[發(fā)明專利]一種采用折流分離機(jī)構(gòu)的機(jī)載甲醇在線重整系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811332056.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN109455668B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雷;李政楷;曾文;馬洪安;劉凱;張維;楊聰;鄭瑋琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B3/26
• 分類號(hào): C01B3/26;F01N5/02;F02M25/12
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

采用折流分離機(jī)構(gòu)的機(jī)載甲醇在線重整系統(tǒng)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)頭部和尾噴管，重整裝置包括重整器、蒸發(fā)段和折流分離段，富氫混合氣閥通過(guò)管路連接重整燃?xì)獬隹诤透粴浠旌蠚鈬娚淦?，高溫尾氣閥通過(guò)管路連接蒸發(fā)段進(jìn)口和尾噴管，甲醇流量閥通過(guò)管路連接甲醇蒸發(fā)管進(jìn)口和甲醇箱，掃氣用廢氣閥的出口通過(guò)管路與掃氣用尾氣進(jìn)口連接，掃氣用廢氣閥的進(jìn)口與尾噴管連通，ECU分別與富氫混合氣閥、掃氣用廢氣閥、高溫尾氣閥、補(bǔ)氣用尾氣閥、甲醇流量閥以及甲醇噴射流量控制閥電連接，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣的熱量，實(shí)現(xiàn)機(jī)載甲醇在線重整并將甲醇燃料裂解為富氫可燃?xì)怏w供應(yīng)車用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，改善航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及排放性能的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車尾氣余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用折流分離機(jī)構(gòu)的機(jī)載甲醇在線重整系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

與汽油、柴油、天然氣等傳統(tǒng)化石燃料相比，氫氣燃燒清潔，無(wú)顆粒、碳?xì)?、一氧化碳等排放；若采用稀薄燃燒技術(shù)，氫氣燃燒可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)零排放。因此，氫氣具有取代傳統(tǒng)化石燃料、成為發(fā)動(dòng)機(jī)主要燃料的巨大潛力。

然而，氫氣在常溫常壓下為氣態(tài)，運(yùn)輸及儲(chǔ)存不易，使用時(shí)需采取加壓的方法將其壓縮為高壓高密度的壓縮氫氣、并儲(chǔ)存于高壓容器中；同時(shí)，其分子量小、爆炸極限寬、燃燒速度快，在用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料時(shí)容易發(fā)生回火。氫氣的這些性質(zhì)，決定了其作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使用時(shí)問(wèn)題較多；尤其從安全性、可靠性及系統(tǒng)重量方面考慮，氫氣無(wú)法直接用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。

研究表明，采用在線重整技術(shù)可使甲醇發(fā)生裂解反應(yīng)，生成富含氫氣的可燃?xì)怏w，可有效改善航空發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火及燃燒性能，并降低排放；而且，甲醇在常溫常壓條件下為液體，儲(chǔ)存及運(yùn)輸十分方便。因此，可采用在線重整技術(shù)、將甲醇重整為富氫混合氣作為輔助燃料供給航空發(fā)動(dòng)機(jī)，使得甲醇及其重整燃料被用作航空動(dòng)力燃料成為了可能。

然而，目前的在線重整技術(shù)其系統(tǒng)的尺寸及重量往往比較龐大。這直接導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)不適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的在線重整。實(shí)際上，甲醇燃料十分適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用，而且通過(guò)在線重整得到的富氫可燃?xì)怏w更能夠提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火及燃燒性能。但是，涉及到將甲醇在線重整用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)還未見(jiàn)報(bào)道。

圖1提供了一種利用汽車尾氣余熱進(jìn)行甲醇重整制氫的裝置(申請(qǐng)?zhí)枺?01310668754.X)。如圖所示，將工作空間隔離為蒸發(fā)空間和裂解空間兩部分。由于工作空間大，因此無(wú)法保證甲醇與催化劑、甲醇與廢氣充分接觸，因此其工作效率和速度較為低下。而且，由圖1可看出該方案尺寸較大，因此重量必定很大，所以該方案無(wú)法用在機(jī)載領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣的熱量，實(shí)現(xiàn)機(jī)載甲醇在線重整并將甲醇燃料裂解為富氫可燃?xì)怏w供應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，改善航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及排放性能，本發(fā)明提供一種采用折流分離機(jī)構(gòu)的機(jī)載甲醇在線重整系統(tǒng)及控制方法，技術(shù)方案如下：