[实用新型]一种利用发动机尾气热量制取富氢气体的在线甲醇重整器

说明书

一种利用发动机尾气热量制取富氢气体的在线甲醇重整器，重整器外壳套设于废气通道外侧，废气通道的两端分别与废气出口和废气进口固定连接，甲醇反应通道为剖面为拱形的管状结构，其螺旋缠绕于废气通道的外表面，甲醇反应通道的拱顶采用选择性透过材料制成，甲醇反应通道的内壁设置有催化剂涂层，甲醇反应通道的拱顶与重整器外壳的内壁固定连接，甲醇反应通道的拱底与废气通道的外表面固定连接，重整器外壳内壁、废气通道外壁与甲醇反应通道外壁之间形成密封的重整产物通道，本实用新型加快了甲醇裂解的反应速度，提高了工作效率，且系统小巧，且既可单独使用重整器、也可与蒸发段配合使用，可满足不同设备及工况的需求。

技术领域

本实用新型属于尾气余热利用技术领域，具体涉及一种利用发动机尾气热量制取富氢气体的在线甲醇重整器。

背景技术

与汽油、柴油、天然气等传统化石燃料相比，氢气燃烧清洁，无颗粒、碳氢、一氧化碳等排放；若采用稀薄燃烧技术，氢气燃烧可进一步实现零排放。因此，氢气具有取代传统化石燃料、成为发动机主要燃料的巨大潜力。

然而，氢气在常温常压下为气态，运输及储存不易，使用时需采取加压的方法将其压缩为高压高密度的压缩氢气、并储存于高压容器中；同时，其分子量小、爆炸极限宽、燃烧速度快，在用作内燃机燃料时容易发生回火。这些性质导致使用氢气燃料的危险性很高，发动机的工作安全性及可靠性无法保证。

研究表明，采用在线重整技术可使甲醇发生裂解反应，生成富含氢气的可燃气体，可有效改善发动机的点火及燃烧性能，并降低排放；而且，甲醇在常温常压条件下为液体，储存及运输十分方便。因此，采用在线重整技术将甲醇重整为富氢气体、并实时供给发动机作为燃料，使得甲醇及其重整燃料具有在内燃机、航空发动机等领域应用的巨大潜力。

图1提供了一种利用汽车尾气余热进行甲醇重整制氢的装置(申请号：201310668754.X)。如图所示，将工作空间隔离为蒸发空间和裂解空间两部分。由于工作空间大，因此无法保证甲醇与催化剂、甲醇与废气充分接触，因此其工作效率和速度较为低下。而且，由图1可看出该方案尺寸较大，用在车载、机载等领域受到空间及重量的限制，使用不便。

实用新型内容

为实现利用发动机高温尾气的热量，对甲醇燃料进行在线重整、并将甲醇燃料裂解为富氢可燃气体供应发动机，改善发动机的燃烧及排放性能，本实用新型技术方案如下：

一种利用发动机尾气热量制取富氢气体的在线甲醇重整器，包括重整器，所述重整器包括废气进口、废气出口、重整器体、甲醇反应通道和重整产物通道，重整器体包括重整器外壳和废气通道，重整器外壳套设于废气通道外侧，废气通道的两端分别与废气出口和废气进口固定连接，甲醇反应通道为剖面为拱形的管状结构，其螺旋缠绕于废气通道的外表面，甲醇反应通道的拱顶采用选择性透过材料制成，甲醇反应通道的内壁设置有催化剂涂层，甲醇反应通道的拱顶与重整器外壳的内壁固定连接，甲醇反应通道的拱底与废气通道的外表面固定连接，重整器外壳内壁、废气通道外壁与甲醇反应通道外壁之间形成密封的重整产物通道，甲醇反应通道的一端连通有重整甲醇进口，甲醇反应通道的另一端连通有重整甲醇出口，重整产物通道的一端连通有扫气用尾气进口，重整产物通道的另一端连通有重整燃气出口。

所述重整器还包括第一热电偶，所述第一热电偶固定在废气进口扩张段上，且第一热电偶的偶丝延伸至废气通道内部。

所述废气进口包括废气进口法兰和废气进口扩张段，废气进口扩张段为一侧窄口另一侧宽口的筒体，其窄口一侧与废气进口法兰固定连接，其宽口一侧与废气通道固定连接；

所述废气出口包括废气出口法兰和废气出口收缩段，废气出口收缩段为一侧窄口另一侧宽口的筒体，其窄口一侧与废气出口法兰固定连接，其宽口一侧与废气通道固定连接。

所述废气进口扩张段还连通有燃气补气管。