甲醇与氢气双燃料动力系统技术方案

甲醇与氢气双燃料动力系统。汽油、柴油发动机，热效率只能20‑45%，尾气余热排放到大气中，未被有效利用，造成能量浪费。本实用新型专利技术组成包括：发动机（20）、制氢装置（5）、甲醇箱（1）和冷起动电加热制氢装置（8），甲醇箱通过管路与发动机进气歧管上的甲醇喷轨（16）、冷起动电加热制氢装置的甲醇入口和制氢装置甲醇入口管连通，制氢装置甲醇入口管接入到发动机排气管（22）的制氢装置上，冷起动电加热制氢装置的出气管路通过电磁三通单向阀（9）一端与制氢装置的气体入口连通，另一端与气体冷却、气液分离装置（10）连通，气体冷却、气液分离装置的甲醇出口与甲醇箱通过管路连通。本实用新型专利技术用于甲醇与氢气双燃料动力系统。

【技术实现步骤摘要】
甲醇与氢气双燃料动力系统
：本技术涉及一种甲醇与氢气双燃料动力系统。
技术介绍
：随着社会经济的发展，汽车保有量逐年增加，汽车能源消耗在世界能源消耗中占比也越来越高，能源供需矛盾日益突出，并造成了严重的环境污染问题，节能减排成为各个国家关注的主题之一。因此，发展新型能源清洁燃料动力系统，对缓解世界能源危机、减轻环境污染具有重要意义。甲醇与氢气燃料来源广泛，例如：煤制取甲醇、天然气制取甲醇、二氧化碳制取甲醇等；电解水制取氢气、甲醇裂解或重整制取氢气、焦炉气中提取氢气等。甲醇与氢气具有可再生性，燃烧产物清洁无污染，排放水平高。发动机动力系统燃烧产生的能量只有约三分之一被有效利用，其余能量以热量形式散发到空气中，造成能源浪费，因此如果可以将这部分能量有效利用，提高发动机动力系统综合效率，将可以节约更多能源。目前国内动力系统基本为汽油、柴油发动机，热效率只能达到20-45%，且尾气余热基本排放到大气中，未被有效利用，造成能量浪费。汽油、柴油发动机燃烧尾气中含有碳氢化合物、硫化物与氮氧化物等有害物质，造成环境污染。汽油燃料着火范围相对较窄，稀薄燃烧条件较难达到，不利于提高发动机排放水平以及降低燃油消耗率，甲醇燃料汽化潜热值比较高，所以甲醇单燃料发动机冷起动困难，冬季寒冷地区应用受限。
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种利用发动机尾气余热，采用甲醇裂解制氢装置产生富氢气体，该富氢气体主要成分为氢气和一氧化碳，甲醇与富氢气体、空气的混合气一同进入发动机气缸燃烧，燃烧效果好。同时有效利用余热，并采用优质燃料，极大地提高了动力系统的热效率。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种甲醇与氢气双燃料动力系统，该甲醇与氢气双燃料动力系统包括发动机、制氢装置、甲醇箱和冷起动电加热制氢装置；所述的甲醇箱通过管路与所述的发动机进气歧管上的甲醇喷轨、所述的冷起动电加热制氢装置的甲醇入口和制氢装置甲醇入口管连通，所述的制氢装置甲醇入口管接入到所述的发动机排气管的制氢装置上，所述的冷起动电加热制氢装置的出气管路通过电磁三通单向阀一端与所述的制氢装置的气体入口连通，另一端与气体冷却、气液分离装置连通，所述的气体冷却、气液分离装置的甲醇出口与所述的甲醇箱通过管路连通，气体出口与所述的发动机进气歧管上的氢气喷轨通过管路连通。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的气体冷却、气液分离装置包括散热片、环路热管、热管蒸发腔、气体入口、排液口和气体出口，所述的环路热管与所述的热管蒸发腔连通，所述的环路热管上设有散热片，所述的气体入口、所述的气体出口分布在气体冷却、气液分离装置两侧，所述的排液口在气体冷却、气液分离装置下部。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的冷起动电加热制氢装置包括甲醇入口、多个PTC热敏电阻、制氢催化剂和气体出口，所述的冷起动电加热制氢装置内部固定有多个平行布置的PTC热敏电阻，多个所述的PTC热敏电阻之间形成甲醇蒸汽通道，所述的醇蒸汽通道内填充有所述的制氢催化剂。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的冷起动电加热制氢装置顶部安装有温度传感器。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的发动机的排气管上具有排气支管，所述的排气管的尾部安装有消音器。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的制氢装置甲醇入口管呈螺旋管状。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的甲醇箱与所述的与所述的发动机进气歧管上的甲醇喷轨连通的管路上安装有甲醇泵。所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的甲醇箱与所述的制氢装置甲醇入口管连通的管路上安装有甲醇变量泵。有益效果：1.本技术利用发动机尾气余热，采用甲醇裂解制氢装置产生富氢气体，该富氢气体主要成分为氢气和一氧化碳，甲醇与富氢气体、空气的混合气一同进入发动机气缸燃烧，燃烧效果好。同时有效利用余热，并采用优质燃料，极大地提高了动力系统的热效率。本技术甲醇燃料中混入氢气燃烧，利用氢气点火能量低、火焰传播速度快的特点可改善甲醇低温燃烧特性。本技术甲醇与氢气可燃范围很广，相对于汽油机，甲醇与氢气双燃料发动机可以在更稀薄的混合气工况下运行，有利于提高发动机排放水平以及降低燃料消耗率。本技术甲醇和氢气燃料燃烧产物基本为二氧化碳和水，发动机排放水平高。本技术的氢气来源于甲醇裂解制氢装置，该装置利用发动机尾气热量使甲醇在催化剂作用下反应产生富氢气体，有效利用了发动机余热，提高了能量利用率。制氢原料甲醇来源广泛，成本低，属于清洁新型能源，反应产物无污染。附图说明：图1是本技术的结构示意图；图2是气体冷却、气液分离装置的立体图；图3是气体冷却、气液分离装置的主视图；图4是冷起动电加热制氢装置的结构示意图；图中：1、甲醇箱；2、甲醇泵；3、甲醇变量泵；4、电磁阀；5、制氢装置；6、消音器；8、冷起动电加热制氢装置；9、电磁三通单向阀；10、气体冷却、气液分离装置；11、气体过滤器；12、压力温度传感器；13、电加热装置；14、温度传感器；15、高温电磁阀；16、甲醇喷轨；17、甲醇喷嘴；18、氢气喷轨；19、氢气喷嘴；20、发动机；21、控制单元；22、排气管；23、排气支管；24、散热片；25、环路热管；26、热管蒸发腔；27、气体入口；28、排液口；29、气体出口；30、甲醇入口；31、PTC热敏电阻；32、温度传感器；33、制氢催化剂；34、甲醇蒸汽通道；35、导线；36、气体出口。具体实施方式：实施例1：一种甲醇与氢气双燃料动力系统，该甲醇与氢气双燃料动力系统包括发动机20、制氢装置5、甲醇箱1和冷起动电加热制氢装置8；所述的甲醇箱通过管路与所述的发动机进气歧管上的甲醇喷轨16、所述的冷起动电加热制氢装置的甲醇入口和制氢装置甲醇入口管连通，所述的制氢装置甲醇入口管接入到所述的发动机排气管22的制氢装置上，所述的冷起动电加热制氢装置的出气管路通过电磁三通单向阀9一端与所述的制氢装置的气体入口连通，另一端与气体冷却、气液分离装置10连通，所述的气体冷却、气液分离装置的甲醇出口与所述的甲醇箱通过管路连通，气体出口与所述的发动机进气歧管上的氢气喷轨18通过管路连通。实施例2：根据实施例1所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的气体冷却、气液分离装置包括散热片24、环路热管25、热管蒸发腔26、气体入口27、排液口28和气体出口29，所述的环路热管与所述的热管蒸发腔连通，所述的环路热管上设有散热片，所述的气体入口、所述的气体出口分布在气体冷却、气液分离装置两侧，所述的排液口在气体冷却、气液分离装置下部。实施例3：根据实施例1或2所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，所述的冷起动电加热制氢装置包括甲醇入口30、多个PTC热敏电阻31、制氢催化剂33和气体出口36，所述的冷起动电加热制氢装置内部固定有多个平行布置的PTC热敏电阻，多个所述的PTC热敏电阻之间形成甲醇蒸汽通道，所述的醇蒸汽通道内填充有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇与氢气双燃料动力系统，其特征是：该甲醇与氢气双燃料动力系统包括发动机、制氢装置、甲醇箱和冷起动电加热制氢装置；/n所述的甲醇箱通过管路与所述的发动机进气歧管上的甲醇喷轨、所述的冷起动电加热制氢装置的甲醇入口和制氢装置甲醇入口管连通，所述的制氢装置甲醇入口管接入到所述的发动机排气管的制氢装置上，所述的冷起动电加热制氢装置的出气管路通过电磁三通单向阀一端与所述的制氢装置的气体入口连通，另一端与气体冷却、气液分离装置连通，所述的气体冷却、气液分离装置的甲醇出口与所述的甲醇箱通过管路连通，气体出口与所述的发动机进气歧管上的氢气喷轨通过管路连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醇与氢气双燃料动力系统，其特征是：该甲醇与氢气双燃料动力系统包括发动机、制氢装置、甲醇箱和冷起动电加热制氢装置；
所述的甲醇箱通过管路与所述的发动机进气歧管上的甲醇喷轨、所述的冷起动电加热制氢装置的甲醇入口和制氢装置甲醇入口管连通，所述的制氢装置甲醇入口管接入到所述的发动机排气管的制氢装置上，所述的冷起动电加热制氢装置的出气管路通过电磁三通单向阀一端与所述的制氢装置的气体入口连通，另一端与气体冷却、气液分离装置连通，所述的气体冷却、气液分离装置的甲醇出口与所述的甲醇箱通过管路连通，气体出口与所述的发动机进气歧管上的氢气喷轨通过管路连通。


2.根据权利要求1所述的甲醇与氢气双燃料动力系统，其特征是：所述的气体冷却、气液分离装置包括散热片、环路热管、热管蒸发腔、气体入口、排液口和气体出口，所述的环路热管与所述的热管蒸发腔连通，所述的环路热管上设有散热片，所述的气体入口、所述的气体出口分布在气体冷却、气液分离装置两侧，所述的排液口在气体冷却、气液分离装置下部。


3.根据权利要求2所述的甲醇与氢气双燃料动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，
申请(专利权)人：营口福泰科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21