CN2399370Y - 内燃机锅炉双热源裂解制氢装置 - Google Patents

内燃机锅炉双热源裂解制氢装置 Download PDF

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张秉忠
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Abstract

一种内燃机锅炉双热源裂解制氢装置,是在壳体内带有一个蒸发室和一个反应室,两个室均带有保温层和外加热源,通过内燃机锅炉排汽和外加热源,保证能够充分地裂解碳氢燃料为氢气和一氧化碳。本实用新型可有效地保护制氢的稳定性,通过保温层的保温和隔热使催化剂更有效地发挥作用。并延长其使用寿命,适用于多种内燃机和锅炉安装使用,可有效地节省能源,降低污染。

Description

内燃机锅炉双热源裂解制氢装置
本实用新型属于能源、环保、锅炉及内燃机领域。
众所周知，氢是一种高效、清洁的燃料，但氢的制备、运输、储存都是较因难的技术，现仅在航天领域内能承担高成本的氢燃料，而在许多燃料中都是由碳原子和氢原子构的，如烷、烯、烃、醇等这些碳氢燃料的存在，但在一定的条件下，有可能用较经济的方式获取氢气燃料，在适宜的温度环境中通过催化剂的作用，可以让醇、烷、烯、烃类都能裂解为氢气及一氧化碳气体，在裂解组份中氢的含量都是占多数的。将氢气和一氧化碳气引入锅炉和内燃机，与汽油和柴油、燃油混合燃烧，可加速燃烧过程，能在瞬间使燃料得以较充分燃烧，从而使尾气排放中的有害气体及有害颗粒明显的降低。
另外，又由于氢气的可燃界限宽，空燃比变化时可稳定燃烧，要求点火能量低，自然温度高，热效率高，所以，在与燃油混合燃烧时有较理想的节油经济效益。
大量实验证明，要充分的裂解碳氢燃料，维持催化剂底层温度的稳定是很重要，温度过高，催化剂容易失去活性，温度过低无法产生裂解的氢气，特别在汽柴油车上应用时，温度的相对恒定就更需要了，以往的经验是利用汽车上排气热量做为热源来提供裂解反应热的，因为汽车在不同工况下所排放的热量是不一定的，所以裂解反应床的温度起伏变化也很大，导致了反应过程不稳定，严重地影响了氢气的供应，使整个系统无法正常的工作。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，从而提供一种内燃机锅炉双热源裂解制氢装置，可保证能够稳定充分地提供氢气源，满足了内燃机全工况的氢气混和燃烧。
本实用新型的目的是通过如下方式实现的：
内燃机锅炉双热原裂解制氢装置包括一个壳体(1)，壳体(1)两端分别带有废气的进汽管(2)和排汽管(3)其中：壳体(1)内还带有一个封闭的蒸发室(4)和反应室(5)，两者通过短管(6)相连通，进汽管(1)穿过蒸发室(4)后，通过反应室(5)外的过汽通道与排汽管相连通，蒸发室(4)内部带有热源(9)，内壳带有保温层(7)，液态碳氢燃料的进液口(11)穿过外壳(1)和保温层(7)与蒸发室内部相通；反应室(5)内部带有热源(10)，内壳带有保温层(8)，另外还有一出汽口(12)穿出外壳(1)。
反应室(5)内带有裂解床(13)，热源(9)和(10)可以是电、远红外线、碳棒电磁、微波和热管。
本实用新型的工作原理是：
双热源加热裂解制氢，即用外加热源作为内燃机、锅炉排汽热的补充和调节，制成一个稳定的温度环境，保证能够充分的裂解碳氢燃料为氢气和一氧化碳。增加燃料的热效率，并且使氢气和一氧化碳气体能与汽油、柴油、燃油等混合燃烧，在氢气的作用下，能取得较佳的经济性和环保性，又利用保温层的隔热和保温两种功能减少温度效应对催化剂的影响，达到延长催化剂寿命的目的。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1、用外加热源作为内燃机、锅炉排气热的补充和调节，在此双热源的作用下可以稳定裂解反应，稳定产氢。
2、在外加热源的作用下，可以使裂解反应装置能在内燃机冷车工况下，裂解碳氢燃料为氢气和一氧化碳气体，保证内燃机一点火即可与氢气混合燃烧。
3、利用保温层将反应室内壳与烟道隔断开，使保温层能起到保温与隔热两种效果，使催化剂能在较好的环境中工作，延长了催化剂的使用寿命。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型结构图
在图1中：(1)壳体，(2)进汽管；(3)排汽管；(4)蒸发室；(5)反应室；(6)短管；(7)保温层；(8)保温层；(9)热源；(10)热源；(11)进液口；(12)出汽口；(13)裂解床。
见图1：热源(9)放置在蒸发室4内，主要是用于汽车内燃机冷车启动用，当车和内燃机在冷车状态下，无热量使碳氢燃料汽化蒸发，这时通过加热装置，在外加热源(9)的作用下，使蒸发室(4)内获得足够的蒸发热量，将液态的碳氢燃料汽化蒸发，同时裂解床也在外加热源(10)的作用下，通过其本身的加热装置，使裂解反应得以进行，这时再将车或内燃机起动，立即就有氢气掺与混合燃烧，就能避免了冷车启动时排放污染恶化的工况，当车启动后，立即就有排汽热通过裂解制氢装置，当温度达到了汽化、裂解温度时，控制系统切断外加热源，利用尾气热来反应制氢，当汽车或内燃机工况变化，温度下降，不能正常制氢时，控制系统又接通外加热源，将温加高，保证裂解制氢的正常工作。
另外，在装置的内壳上加了一层保温层，其作用是很突出的。特别是在反应室(5)一侧，保温层将裂解床和过气通道阻断开，不让两边的温度交换，保证裂解床不受排气温度波动的影响，又减缓了反应热量的散失，有效地保护了催化剂的使用寿命。

Claims (3)

1、一种内燃机锅炉双热源裂解制氢装置，包括一个壳体(1)两端分别带有废气的进汽管(2)和排汽管(3)，其特征在于：壳体(1)内还带有一个封闭的蒸发室(4)和反应室(5)，两者通过短管(6)相连通，进汽管(1)穿过蒸发室(4)后，通过反应室(5)外的过汽通道与排汽管相连通蒸发室(4)内部带有热源(9)，内壳带有保温层(7)，液态碳氢燃料的进液口(11)穿过外壳(1)和保温层(7)与蒸发室内部相通；反应室(5)内部带有热源(10)，内壳带有保温层(8)，另外还有一出汽口(12)穿出外壳(1)。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：反应室内带有裂解床。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：热源(9)和(10)可以是电、远红外线、碳棒电磁、微波和热管。
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CN104612861A (zh) * 2014-07-15 2015-05-13 李子京 一种醇氢燃料发动机
WO2019033687A1 (zh) * 2017-08-14 2019-02-21 张达积 汽车和柴油机尾气红外线蒸气改质器

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