[发明专利]一种等离子体重整发动机燃油制氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及制氢技术，特别是涉及一种等离子体重整发动机燃油制氢方法。

背景技术

氢气或富氢气辅助燃烧，可以显著改善发动机燃烧引擎的碳氢燃料燃烧特性，提升燃烧效率，显著减少燃料消耗和污染气体如NOx的排放，但这种技术的推广却受到内燃机车载氢源的制约。因此，利用内燃机车上现有的燃油(汽油、柴油、生物柴油)实现内燃机车现场制氢是一项急需发展的关键技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种等离子体重整发动机燃油制氢方法。

本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：

提供一种等离子体重整发动机燃油制氢方法：1)将发动机燃油通过雾化后引入等离子体发生器；2)对等离子体发生器内的电极施以高电压，中心电极与外电极在高压电作用下，中心电极尖端与外电极最窄处产生击穿电弧，其在旋流的发动机燃油喷雾推动下边高速旋转横扫电极间区域边向发生器下游移动，直至电弧过长淬灭，上述过程不断循环，产生非热电弧等离子体，等离子体诱发生物油发生重整化学反应，产生富氢混合气。

所述的等离子体发生器，包括中心电极、聚四氟乙烯层、外电极、圆筒外壁、进料口及出气口；发生器的中心电极、聚四氟乙烯层、外电极、圆筒外壁及出气口轴线均位于圆筒外壁轴线上，其中中心电极为一带有尖端的铜棒，外电极为一铜缩放喷管，圆筒外壁为不锈钢管；中心电极与外电极通过聚四氟乙烯层隔开，两电极之间最窄距离0.5-5mm；发动机燃油通过固定在圆筒外壁上的进料口切向进入等离子体发生器。

等离子体重整发动机燃油的主要气态产物为H₂和CO，可直接引入燃烧引擎，实现助燃。

本发明具有体积小，效率高，稳定性好，可靠性高和能量成本较低等优点，可有效的进行等离子体发动机燃油制取富氢气，用于车载现场制氢。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中：1中心电极，2聚四氟乙烯层，3外电极，4圆筒外壁，5进料口，6出气口。

具体实施方式

实施例

如附图1所示，本发明包括中心电极1、聚四氟乙烯层2、外电极3、圆筒外壁4、进料口5及出气口6；装置的中心电极1、聚四氟乙烯层2、外电极3、圆筒外壁4及出气口6轴线均位于圆筒外壁3轴线上，其中中心电极1为一带有尖端的铜棒(直径10mm)，外电极3为一铜缩放喷管(长100mm，喉部直径10.5mm)，圆筒外壁3为不锈钢管(直径48mm，长200mm)；中心电极1与外电极3通过聚四氟乙烯层2隔开，两电极之间最窄距离1mm。

以汽油为目标重整物，将汽油雾化后通过进料口5引入等离子体发生器；对等离子体发生器内的电极施以15kV交流高压电，中心电极与外电极在高电压作用下，中心电极尖端与外电极最窄处产生击穿电弧，其在旋流的汽油喷雾推动下边高速旋转横扫电极间区域边向发生器下游移动，直至电弧过长淬灭，上述过程不断循环，产生非热电弧等离子体，等离子体诱发乙醇发生重整化学反应，产生富氢气由出气口6排出。实验过程中，当氧碳比从0.90增加至1.3时，氢气和一氧化碳的摩尔分数分别从25％降至18％以及从21％降至16％，最佳的氧碳比为1。与其他等离子体技术相比，本发明产生的非热电弧等离子体能够大大降低具体的电能消耗和电极损耗，这些在工业应用中是至关重要的。而且，其较小的体积也让其适用与车载制氢。