[發明專利]使用太陽能或電能進行車載燃料重整

在審

• 申請號: 201780082941.6
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN110168210A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 埃薩姆·Z·哈馬德;克里斯托斯·卡拉馬拉斯;尼哈爾·賈瓦德·博克哈姆西恩
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: F02D19/06
• 分類號: F02D19/06;F01N3/20;F02M25/12;F02M26/22
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 胡少青;郭棟梁

用于內燃發動機的操作控制系統(1)、內燃發動機(40)、車輛(10)和在由內燃發動機(40)提供動力的車輛(10)中車載產生氫氣的方法。操作控制系統(1)包括電流源(2)，具有氫前體材料供應裝置的氣體發生器(3)以及SCR(5)裝置和燃料辛烷值增強裝置。氣體發生器(3)配置成通過由所述源輸送的太陽能、電能或兩者的操作將所包含的前體材料轉換成H₂氣體。SCR(5)裝置與氣體發生器(3)流體配合，使得設置在由SCR(5)裝置限定的排氣流路中的催化劑活化的流體可滲透介質接收排氣通過它并且至少間歇地接收來自氣體發生器(3)的H₂氣體以進行NO_x的催化還原。同樣地，燃料辛烷值增加裝置限定了H₂氣體導管，其構造成從氣體發生器(3)輸送H₂，可以至少間歇地引入內燃發動機，作為向在其中燃燒的柴油、汽油或相關燃料提供增強的能量量的方式。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年1月10日提交的美國臨時申請第15/402,498號的優先權，所述臨時申請以全文引用的方式并入。

背景技術

本公開總體上涉及用于提供車載生產氫氣的車輛系統；更具體地說，用于內燃發動機(ICE)點火后排放副產物的處理和ICE運行效率的燃料辛烷值改進中的一種或兩種的車載生產氫氣。

為了符合日益嚴格的空氣質量標準，ICE制造商——通常以車輛原始設備制造商(OEM)的形式——已轉向排放處理以控制氮氧化物(通常稱為NO_x)、一氧化碳(CO)、未燃燒的烴(HC)和顆粒物(PM)的產生。這些ICE最常見的是火花點火(SI)發動機或壓縮點火(CI)發動機，其前者包括汽油發動機，后者包括傳統柴油發動機以及基于汽油的CI發動機。在上面提到的各種形式的排放中，由于其與地面臭氧(即霧霾)的假設相關，NO_x最近受到了特別嚴格的審查。

已知的排放處理已經提供了降低NO_x以及CO和HC的車輛尾氣排放的措施。一種常見的處理形式包括用于SI發動機的催化轉化器。雖然這些裝置利用了近似化學計量的燃料和這些發動機中存在的O₂水平的消耗，但它們不能很好地用于CI發動機，因為后者的高峰值溫度和稀薄燃燒過程通常會留下大量的O₂在排氣流中；這種升高的O₂水平有利于NO_x形成。更具體地，當氮氣(N₂)和氧氣(O₂)在高溫下混合在一起時，例如在ICE燃燒室或相關發動機氣缸中發生的那些，它們在一系列化學反應之后解離成其原子狀態，產生NO_x和其他氮基氧化物。因此，對于通常的CI發動機和特別是基于柴油的CI發動機，使用另外兩種減少NO_x排放的方法：排氣再循環(EGR)和選擇性催化還原(SCR)。也用作熱交換器的EGR系統利用燃燒室內較低溫度顯著降低NO_x產生的事實。實現此目的的一種方法是通過向汽缸中引入富含CO₂的排氣。較高的CO₂熱含量使其能夠吸收汽缸中的大量潛熱，這又降低局部溫度。此外，排氣中較低的氧含量意味著在汽缸中可能發生較少的產生NO_x的反應。關于一般的CI發動機和特別是基于柴油的CI發動機，EGR的使用對于滿足嚴格的排放水平標準是必不可少的。然而，除了有助于更高ICE的生產成本和較低的燃料經濟性(這又導致在CO₂和其它所謂的溫室氣體排放產量的增加，其直接關系到燃料使用)，EGR系統不足以作為獨立的NO_x減少補救措施。