[发明专利]基于低温冷焰重整的发动机燃料重整系统

说明书

本公开提供了一种基于低温冷焰重整的发动机燃料重整系统，套设在发动机排气管上，发动机燃料重整系统包括：进气单元、燃料重整器、第一存储装置和第二存储装置；进气单元套设在发动机排气管上，进气单元用于利用排气管高温将液态燃料蒸发为气态燃料，并将气态燃料与空气混合得到混合气体；进气单元沿发动机排气管的废气输出方向将发动机燃料重整系统顺次分为第一重整单元和第二重整单元，进气单元输出混合气体至第一重整单元和/或第二重整单元；第一重整单元和/或第二重整单元输出混合气体至第一存储装置和/或第二存储装置。本公开利用特定碳氢燃料的低温冷火焰特性以及发动机排气管余热进行燃料重整，可以有效提高发动机的热效率。

技术领域

本公开涉及能源与动力工程领域，尤其涉及一种基于低温冷焰重整的发动机燃料重整系统。

背景技术

发动机在未来数十年内仍将是交通运输的主要动力来源。近年来，先进的新型压燃式发动机(如均质混合气压燃发动机HCCI、反应活性分层压燃发动机RCCI和部分预混压燃发动机PCCI)因热效率高、污染物排放低而被广泛关注，但存在小负荷着火不稳定和大负荷爆震等问题。通过可控的燃料重整，使燃料在着火之前氧化，分解出大量OH，可以促进链支化反应。根据燃料重整的不同热力学条件，所产生的轻度重整产物主要以过氧化物和羰基过氧化物为主，其反应活性高、淬熄距离长，有利于改善发动机中小负荷着火稳定性；重度重整产物主要以烯烃和醛类为主，反应活性较低，有利于抑制发动机大负荷爆震问题。发动机中的燃料重整一般可以与废气余热回收相结合，在改善燃料燃烧的同时，减少热损失。但是发动机的运行工况极为复杂，传统重整装置获得的单一程度的重整气无法适应不同的发动机工况，这大大降低了余热回收效率和燃料重整效果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于低温冷焰重整的发动机燃料重整系统，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于低温冷焰重整的发动机燃料重整系统，套设在发动机排气管上，所述发动机燃料重整系统包括：

进气单元，套设在所述发动机排气管上；所述进气单元用于利用排气管高温将液态燃料蒸发为气态燃料，并将所述气态燃料与空气混合得到混合气体；

燃料重整器，所述进气单元沿所述发动机排气管的废气输出方向将所述燃料重整器顺次分为第一重整单元和第二重整单元；所述进气单元输出所述混合气体至所述第一重整单元和/或第二重整单元；

第一存储装置，与所述第一重整单元相连，所述第一重整单元的重整产物输出至所述第一存储装置进行储存；

第二存储装置，与所述第二重整单元相连，所述第二重整单元的重整产物输出至所述第二存储装置进行储存。

在本公开的一些实施例中，所述进气单元包括：

蒸发模块，套设在所述发动机排气管上；

喷油模块，与所述蒸发模块相连，所述喷油模块输出的液态燃料在所述蒸发模块的作用下气化成为气态燃料；

进气模块，与所述蒸发模块相连，所述进气模块输出空气至所述蒸发模块；

搅拌装置，设置在所述蒸发模块内壁上，所述搅拌装置将所述气态燃料和空气进行混合得到混合气体。

在本公开的一些实施例中，还包括：

温度传感器，分别设置在所述第一重整单元和第二重整单元中的所述发动机排气管上；

节流阀，设置在所述发动机排气管上，所述节流阀根据所述温度传感器的检测温度与预设温度的关系进行调节，控制所述发动机排气管的尾气流量。