[發(fā)明專利]內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)方法和空氣供給裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049849.1
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN104685198B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 清水敦;大野裕一;新濱智廣;塚本雅弘
• 申請（專利權(quán)）人: 旭化成株式會社
• 主分類號: F02M33/00
• 分類號: F02M33/00;F02D23/00;F02D23/02;F02M25/022;F02M27/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;李洋

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)方法，其為降低內(nèi)燃機的廢氣中的氮氧化物的方法，該方法具有以下工序：將不包含廢氣的低氧濃度空氣導(dǎo)入內(nèi)燃機的工序；和在烴類燃料中混合加濕用水，以乳液燃料的形式噴射至內(nèi)燃機的燃燒室的工序。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)方法和空氣供給裝置。更詳細來說，涉及能夠降低內(nèi)燃機的廢氣中的氮氧化物的內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)方法和空氣供給裝置。

背景技術(shù)

以柴油發(fā)動機等為代表的內(nèi)燃機由于燃燒效率高、二氧化碳的產(chǎn)生也少，因而在廣泛的領(lǐng)域中使用。但是，內(nèi)燃機的廢氣中含有氮氧化物(下文有時稱為NOx)，近年來由于環(huán)保意識的提高，NOx的排放限制具有被強化的趨勢。

關(guān)于由船用柴油機排出的NOx，2016年起有望由國際海事組織(IMO)推行Tier III規(guī)定，該規(guī)定要求由現(xiàn)行的Tier II規(guī)定值降低75％。因此，要求開發(fā)出效果高且成本低的NOx除去技術(shù)，正在進行與NOx的降低有關(guān)的各種研究(參見非專利文獻1)。

作為基于廢氣后處理的NOx降低技術(shù)的具體例，可以舉出利用催化劑對柴油發(fā)動機廢氣中的NOx進行選擇性還原的選擇性催化還原(SCR)技術(shù)(參見非專利文獻1)。但是，SCR技術(shù)中，NOx的還原需要脲、氨等化學(xué)藥品，化學(xué)藥品的管理和過高的成本成為問題。另外，在應(yīng)用于NOx濃度高達數(shù)百～數(shù)千ppm的廢氣中的情況下，預(yù)測裝置會大型化，這也成為問題。

作為基于控制燃燒的NOx降低技術(shù)的具體例，提出了下述方法：將用水噴霧而加濕的供氣供給至內(nèi)燃機中，從而降低NOx(參見非專利文獻2)。該方法中，利用水蒸氣的稀釋效果，可以有效地降低供氣中的氧濃度。但是，水蒸氣壓力僅為溫度的函數(shù)，因此具有在同一溫度下若增壓壓力升高則加濕量相對降低的缺點。而且還存在下述問題：若為了增加加濕量而過度提高供氣的溫度，則油耗定額有可能降低。

作為利用水蒸氣控制燃燒的其他方法，提出了利用水蒸氣透過膜使水蒸氣從廢氣移至供氣側(cè)的方法(參見專利文獻1)。該方法中，移動的水蒸氣量少，因而具有NOx降低效果小的缺點。

除此之外，還提出了使用膜的NOx降低方法。例如，專利文獻2中記載了下述內(nèi)容：通過使用氧選擇透過膜來富集空氣的氮濃度，將該富氮化空氣供給至內(nèi)燃機中，以此來降低NOx。

此外，還提出了在燃料中添加水而以乳液的形式供給至發(fā)動機等的方法、向發(fā)動機氣缸直接噴射水的方法(非專利文獻1)。該方法具有單位重量的水帶來的NOx降低效果高的優(yōu)點。但是，單獨利用該方法時，無法將NOx降低至Tier III水平。

另外，正在開發(fā)下述技術(shù)(EGR)：使一部分廢氣循環(huán)至供氣中，降低供氣中的氧濃度，由此降低廢氣中的NOx(非專利文獻1)。廢氣中包含燃料中的硫發(fā)生氧化而生成的SOx，若SOx被廢氣中的水吸收則成為硫酸。在EGR中，為了避免廢氣循環(huán)的部分的設(shè)備配管發(fā)生硫酸腐蝕，需要利用水洗器對廢氣進行脫硫、或需要洗滌器排水處理設(shè)備。因此，裝置復(fù)雜，從裝置初期費用、運轉(zhuǎn)成本、維持成本的方面考慮存在問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平03-61658號公報

專利文獻2：日本特開平4-231670號公報

非專利文獻

非專利文獻1：マリンエンジニアリング(海洋工程)、Vol46,No.6,2011,p1-54.

非專利文獻2：J.Hupli,“Humidification method for reduction of NOxemission(減少NOx釋放的加濕方法)”,CIMAC Congress,2004,No.11

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題