燃料尾气重整化学回热柴油机的制作方法

文档序号:12720723阅读:194来源:国知局

本发明涉及一种柴油机,具体涉及一种燃料尾气重整化学回热柴油机,属于机械领域。



背景技术:

柴油机是一种广泛使用的动力机械,其在农业、交通运输业、船舶行业和国防工业中具有举足轻重的地位。然而,日益突出的能源短缺和环境污染问题使柴油机行业的发展面临着巨大的挑战。

当前,世界主要国家和地区对柴油机排放的限制标准可以说是到了苛刻的程度,这是由越来越严重的污染问题所导致的。为了满足这些苛刻的排放标准,柴油机行业的科研工作者研发了各种先进的减排技术。这其中,尾气再循环技术由于对NOX减排效果显著而得到广泛应用。然而,尾气再循环技术也有其缺点,那就是,该技术在减少NOX排放的同时,增加了固体颗粒物的排放。科研人员研究表明,掺氢燃烧能够解决这一问题。由于氢气燃烧过程中会产生大量的H、O以及OH等自由基团,这些自由基团的存在能够改善燃烧路径,使得燃烧过程进行的更加充分,从而有效地降低固体颗粒物的生成。因此,尾气再循环技术与掺氢燃烧的结合能够有效地降低NOX和固体颗粒物的排放。

上述技术方案在柴油机减排方面是非常有效的,但是需要解决H2来源的问题。目前,大量携带H2在技术上面临一定的困难,而且安全性也是不能保证的。一个比较现实的解决方法是通过燃料蒸汽重整反应进行在线制氢。关于燃料蒸汽重整反应科研人员已经进行了大量的研究,目前已经比较成熟了。但是,燃料蒸汽重整反应需要外界提供水,并需要一套加热设备,这给该技术的工程应用添加了障碍。考虑到尾气中含有水蒸气,这是可以直接进行利用的,因此提出一种燃料尾气重整化学回热柴油机。



技术实现要素:

本发明为解决现有柴油机污染物排放较大、油耗较高的问题,进而提出燃料尾气重整化学回热柴油机。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括进气管道、机体、气缸、排气管道、燃料储箱、燃料泵、分流阀、第一燃料输运管路、重整反应器、重整产物输运管路和第二燃料输运管路,燃料储箱通过管路与分流阀连接,分流阀通过第一燃料输运管路与气缸连接,分流阀通过第二输运管路与重整反应器连接,进气管与气缸连接,重整反应器通过重整产物输运管路与进气管连接。

本发明的有益效果是:1、本发明采用废气再循环技术减少柴油机NOx排放;2、燃料发生重整反应之后生成小分子气体,能够改善燃烧,降低污染物尤其是固体颗粒物的排放,同时能够提高柴油机的热效率;3、本发明不需要外界提供水,也不需要加热水形成蒸汽的加热设备,考虑到高温尾气中含有水蒸汽,本发明提出了直接将尾气通入重整反应器,使其与燃料在重整反应器中接触混合并发生重整反应的方法;4、本发明利用燃料发生重整反应吸收尾气热量的方法来对尾气中蕴含的能量进行回收利用;5、本发明对柴油机的结构改动非常较小,便于推广应用。本发明提出的技术的一个显著优点是不需要外界提供水,以及加热水形成蒸汽的加热设备。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机包括进气管道1、机体2、气缸3、排气管道4、燃料储箱5、燃料泵6、分流阀7、第一燃料输运管路8、重整反应器9、重整产物输运管路10和第二燃料输运管路11,燃料储箱5通过管路与分流阀7连接,分流阀7通过第一燃料输运管路8与气缸3连接,分流阀7通过第二输运管路11与重整反应器9连接,进气管1与气缸3连接,重整反应器9通过重整产物输运管路10与进气管1连接。分流阀7用于控制进入柴油机汽缸的燃料与进入重整反应器的燃料的流量,所述的重整反应器9用于尾气与燃料混合发生重整反应。尾气与燃料在重整反应器9中直接接触并发生重整反应;燃料发生重整反应所需的热量来源于柴油机尾气的能量;燃料发生重整反应所需的水来源于尾气中含有的水蒸气;重整反应产物通过输运管路注入进气管,在进气管中与空气预混。

本实施方式通过废气再循环技术和化学回热技术的结合来实现柴油机的节能减排,重整反应所需的水完全来自尾气,无需外部提供,降低了对水的需求和加热水形成水蒸气的加热设备。

具体实施方式二:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机,通过废气再循环技术和化学回热技术的结合来实现柴油机的节能减排,重整反应所需的水完全来自尾气,无需外部提供,降低了对水的需求和加热水形成水蒸气的加热设备。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机尾气与燃料在重整反应器9中直接接触并发生重整反应。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机,燃料发生重整反应所需的热量来源于柴油机尾气的能量。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机,燃料发生重整反应所需的水来源于尾气中含有的水蒸气。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述燃料尾气重整化学回热柴油机,重整反应产物通过输运管路注入进气管,在进气管中与空气预混。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理

发动机运行时,燃料由燃料储箱5流出,经过燃料泵6进行增压。然后进入分流阀7,一部分燃料进入汽缸3燃烧,另一部分燃料进入重整反应器9,在重整反应器9中与柴油机尾气混合发生重整反应。燃料与尾气的混合物在重整反应器9中发生重整反应之后,生成的小分子气体通过重整产物输运管路10进入进气管1,在其中与空气预混,然后进入气缸3中燃烧。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

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