开始，至下止点之间的范围内调节。
实施方案2，在内燃机排气口安装高温反应腔3，使用排气高温作为高温能量，液态反应物例如汽、柴油、重油，通过液体加压泵32加压，按一定剂量通过液体喷射阀33喷射进入高温反应腔3内与内燃机排放的高温CO2气体反应生成含CO成分为主的可燃合成气燃气，辅助电加热装置35用于保证反应的稳定和可靠。
实施方案3，在内燃机排气口安装高温反应腔5，使用排气高温作为高温能量，固态反应物容器52内的固态反应物例如煤、生物质，与排放的高温CO2气体反应，生成含CO成分为主的合成气，电加热装置51用于保证反应的稳定和可靠，反应后的固态反应物成为灰烬掉落，在反应腔下部存储，达到设定容量后可通过固体灰烬出口门55在停机状态下清理，同时新的固态反应物在重力下继续接触电加热装置51加热，持续产生合成气燃气，通过固态反应物添加门56可以添加新的固态反应物.固态反应物容器52的容量根据固态反应物类型和添加新原料的时间间隔需求计算。
合成气燃气成分调节装置9由排气加热蒸汽发生加温器91，管路92、调节装置93、蒸汽喷口94构成，装置高温反应腔3和高温反应腔3均设有高温水蒸气喷口94，由燃气成分调节装置供应高温水蒸气参与高温反应腔内反应物反应生成H2，与生成的CO气体混合构成复合成分合成气燃气，调整调节装置93调节蒸汽量，可调节H2与CO成分比例，使合成气燃气热值满足不同热值要求。
Claims (7)
1.本发明提供一种利用内燃机燃烧后高温为能量制作合成气燃气的方法和装置，其特征是使用高温反应腔，在反应腔内，以内燃机燃烧后的高温作为能量源，产生高温，将内燃机废气中的CO2与反应物产生氧化还原反应生成CO，例如与含碳物质中的C反应，CO2+C(高温)＝2CO，产生CO为主要可燃成份的合成气的制作方法和装置。
2.在权利要求1的技术方案中，包括一种利用内燃机气缸空间作为高温反应腔，利用内燃机燃烧后的高温，喷入反应腔的液态反应物例如汽油柴油与内燃机燃烧后废气中的CO2反应，生成以CO气体为主要可燃成份的合成气燃气的方法和装置，其特征是由内燃机气缸空间、缸内喷射器构成的装置，在内燃机燃烧后，内燃机做功冲程中的适当时机，缸内喷射器向气缸内喷入适量反应物，与CO2气体在高温下反应，生成CO气体为主要可燃成份的合成气燃气。
3.在权利要求1的技术方案中，包括一种利用安装在内燃机排气口的高温反应腔3产生高温环境，使液态反应物30例如轻质油、重油等与排气中的CO2反应，生成CO为主要成分的合成气的装置，其特征是由高温反应腔体31、液体加压泵32、液体喷射阀33、电加热装置35、合成气燃气成分调节装置9构成的合成气反应生成系统。
4.在权利要求1的技术方案中，包括一种利用安装在内燃机排气口的高温反应腔5产生高温环境，使固态反应物50例如煤、生物质等与排气中的CO2反应，生成CO为主要成分的合成气的装置，其特征是由高温反应腔体51、固态反应物容器52、电加热装置53、固体灰烬出口门55、固态反应物添加门56、合成气燃气成分调节装置9构成的合成气生成系统。
5.在权利要求2的技术方案中，包括一种缸内喷射器向气缸内喷入反应物时机的设定，其特征是在内燃机做功冲程开始后，活塞从上止点向下运行至1/4行程开始，至下止点之间的范围内，缸内喷射器向气缸内喷入反应物质的限定。
6.在权利要求2的技术方案，包括使用本方案生成可燃合成气使用的反应物，其特征是在高温下可以与CO2产生氧化还原反应生成CO成分的各类反应物质，本方案的反应物质是指以碳为主要成分构成的液态、固态含碳物质，包括不限于轻质燃油、重油、煤、生物质等；金属类物质，包括但不限于铁、铝、镁等；多碳化合物。
7.在权利要求2的技术方案，包括一种合成气燃气成分调节装置，向反应腔内喷入适量水蒸气，调节合成气燃气中CO和H2构成比例，适应合成气燃气热值要求，其特征是由排气加热蒸汽发生加温器91，管路92、调节装置93、蒸汽喷口94构成的装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106870211A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-20 | 钟晓华 | 一种高节能低排放内燃机技术方案 |
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