专利名称：双温控全自动醇氢代燃装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双温控全自动醇氢代燃装置。
技术背景汽车、火车、船舶及使用内燃，机的各种设备都离不开不可再生的石油资源， 我国在入世以前，汽油价格比国际油价低得很多，入世以后，油价要遂步与国 际接轨，这是不可逆转的国策，因而油价逐步调高，油价上涨逼出节油妙招， 有车族节油意识提高，节油理念更新，巿场上节油产品热销，各种双燃料汽车 推向巿场，供应商在汽油中掺入甲醇、乙醇及其它可燃液体，科技人员在寻找新能源，目前的国际汽油价格为每升5元多，而我国才涨到每升4元多，可以 预料油价还要上涨，而我国的酒精价格为每升2元多，但国际上的酒精价格 仅为每升l元多，可以预料酒精价格必然要下趺，所以大家都希望，能用酒 精代替一部份或全部汽油，那该多好。其实，早在数十年前，人类就在寻找新 能源代替石油，于是发明了用裂解甲醇的方法制造醇氢，在汽车上实现了酵氦 代燃，制造出了各式各样的醇氢代燃装置，推动醇氢代燃技术不断的发展，数 十年来，国内外的科技人员，申报了许多有关酵氢代燃技术的专利。现有些专 利已被终止了专利权，大家都可以免费使用，据不完全统计如下美国专利 US4004554, US405麵，US4192276， US4366782， US441 8653，英囯专利 GB1485834, GB1491138,德国专利DE2439873，西德专利DT2717993,日 本专利JP60-3472，中国专利CN8510365, CN85109487A， CN1034783A， CN1203937A， CN2050083U， CN2396196Y， CN2400448Y等等q这些已终止了专利 权的专利无偿的为人类贡献出下列技术①利用汽车内燃机排出废气的余热供 给"醇氢转化器"吸收后，在催化剂的作用下，将甲醇转化成"醇氢"，供给内 燃机代替汽油燃烧。②在烧汽油的汽车上，对原有结构部件基本上不作改动， 仅在底盘及其它空闲处装上储醇箱、供醇泵、醇氢转化器、储氢简，混合器、 泵、闽、管件，电路控制系统等等组合而成的"醇氢代燃装置"。就把该汽车改 装成为"双燃料汽车"，它既是汽油车同时又是"醇氢"汽车。③醇氩的供醇、 吸热、裂解及掺烧已部份由电路控制自动完成。现虽然还有许多专利仍在保护期内，但这些专利所述的醇氢代燃技术都存 在3个缺点。
1、 发动机余热未得到充分利用，当废气温度太高会烧坏催化剂时，采取分 流的办法，将高温热废气排掉，浪费了热能，造成代燃量不高。
2、 装催化剂的管或箱较短小，造成醇的裂解长度不够，因而，裂解率不理想。
3、 未用电脑有效的全自动控制醇氳的供醇、吸热、裂解及掺烧。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种双温控全自动醇氢代燃装置，其特征在于 ①高温热废气不排入大气，用本装置充分吸热后，无法再吸热的低温热废气才 排入大气。②用两个測温仪控制供醇，吸热、裂解及掺烧过程全自动进行，驾 驶员只须决定使用或是不用本装置，按一下开关即可，其余工作由电脑自动完 成。③将醇氣强迫冷却到较低的温度，从而增加了醇氪的密度。④供醇泵以较 大的压力供醇，醇液吸热汽化及裂解成醇氢后，体积膨胀，又产生压力，将强 制冷却的醇氢以较大的压力压入储氢简，这不仅会增加醇氢的密度，而且能增 加醇氢的掺烧量。
以下结合附图详细说明本实用新型的具体结构，但本实用新型的结构，不 限于附图所示。
图l是本实用新型的原理图。
具体实施方式
，以汽车为例，在汽车原有的内燃机5的排气管与消声器14之 间，安装上废气导流阀6及醇氢转化器8，在汽车原有的供油管2与脚踏油门4 之间，装上氢油混合器3，在3的旁边及汽车底盘或其它空闲处，按原理图安装 各个部件，则本实用新型就安装完成了。
图1中，l是旋钮(或触摸开关或机械式手柄开关)，当驾驶员不使用本装 置时，将旋钮旋到"停止"位置，电脑就指挥废气导流阀6将从内燃机5排出 的热废气导入排废气管21再导入消声器14排入大气，当驾驶要使用本装置时， 驾驶员将旋钮l旋至"启动"位置，此时，旋钮将启动讯号发到电脑，电脑即 发讯号给废气导流阀6，将废气导入进气管7，进入醇氢转化器8内，高温热废 气的热量首先由高温吸热管9吸收，之后，才由裂解器ll吸收，之后，再由低
温吸热管13吸收，最后才经消声器14排入大气，在裂解器ll内，在靠近高 温吸热管9的高温酵氬管30的出口处下面，装有二位测温仪10。其作用是:(一) 测得的温度适合醇类产品裂解时(假设醇类产品的裂解温度为230^至280^， 假设10测到的温度^230T)，电脑发出信号启动供醇泵23，同时将正反转电 机17的电源接通，(二)当IO测到的温度小于裂解温度(假设〈230T)时， 电脑发出信号使正反转电机17反转将醇蒸汽阀19关严，不让酵蒸，进入裂解 器11内，此时，阀19的旋转臂18碰到行程开关15， 15就发出信号使电机 17断电停转。在裂解器ll内，在靠近低温吸热管13的醇蒸气管20的旁边的 催化箱内，装有三位测温仪12， 12的作用是(一)当12測到的温度大于某 个温度，假设为250^C时，电脑就指挥电机17正转，带动正牙螺杆16正转， 拉动转动臂18逆时针转动，将醇蒸汽问19逐步打开，则醇蒸汽迅速进入裂解 器ll，裂解成醇氣，如果供酵量不能够吸收管9和管13所吸收的热废气的热 量，则12測到的温度还会上升，则电机17继续正转，阀19继续打开，大量 的醇吸收吸热管9和管13的热量后，裂解器ll内及管9内的温度必然下降。 (二)如果管9内的醇蒸汽的温度下降到小于250T而大于240T时，电机19 断电，停转，阀19停止不动，则醇蒸汽按原来的流量进入裂解器ll，裂解成 醇氢，若此时的供醇量刚好能吸收掉管9和管13所吸收的热废气的热i达到热 平衡，则12测到的温度不变，电机17仍停转，阀19仍保持原状不动。(三) 如果供醇量的吸热能力大于管9和管13所吸收的热废气排放的热量，则管9内 醇蒸汽的温度将下降，当12的温度下降到小于某一数值，假设为小于240SC时， 电脑就指挥电机17反转，将阀19逐步关小，减少供醇量之后，如果管13和 管19所吸收的热废气的热量不能被醇蒸汽完全吸收，则12的温度又会升高，
当12升高到24(n:至25o^:时，电机又断电停转，当12升高到大于250T时电
机又正转，如果12小于240^，电机又反转，如果将阀19关小后温度还在下 降，则当阀19越关越小直到关严时，转臂18碰到行程开关15，电脑发出信号 使电机17断电停转。这样，电机17在二位测温仪10及三位测温仪12的控制 下实现了正转、反转、停、自动控制了阀19的开大，停、关小等功能，使从阀 19进入的醇蒸汽刚好能吸收9、 13和11从热废气中吸收的热量，9、 13和11 吸收不完的热量，才由原汽车的消声器14排入大气。
22是储醇箱，内装醇液，由供醇泵23吸出，以较大的压力压入调压溢流器24内，再流经滤清器26由低温供醇管27进入冷却箱28内，酵液吸热，强制冷 却管31内的酵氣，醇液吸热后，温度升高，由高温供醇管29流进低温吸热管 13内吸热，逐步汽化，再进入高温吸热管9内吸热，经醇蒸汽管20由阀19控 制进入裂解器ll裂解成醇氢，当阀19开得很小或关闭时，管20、 9、 13、 29、 27内的压力都增大，当压力大于调定的压力时，使用不完的酵液就从调压溢流 器24经溢流回路25流回储醇箱22内。2是原汽车的供油管，3是氢油混合器，酵氢经强制冷却酵氣智31冷却后， 由低温醇氢管32进入储氢筒33内再由风冷，之后经供氢管34进入氢油混合器3，经原汽车的脚踏油门4，进入原汽车的内燃机5燃烧，热废气经废气导 流阀6导入管7或智21。如果改装车是化油器汽车，则应将供氣管34引入配比器，让酵氣与空气按 比例在配比器内配合后，再进入氦油混合器3与汽油掺烧，如果改装车是电喷 车，则掺烧的方案有4:①氢气与空气在配比器内，按比例配合后，输入电喷 发动机的供油系统。②氢气与空气在配比器内，按比例配合后，输入电喷发动 机的供气系统。③氣气直接输入电喷发动机的供油系统，由电脑按比例供给空 气。④氢气直接输入电喷发动机的供气系统，由电脑按比例供给空气。有的汽 车的设计者认为在内燃机排出的热废气中，还有一些未烧完的汽油，可以将 其引入内燃机再次燃烧，因此，在内燃机上设计了一个回气孔，所以，无论是 化油器车或是电喷车，都可以将配比器内的醇氳与空气按比例配合好的"配比 气"由此回气孔输入内燃机与汽油掺烧。以上这些醇氨捧烧的方案，都是一般的普通知识，不厲于本专利的保护范 围，这里就不多说了，也不在原理图上画出来，用哪种方案较好，就由实雄者 去选择吧。本实用新型与现有的双燃料汽车相比，其不同之处在于现有的双燃料汽 车是直接烧天然气、液化石油气、甲醇、乙醇及其它可燃气体或液体，这些燃 料的燃值都低于汽油，所以其产生的动力都不如汽油，而本装置不是直接烧醇， 而是将醇经冷却箱28、低温吸热管13、高温吸热管9吸热、汽化、升温，进入 裂解器ll内裂解成醇氣后，才由醇氢与汽油一起燃烧。因氣的燃值是汽油的3 倍，而氢的爆炸力是汽油的很多倍，所以，掺烧醇氣后，汽车的动力提高了。甲醇转化制氨主反应 CH3OH+H2O""KX)2+3H2
即一摩尔甲醇与一摩尔水反应生成三庫尔氣和一庫尔二氣化碳
副反应 CH30H">HCH0+H2 2CH3OH^HCOOCH3+2H2
2ch30h~k:h30ch3+H20 3cor^2co+c+202 co+3H2~k:h4+H20 副反应的选择性主要取决于催化剂性能和工艺参数，当选用商性能甲酵转 化制氣专用催化剂和适合的工艺条件时，副反应转化率可控制在1%以下。
甲酵转化成气体的含i，氢木约占74.25 , 二氧化碳大约占24.75x，其余 气体占12，在这些混合气体中氢占了大部份，所以我们就把这种富含氣气的混 合气体称为酵氣。
乙酵可以通过以下叁种方式转化为氢气。
1、 水蒸汽重整<formula>formula see original document page 7</formula>
2、 部份氧化 <formula>formula see original document page 7</formula>
3、 氧化重整 <formula>formula see original document page 7</formula>
本实用新型的装置由于吸收了内燃机排出的废气余热，将醇类产品裂解成 醇氨，代替汽油供给内燃机燃烧，其优点具体如下
(1) 废热能利用汽车、火车、船舶、汽油发电机等的内燃机摔放的废气 热量被废弃，危害环境，把地球空气变暖，本装置可将它吸收，用于把酵类产 品裂解成醇氦，立即掺与汽油燃烧，达到节油的目的，炼钢、炼铁、锻造、铸 造、化工、焚烧垃圾等工业炉灶散发出许多热量，被废弃，危害环境，本实用 新型的装置可将其吸收，把酵类产品裂解为醇氨。可供给工业和民用。
(2) 新能源利用本实用新型的装置，可开发出廉价的、可再生的新能 袢醇氢，汽油在内燃机中燃烧时，只有不到33劣的热能转变成机械能，而有》67x 的热能排入大气，这不仅浪费了热能，而且废气中含有燃烧不完全的汽油和co、 hc、 N0x等有害物质，还污染环境，热废气把地球空气变暖，我们在内燃机排气 管后面串联本实用新型的装置，将醇类产品加入装置中，可吸收废气的热能， 在催化剂的作用下，醇类产品裂解成醇氢，这样就把无用的废热能变成价值比 汽油还高的醇氣的化学能，甲醇原本有毒，有腐蚀性，其热值仅为汽油的4战， 但是，甲醇裂解成醇氢之后，就没有毒了，没有腐蚀性了，其热值等于甲醇原 来的热值加上吸收废气热值之和，大于等量汽油的热值。通过在国家级的试验 室所作的多次测试，证明了等量醇氢的热值大于等量汽油的热值，而售价，国
内甲酵2元多/升，乙酵2元多/升，汽油4元多/升，而国际上汽油5元多/升， 乙醇l元多/升，因此，醇氩是一种比汽油更廉价的可再生的新能源。
(3) 增加内燃机动力20世纪九十年代，改装的醇氳汽车作道路试验时， 每个驾驶员都说动力提高了 ， 1997年10月至12月在天津大学内燃机燃烧学 囯家重点试验室进行台架试验，1997年12月又在交通部汽车运输行业能源利 用监測中心进行台架试验，取得考"国家重点试验室"相似的结果，按汽油、 甲醇台计消耗量并把甲酵与汽油按1比1替代计算，功率提高了 11%。扭矩提 高了 8%，实践和检濒都证明动力增加了，增加了动力就等于减少T汽油的消耗。
(4) 促进燃烧经检測，汽油车的尾气中C0的排放量不低于5劣，而且， 还有未烧完的汽油黑烟，掺烧酵氨后，C0仅为0.1劣。黑烟没有了，这是因为酵 氨与汽油掺烧后，醇氩把汽油中未烧完的CO及汽油也烧掉了，这等于给内燃机 增加了汽油。
(5) 环保醇氨燃烧后变成水，有害物例如CO、 HC、 NOx残留极少，对 环境和大气的污染极银，因此酵氩是清洁环保能源。
甲醇和乙醇都是在工厂中生产出来的，生产工艺非常成熟，现有的化工厂
都可以生产，若要建新厂，投资也很少，可提供许多就业岗位，可带动乙酵产
业的发展，产品利润高，可使当地人致富，生产醇氢代燃装置，可带动煤炭、
化工、机械、电子、材料、交通等等相关产业的发展，将为许多人提供就业岗
位，这又解决了就业扶贫两大课题。
因甲醇有毒，属f制物资，巿场上买不到，所以，在汽车、火车、船舶及
各种使用内燃机的产品上使用本实用新型的装置时，不用甲酵而用乙醇。在大 型工业炉灶上使用本装置时，可建立甲醇库，甲.醇用泵直接泵入酵氢转化器， 人员不接触甲醇，制得的醇氨可直接加入炉灶代燃，也可采用装瓶或管道等方 式，供给工业和居民使用。
在现有的汽车、火车、船舶及各种使用内燃机的产品上安装本实用新型的 装置，既降低了燃料费，又保护了环境，在新设计汽车、火车、船舶及各种使 用内燃机的产品时，就将本装置设计在一起，则它们不仅布局更合理，而且还 可吸收更多的热能，既降低了燃料费，又保护了环境，必然得到用户的欢迎， 用本装置制造醇氣供给燃料电池，边制造边用，比使用氢气价廉、方便、安全。
太阳光直照的温度只有几十度，如果把太阳光聚焦或使用各种形式的太阳能集热器，则聚焦或使用各种形式的太阳能集热器后的温度可达几佰度，足够 裂解醇类产品，人类可建立许多利用太阳能制造醇氢的自动化工厂，有太阳光 时，本装置逐步升温，电脑会自动接通电源，自动生产醇氳，无太阳光时，本 装置逐步降温，电脑会自动断开电源停产，工作人员只须定期的加入每升l元多的醇类产品及定期更换催化剂及检修设备就可取走其价值高于每升5元多的 汽油的醇氣，本装置只有供醇泵23，电动机17及电脑，显示屏等用电，耗电 极少，因此， 一次投资建厂后，运行成本很低，而产出的赙諷价值却很高，炼 钢、炼铁、锻造、铸造、化工、焚烧垃圾等炉灶散发出的热量^度就有几佰度， 可直接用于裂解醇类产品，我们可以在各种炉灶上安装本装置自动生产醇氢， 比利用太阳能的价值更高。如果各国政府和投资商能投资创建许多酵氣制造厂，利用现在未使用的太 阳热能及工业炉灶废热能等将醇裂解成酵氣，用管道或瓶装供给工业或民用， 用瓶装供给汽车、火车、船舶等内燃机拔生产品使用，用赙氩取代汽油，同时 仍在汽车上安装本装置，再利用废气余热制造醇氢掺烧，这样就可请价格昂贵 的、不可再生的、污染环境的汽油退出历史舞台，而让位给廉价的、可再生的、 极傲污染环境的新能源醇氢，则能源不再是问题，环境将变得很干净，燃料费 将变得很便宜，就业，扶贫问题随之解决，人类的生活将会变得更加美好。
权利要求1、一种双温控全自动醇氢代燃装置，由储醇箱(22)、供醇泵(23)、吸热管(31)、(13)、(9)、裂解器(11)、测温仪(10)和(12)、正反转电机(17)、醇蒸汽阀(19)、开程开关(15)、强制冷却箱(28)及管道等组成，其特征在于测量仪(12)安装在裂解器(11)进醇蒸汽口的催化剂内，而测温仪(10)安装在裂解器(11)出醇氢口抽催化剂内。
2、 按权利要求1所述的装置，其特征在于醇氢转化器由过热室(9)、 裂解器(11)及蒸发室(13)等部件组成。
3、 按权利要求l所述的装置，其特征在于冷却箱(28)由外壳、 冷却管(31)及壳与管之间的酵液组成。
4、 按权利要求l所述的装置，其特征在于供醇泵以较大的压力供醇。
专利摘要一种双温控全自动醇氢代燃装置，由储醇箱(22)、供醇泵(23)、冷却室(28)、蒸汽阀(19)、电动机(17)、蒸发室(13)、过热室(9)、裂解器(11)、测温仪(12)和(10)等组成，测温仪(12)安装在裂解器(11)进醇蒸汽口的催化剂内，测温仪(10)安装在裂解器(11)的出醇氢口的催化剂内，用测温仪(12)和(10)测到的温度控制电动机(17)的停止、开通与正反转，再加上其它元件，控制醇氢代燃装置的供醇、吸热、裂解及掺烧全自动进行。
文档编号F01N5/02GK201013479SQ20062001946
公开日2008年1月30日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者励 严 申请人:励 严