RU2179251C2 - Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines - Google Patents

Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
RU2179251C2
RU2179251C2 RU2000111949/06A RU2000111949A RU2179251C2 RU 2179251 C2 RU2179251 C2 RU 2179251C2 RU 2000111949/06 A RU2000111949/06 A RU 2000111949/06A RU 2000111949 A RU2000111949 A RU 2000111949A RU 2179251 C2 RU2179251 C2 RU 2179251C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
internal combustion
engine
water
combustion engines
Prior art date
Application number
RU2000111949/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
нов В.Н. Полу
В.Н. Полуянов
нов М.В. Полу
М.В. Полуянов
О.В. Аристова
Original Assignee
Полуянов Владимир Николаевич
Полуянов Максим Владимирович
Аристова Оксана Владимировна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Полуянов Владимир Николаевич, Полуянов Максим Владимирович, Аристова Оксана Владимировна filed Critical Полуянов Владимир Николаевич
Priority to RU2000111949/06A priority Critical patent/RU2179251C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2179251C2 publication Critical patent/RU2179251C2/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed method employs thermochemical cycle of decomposition of water using internal combustion engine as source of heat for thermochemical reaction and as consumer of hydrogen, thus produced. Exhaust gases of engine heat reactor to 900-950 C, cut down delivery of hydrocarbon fuel and cut in delivery of water from tank. Liberated hydrogen is cooled to 450-480 C and is directed into engine intake manifold where it mixes leaned fuel mixture. EFFECT: provision of cheap and ecologically clean fuel for road vehicles, increased automobile power, cut down cost of carriage by road. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения технического водорода и его использования в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. The invention relates to methods for producing technical hydrogen and its use as fuel in internal combustion engines.

Известны способы получения водорода путем взаимодействия воды с амальгамой алюминия или металла, выбранного из группы - бериллий, цирконий, марганец, титан, хром при повышенной температуре [1]; а также алюминий и добавки галлия, индия, олова [2]; и сплавы, содержащие литий, натрий или калий [3]. Known methods for producing hydrogen by reacting water with an amalgam of aluminum or a metal selected from the group of beryllium, zirconium, manganese, titanium, chromium at elevated temperatures [1]; as well as aluminum and additives gallium, indium, tin [2]; and alloys containing lithium, sodium or potassium [3].

Основными недостатками этих способов является большой расход дорогостоящих сплавов и редких металлов, хранение их в герметичных сосудах или под слоем инертного газа. The main disadvantages of these methods is the high consumption of expensive alloys and rare metals, their storage in sealed vessels or under a layer of inert gas.

Известен термохимический процесс производства водорода из воды с подводом теплоты извне при температуре 800-1000oC [4].Known thermochemical process for the production of hydrogen from water with the supply of heat from outside at a temperature of 800-1000 o C [4].

Основными недостатками этого способа являются наличие автономного источника теплоты, необходимость переработки и хранения водорода, что значительно удорожает его стоимость. The main disadvantages of this method are the availability of an autonomous source of heat, the need for processing and storage of hydrogen, which significantly increases its cost.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания, содержащий термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания [5]. Однако известное техническое решение не обеспечивает эффективной работы двигателя внутреннего сгорания. The closest technical solution to the claimed invention is a method for producing technical hydrogen and its use in internal combustion engines containing a thermochemical cycle of water decomposition, the heat source for a thermochemical reaction and a hydrogen consumer is an internal combustion engine [5]. However, the known technical solution does not ensure the effective operation of the internal combustion engine.

Задачей изобретения является получить дешевое и экологически чистое топливо для автомобильного транспорта; сократить выбросы в атмосферу вредных веществ от выхлопных газов автомобилей; сократить на 50-70% расход углеводородного топлива на каждом автомобиле; удешевить автотранспортные перевозки. The objective of the invention is to obtain cheap and environmentally friendly fuel for automobile transport; reduce atmospheric emissions of harmful substances from car exhaust; reduce by 50-70% the consumption of hydrocarbon fuel in each car; reduce the cost of road transport.

Поставленная задача решается тем, что способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания содержит термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания, согласно изобретению отработанные газы двигателя нагревают реактор до температуры 900-950oC, сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака, а выделенный водород охлаждается до температуры 450-480oC и поступает во впускной трубопровод двигателя, где смешивается с обедненной горючей смесью.The problem is solved in that the method of producing technical hydrogen and its use in internal combustion engines contains a thermochemical cycle of water decomposition, the heat source for the thermochemical reaction and the hydrogen consumer being an internal combustion engine, according to the invention, the exhaust gases of the engine heat the reactor to a temperature of 900-950 o C, reduce the flow of hydrocarbon fuel and include water supply from the tank, and the hydrogen evolution is cooled to the temperature of 450-480 o C and is supplied into the inlet second motor conduit where it is mixed with the lean fuel mixture.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации способа получения и использования водорода. The drawing shows a schematic diagram of a device for implementing the method of producing and using hydrogen.

Принципиальная схема устройства содержит двигатель внутреннего сгорания 1; впускной трубопровод горючей смеси 2; воздушный фильтр 3; впускной трубопровод водорода 4; термохимический реактор 5; трубопровод подачи воды 6; бак для воды 7; выпускной трубопровод отработанных газов 8. Schematic diagram of the device contains an internal combustion engine 1; combustible mixture inlet pipe 2; air filter 3; hydrogen inlet pipe 4; thermochemical reactor 5; water supply pipe 6; water tank 7; exhaust pipe 8.

При запуске и прогреве двигателя 1 отработанные газы, имеющие температуру около 1200oC, из цилиндров двигателя по выпускному трубопроводу 8 поступают в рубашку термохимического реактора 5, нагревают его до температуры 900-950oC и поступают далее в выпускной трубопровод.When starting and warming up the engine 1, the exhaust gases having a temperature of about 1200 ° C from the engine cylinders through the exhaust pipe 8 enter the jacket of the thermochemical reactor 5, heat it to a temperature of 900-950 ° C and then go to the exhaust pipe.

При нагреве реактора до 900-950oC сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака для воды 7 по трубопроводу 6. Вода, подогретая до 450-500oC, поступает в камеру термохимического реактора.When the reactor is heated to 900-950 o C, the flow of hydrocarbon fuel is reduced and the water supply from the water tank 7 is turned on through pipe 6. Water heated to 450-500 o C enters the chamber of the thermochemical reactor.

При прохождении пара через слой реагента выделяется технический водород с температурой выхода около 900oC. Технический водород охлаждается до температуры 450-480oC и по трубопроводу 4 поступает во впускной трубопровод двигателя 2, где смешивается с обедненной горючей смесью, поступающей в трубопровод 2.When steam passes through the reagent layer, technical hydrogen is released with an exit temperature of about 900 o C. Technical hydrogen is cooled to a temperature of 450-480 o C and through pipe 4 it enters the intake pipe of engine 2, where it is mixed with a lean fuel mixture entering pipe 2.

Горючая смесь с содержанием от 4 до 18% водорода в зависимости от требуемой нагрузки поступает в цилиндры двигателя. A combustible mixture with a content of 4 to 18% hydrogen, depending on the required load, enters the engine cylinders.

Применение данного способа получения и использования технического водорода обеспечено доступным и надежным источником теплоты, получаемой от двигателя внутреннего сгорания, при минимальных затратах. The application of this method for the production and use of industrial hydrogen is provided by an affordable and reliable source of heat obtained from an internal combustion engine, at minimal cost.

Оптимальные размеры реактора обеспечивают достаточный выход водорода для того, чтобы сократить расход углеводородного топлива на 50-70%. Имеется доступный выбор дешевых реагентов с высокой степенью регенерации. Восстановление реагента осуществляется отработанными при работе двигателя газами, содержащими 1-2% CO и 1-1,5% CO2, которые поступают в реактор.The optimal dimensions of the reactor provide sufficient hydrogen output in order to reduce the consumption of hydrocarbon fuel by 50-70%. There is an affordable selection of cheap reagents with a high degree of regeneration. The reagent recovery is carried out by the gases exhausted during engine operation, containing 1-2% CO and 1-1.5% CO 2 , which enter the reactor.

Предлагаемый способ является достаточно простым в технологическом отношении, легко управляемым и безопасным, так как регулировка объема выхода водорода регулируется объемом подачи воды в реактор, а для выключения реактора достаточно выключить двигатель или отключить подачу воды. The proposed method is quite simple from a technological point of view, easily controllable and safe, since the adjustment of the hydrogen output volume is regulated by the volume of water supply to the reactor, and to turn off the reactor it is enough to turn off the engine or turn off the water supply.

Применение данного способа получения и использования водорода позволяет получить дешевое и экологически чистое топливо для автомобильного транспорта; сократить выбросы в атмосферу вредных веществ от выхлопных газов автомобилей; сократить на 50-70% расход углеводородного топлива на каждом автомобиле; удешевить автотранспортные перевозки. The use of this method for the production and use of hydrogen allows you to get cheap and environmentally friendly fuel for automobile transport; reduce atmospheric emissions of harmful substances from car exhaust; reduce by 50-70% the consumption of hydrocarbon fuel in each car; reduce the cost of road transport.

Источники информации
1. Патент США N 3540854, НКИ 23-282, 17.11.1970.Sources of information
1. US patent N 3540854, NKI 23-282, 11/17/1970.

2. Авторское свидетельство СССР N 535364, МПК С 22 С 21/00, 22.06.1976. 2. USSR author's certificate N 535364, IPC С 22 С 21/00, 06/22/1976.

3. Авторское свидетельство СССР N 681674, МПК С 01 В 3/08 от 23.12.1981. 3. USSR author's certificate N 681674, IPC С 01 В 3/08 dated 12/23/1981.

4. Шпильрайн Э.Э. Введение в водородную энергетику (стр. 113-123). М.: Энергоиздат, 1984. 4. Spielrein E.E. Introduction to Hydrogen Energy (pp. 113-123). M .: Energoizdat, 1984.

5. Патент Российской Федерации N 2070978, МПК F 02 В 43/10, 27.12.1996. 5. Patent of the Russian Federation N 2070978, IPC F 02 B 43/10, 12/27/1996.

Claims (1)

Способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания, содержащий термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что отработанные газы двигателя нагревают реактор до 900-950oС, сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака, а выделенный водород охлаждается до 450-480oС и поступает во впускной трубопровод двигателя, где смешивается с обедненной горючей смесью.A method of producing technical hydrogen and its use in internal combustion engines, containing a thermochemical cycle of water decomposition, the heat source for the thermochemical reaction and the consumer of hydrogen is an internal combustion engine, characterized in that the exhaust gases of the engine heat the reactor to 900-950 o C, reduce the flow hydrocarbon fuel and include the supply of water from the tank, and the hydrogen released is cooled to 450-480 o C and enters the engine inlet pipe, where it mixes with lean a quick mixture.
RU2000111949/06A 2000-05-11 2000-05-11 Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines RU2179251C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111949/06A RU2179251C2 (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111949/06A RU2179251C2 (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2179251C2 true RU2179251C2 (en) 2002-02-10

Family

ID=20234591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000111949/06A RU2179251C2 (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2179251C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013000709U1 (en) 2013-01-24 2013-04-16 Alexei Issakov System for the production, distribution and storage of electrical energy in an area
DE102013001184A1 (en) 2013-01-24 2014-07-24 Alexei Issakov System for production and distribution of electric power in an area, has electric energy conversion facilitates located close to consumers of energy, so that long term storable energy sources are consumed by additional consumers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013000709U1 (en) 2013-01-24 2013-04-16 Alexei Issakov System for the production, distribution and storage of electrical energy in an area
DE102013001184A1 (en) 2013-01-24 2014-07-24 Alexei Issakov System for production and distribution of electric power in an area, has electric energy conversion facilitates located close to consumers of energy, so that long term storable energy sources are consumed by additional consumers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4059076A (en) Method and apparatus for generating reformed gas containing hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbon fuel
US5794601A (en) Fuel pretreater apparatus and method
US6405720B1 (en) Natural gas powered engine
JPS60548B2 (en) How to drive an internal combustion engine
Mounaïm-Rousselle et al. Ammonia as fuel for transportation to mitigate zero carbon impact
EP0333704B1 (en) Method for providing an improved combustion in processes of combustion containing hydrocarbon compounds
CN101016870A (en) Methanol-hydrogen compounded fuel engine
US3973524A (en) Fuel conversion system
RU2179251C2 (en) Method of production of technical hydrogen and its use in internal combustion engines
US20080256933A1 (en) Internal Combustion Engine Having On-Board Electrolyzer And Method Of Using Same
CN114575996B (en) Ammonia gas internal combustion engine and control method thereof
US6732678B2 (en) Apparatus and method for reproducing energy
US10080993B2 (en) Continuous fuel flow enhancer device for internal combustion engines
RU2249807C1 (en) Method of operation of diesel
US7118605B2 (en) Fuel conditioning process
JP2680718B2 (en) Denitration equipment for internal combustion engines
RU93890U1 (en) DEVICE FOR PREPARING FUEL MIXTURE
RU2230915C1 (en) Method of producing fuel for internal combustion engine
Musabekov et al. Increasing energy efficiency as a result of the influence on the operation of a Sano automobile engine with the adding of hydrogen as an additive to primary fuel
KR20220031654A (en) exhaust gas aftertreatment
US20030230252A1 (en) Apparatus for inputting and outputting oxygen and hydrogen in engine system
KR20220031912A (en) Apparatus and method for exhaust gas after-treatment and use thereof
JP3094258U (en) A device for extracting small water molecules during engine operation
US20030230251A1 (en) Water tank lid for delivering oxygen and hydrogen
JPH05321777A (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040512