本发明专利技术涉及热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置及方法。所述内燃机全代燃动力装置包括：醇氢裂解器，其上端一侧连接甲醇箱，其上端另一侧连接内燃机；其下端一侧连接储氢罐的上端，其下端另一侧连接下尾气管道将尾气排出；所述内燃机，连接所述储氢罐下端；所述上尾气管道和下尾气管道之间还通过旁管连接；其中，所述醇氢裂解器的上设有热电偶，所述储氢罐一侧设有压力传感器；智能控制器，根据所述热电偶和压力传感器的信号，控制所述内燃机全代燃动力装置的温度、压力、制氢、输氢、甲醇输送。本发明专利技术还涉及一种内燃机全代燃的方法。本发明专利技术所述动力装置体积小、吸热效率高、产生醇氢气体燃料数量大、可操作性强、实用化程度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于新能 源
技术介绍
众所周知：石油是不可再生的一次性资源，采完就没有了。低碳醇基替代燃料是 将甲醇或含水乙醇裂解或重整为含氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体与气态甲醇或乙醇共 同输入点燃式或压燃式内燃机替代烷基燃料（汽、柴油）进行燃烧。内燃机是把燃料的热 能转换成气缸的动能的机器，其转换率只有27%左右，有73%左右的热能从尾气和内燃机 机体上浪费了。于是，人类专利技术了"醇氢能源技术"，以解决内燃机的燃料问题。"醇氢能源 技术"的原理是：利用内燃机排出废气的余热，加热串联在内燃机排气管后面的醇氢转化装 置，使装置中的甲醇蒸汽通过热催化剂，甲醇蒸汽就裂解成氢、一氧化碳、甲烷、碳氢化合物 等可燃气体。因其中氢的含量达到60%以上，我们就把这种用裂解甲醇而变成的富含氢气 的可燃气体称为"醇氢"。把"醇氢"输入内燃机代替汽油、柴油做燃料，降低燃料费，这就是 "醇氢能源技术"。其价值在于：可以把各种废热能（包括内燃机排出的废气热能）转变成醇 氢的化学能，变成财富。我国每年用于内燃机做燃料的汽油、柴油，有两亿多吨，如果使用甲 醇裂解成醇氢代替，则每年可以为全国的内燃机派生产品例如汽车、船舶、拖拉机、推土机、 汽、柴油内燃机的用户减少燃料费万亿元以上。 实施"醇氢能源技术"，使用甲醇裂解成醇氢代替汽油和柴油，首先，使用各种废热 能，把甲醇裂解成醇氢，供给工业和民用，解决了内燃机的燃料问题，这就解决了主要的能 源问题；第二，醇氢燃烧变成水和二氧化碳，不污染环境，解决了环保问题；第三，燃烧醇氢 生成的二氧化碳比燃烧汽油、柴油生成的二氧化碳的减少量为：59. 37%，解决了减排问题； 第四，实施"醇氢能源技术"，必然带动甲醇产业、改装业、制造业及其相关的机械、电气、电 子、钢铁、材料、化工、交通运输、服务等等行业的发展，这将提供很多就业岗位，将协助解决 就业、扶贫问题。 但是，现有的甲醇裂解制氢全代燃或部分代燃的"醇氢能源技术"存在以下问题： 1、由于用现有材料如铝、铜、铁或不锈钢制造的裂解器，由于导热系数较低，使内 腔前后温度相差l〇〇°C以上，导致甲醇不能完全裂解成醇氢。 这是因为催化剂的裂解温度必须在一定的范围内，如果催化剂的温度低于裂解温 度的下限，则甲醇蒸汽就不会裂解，如果催化剂的温度高于裂解温度的上限，则催化剂就被 烧坏了，就会失去活性，同样不能裂解甲醇。而现有的"醇氢能源技术"的裂解器，其甲醇蒸 汽进入裂解器的方向与热废气流过裂解器的方向重合，裂解器的头尾温差将近l〇〇°C，头部 的催化剂的温度在催化剂裂解温度范围内了，尾部的催化剂的温度还没有达到催化剂裂解 温度范围内，尾部的催化剂的温度在催化剂裂解温度范围内了，头部的催化剂的温度已经 超过催化剂裂解温度范围的上限了，则催化剂就被烧坏了，就会失去活性，不能裂解甲醇， 因此，现有的技术不能把甲醇完全裂解成醇氢。 2、现有技术不能实现真正意义上的全代燃。 这是因为利用现有的常规技术和常规材料制造的醇氢转化器无法充分利用内燃 机尾气热能，致使甲醇无法完全裂解。 (1)、内燃机排放的热量，很不稳定，致使催化剂不能稳定工作，甚至失效。从而造 成裂解效果差，向内燃机供应的燃料热值不稳定。 (2)、热废气进入裂解器，传统材料和技术由于导热性差，热量无法被充分吸收，尾 气热量的利用率低。 ⑷、没有合理的保温措施，部件表面散热，浪费热能。 (5)、市面所售传统催化剂空速比（即每升催化剂在单位时间内能将甲醇裂解成 氢气和一氧化碳的比率）只有〇. 8至1. 0,由于受传统醇氢裂解催化剂裂解率的限制，要想 达到用醇氢气体全部替代汽/柴油目的，裂解器必须做得极大，否则无法产生足够的氢气 和一氧化碳等可燃气体来实现全部替代汽、柴油燃烧的目的。而如果裂解器体积太大就完 全没有实用价值。而用高效甲醇裂解催化剂，则裂解器只需原有的五分之一即可，真正具有 实用价值。
技术实现思路
为解决现有技术无法利用甲醇裂解制氢实现全代燃内燃机实用化的问题，解决全 代燃技术的可行性、实用性问题，本专利技术的目的提供一种热超导体裂解醇制氢的内燃机全 代燃动力装置及的方法。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： -种热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置，包括： 醇氢裂解器，其上端一侧通过甲醇输送管连接甲醇箱，其上端另一侧通过上尾气 管道连接内燃机；所述醇氢裂解器下端一侧通过氢气输送管连接储氢罐的上端，所述醇氢 裂解器下端另一侧连接下尾气管道将尾气排出； 所述内燃机，通过氢气输送管连接所述储氢罐下端； 所述上尾气管道和下尾气管道之间还通过旁管连接； 其中，所述醇氢裂解器的上设有热电偶，所述储氢罐一侧设有压力传感器；所述醇 氢裂解器从上到下依次设有进口、预热室A、催化裂解室、预热室B和出口，所述醇氢裂解器 外部还设有外壳，所述催化裂解室内设有热超导管尾气通道； 智能控制器，根据所述热电偶和压力传感器的信号，控制所述内燃机全代燃动力 装置的温度、压力、制氢、输氢、甲醇输送、甲醇混合氢气燃烧。 进一步的，包括泄露监测装置，用于监测可燃气体的泄露。 进一步的，所述内燃机为点燃式内燃机或压燃式内燃机。 进一步的，所述甲醇输送管上设有甲醇喷嘴，并通过所述甲醇喷嘴将甲醇输入所 述醇氢裂解器。 进一步的，所述氢气输送管设有氢气喷嘴，并通过所述氢气喷嘴将氢气输入所述 内燃机。 进一步的，所述甲醇箱和所述甲醇喷嘴之间设有甲醇滤清器。 进一步的，所述储氢罐和所述氢气喷嘴之间设有电磁阀。 -种使用所述热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置全代燃的方法，包括 以下步骤： 步骤1，内燃机的高温尾气通过上尾气管道进入所述醇氢裂解器并加热所述醇氢 裂解器； 步骤2,所述热电偶将所述醇氢裂解器的温度指数传递给智能控制器，达到 350-400°C，甲醇箱中的冷甲醇输入到所述醇氢裂解器的预热室A ; 步骤3,在所述预热室A中，将冷甲醇加热成甲醇蒸汽； 步骤4,所述甲醇蒸汽进入所述催化裂解室中，被加热成温度为400-450°C的过热 甲醇蒸汽，在所述催化裂解室中催化剂的作用下，过热甲醇蒸汽裂解成高温富氢气体； 步骤5,高温尾气经过被醇氢裂解器吸热后，成为中温尾气进入预热室B，预热冷 甲醇；高温富氢气体进入预热室B，预热冷甲醇； 步骤6,被吸热后的富氢气体存入所述储氢罐，所述储氢罐中的富氢气体通过所述 氢气输送管输入所述内燃机。 进一步的，所述催化裂解室中催化剂的组分为：氧化铜< 21. 5%，氢氧化锰 < 38. 0%，氯化锑< 16. 5%，五氧化二钒< 0. 05%，金属铂< 0. 05%，二氧化钛< 28. 9%。 进一步的，所述甲醇蒸汽与高温尾气在所述催化裂解室内的流动方向垂直。<当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置，其特征在于，包括：醇氢裂解器(2)，其上端一侧通过甲醇输送管(10)连接甲醇箱(5)，其上端另一侧通过上尾气管道连接内燃机(1)；所述醇氢裂解器(2)下端一侧通过氢气输送管(12)连接储氢罐(3)的上端，所述醇氢裂解器(2)下端另一侧连接下尾气管道；所述内燃机(1)，通过氢气输送管(12)连接所述储氢罐(3)下端；所述上尾气管道和下尾气管道之间还通过旁管(11)连接；其中，所述醇氢裂解器(2)上设有热电偶(6)，所述储氢罐(3)一侧设有压力传感器(9)；所述醇氢裂解器(2)从上到下依次设有进口(15)、预热室A(16)、催化裂解室(17)、预热室B(20)和出口(21)，所述醇氢裂解器(2)外部还设有外壳(19)，所述催化裂解室(17)内设有热超导管尾气通道(18)，所述热超导管尾气通道(18)包括横向尾气通道和纵向尾气通道；智能控制器(14)，根据所述热电偶(6)和压力传感器(9)的信号，控制所述内燃机全代燃动力装置的温度、压力、制氢、输氢、甲醇输送、甲醇混合氢气燃烧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗向阳，李居强，陆希炜，翁凌霄，
申请(专利权)人：北京醇氢超能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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