[发明专利]选择性存储重整燃料

说明书

技术领域

本发明涉及用于运行具有燃料重整器的发动机的系统和方法。

背景技术

燃料重整器可以被用于将酒精燃料转化成气态燃料(重整燃料)以便向发动机供给燃料。例如，乙醇重整器可以将乙醇重整成包括氢气(H₂)、一氧化碳(CO)和甲烷(CH₄)的重整气体以用于发动机中的燃烧。燃料重整器反应可以由从发动机重新获得的排气热量/余热驱动，且由重整器输出的气态重整燃料可以被存储，例如被存储为压缩气体或吸附气体，以便由发动机使用。

本发明人在此已经认识到由于由燃料重整器输出的重整燃料可能包括CO，所述重整燃料的存储可能由于存在CO和剩余气体而退化。

发明内容

在一个示例性方案中，为了至少部分解决上述问题，提供一种运行发动机的方法。该方法包括：将燃料重整成包括H₂、CO和CH₄的气态燃料；以及选择性存储H₂和CH₄中的至少一种或两种。例如，由重整器产生的CO可以在发动机和/或发动机排气中燃烧而不是被存储。

以此方式，由燃料重整器产生的重整成分(例如H₂和CH₄)可以被存储和缓存以便由发动机使用。这种缓存使得与工况相称的或多或少的H₂和CH₄能够被输送到发动机，也不需要与H₂和CH₄一起存储CO。相反，CO可以被传输到发动机而不需要缓存，因为它对控制发动机运行(如爆震缓解等)的影响小于剩余重整气体(H₂和CH₄)的影响。

根据另一个方面，提供一种运行具有燃料重整器的发动机的方法。该方法包括：运行重整器以将燃料重整成包括H₂、CO和CH₄的气态燃料；从气态燃料中分离CO；在该CO从气态燃料中分离出后将所分离的CO喷入发动机的汽缸中。

在一个实施例中，该方法进一步包括基于喷入发动机中的CO量调整一个或多于一个发动机工况。

在另一个实施例中，基于喷入发动机中的CO量调整一个或多于一个发动机工况包括响应于喷入发动机中的CO量的增加而增加火花正时和汽缸充气中的至少一个。

在另一个实施例中，CO通过分子筛从气态燃料中分离。

在另一个实施例中，CO通过变压吸附从气态燃料中分离。

在另一个实施例中，该方法进一步包括当停用燃料重整器时将所分离的CO喷入发动机的排气中。

在另一个实施例中，该方法进一步包括当停用燃料重整器时将所分离的CO喷入发动机的排气中，响应于将分离的CO喷入发动机而以稀燃(lean)运行发动机，以及将剩余的气态燃料传输到发动机，其中被传输的量响应于发动机爆震而被调节。

在另一个实施例中，该方法进一步包括利用CO捕集器中的至少一部分CO来保持燃料重整器中的催化剂在发动机关闭之后的一段时间内是暖的。

根据另一个方面，一种系统包括：发动机，其包括用于燃料燃烧的汽缸和排气系统；重整器，其被配置为将燃料重整成包括H₂、CO和CH₄的气态燃料；CO捕集器，其用于从气态燃料中分离CO；存储箱，其被配置为存储H₂和CH₄中的至少一种；将指令编码于其上的计算机可读存储介质，这些指令包括在CO从气态燃料中分离出后将所分离的CO连续喷入发动机的汽缸中或排气系统中的指令，以及选择性地存储H₂和CH₄中的至少一种的指令。

在一个实施例中，CO捕集器包括分子筛。

在另一个实施例中，CO捕集器通过变压吸附从气态燃料中分离出CO。

在另一个实施例中，选择性地存储H₂和CH₄中的至少一种包括通过响应于气态燃料的可用量、发动机转速和发动机负载将所述气态燃料喷入发动机的汽缸中而运行所述发动机，以及存储一定量的未被发动机使用的H₂和CH₄中的至少一种。

在另一个实施例中，该系统进一步包括CNG压缩机，其中该CNG压缩机被用于存储H₂和CH₄中的至少一种。