[发明专利]在富含甲烷的环境中安全运行柴油机的方法和系统

权利要求书

1.一种用于运行柴油机的方法，该柴油机具有单相排放物且基本上完全地 燃烧，所述方法包括：

(a)运行柴油机来产生排气流；

(b)通过借助于排气通道将所述排气流输入包含主要由氧化硅、羟碳铈矿 或氧化铝微粒中至少一种组成的微粒床体的催化腔而形成羟基；

(c)将所述羟基通过所述排气通道通回到所述柴油机；

(d)在所述柴油机汽缸内由羟基形成作为气体等离子体的超临界水；以及

(e)使所述汽缸内形成的超临界水与汽缸内的燃油和空气相互作用，以提 高所述柴油机的燃烧效率并基本上消除烟灰排放。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述超临界水与汽缸内的燃 油和空气相互作用过程中，有了完全的阀门座合，增加了发动机压缩，并消除 了燃油渗漏、咔嗒噪音、一氧化碳、甲醛、乙醛、甲烷、高达99.999％的硫、 高达99％的碳氢化合物、高达80％的CO₂、NOx、或来自排气的火花中的一 种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，排出所述催化腔内的排气气体 的温度低于200℃。

4.一种系统，包括实施如权利要求1所述方法的装置。

5.一种用于在富含甲烷气体的环境中安全运行柴油机以降低甲烷引发的爆 炸的方法，包括：

提供具有进气口和排气口的柴油机；

将包含大于约1％体积甲烷的富含甲烷的空气通过所述进气口引入所述柴 油机，并将所述富含甲烷气体的空气与柴油混合以产生空气燃油混合物；

由所述柴油机燃烧所述空气燃油混合物以形成排气气体；

通过使所述排气气体与主要由氧化硅、羟碳铈矿或氧化铝中的至少一种组 成的微粒相互作用而在燃烧点产生包括羟基和超临界水的反应大气；以及

使得或允许所述反应大气的至少一部分移到燃烧发生的地方或附近，以基 本上消除发动机阀座上的烟灰沉积物，由此使发动机阀门能完全座合并防止所 述柴油机运行过程中由于空气燃油混合物中富含甲烷的空气或富含甲烷空气 中甲烷的爆炸对所述柴油机的损坏中的至少一种。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括用如下的方式运行柴油 机，即所述阀座上的烟灰沉积物的基本上消除基本上防止所述柴油机燃烧过程 中的空气燃油渗漏。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括用如下的方式运行柴油 机，即所述阀座上的烟灰沉积物的基本上消除和空气燃油渗漏基本上防止，产 生了所述柴油机的单相燃烧。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述柴油机是2冲程柴油机。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述柴油机是4冲程柴油机。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富含甲烷气体包含至少5 ％体积的甲烷。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富含甲烷气体的空气包含 至少8％体积的甲烷。

12.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富含甲烷气体的空气包含 至少12％体积的甲烷。

13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富含甲烷气体的空气由煤 层产生。

14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应大气通过使所述排气 气体通过保持在30℃至600℃范围内的工作温度下的所述氧化硅或氧化铝微 粒床体而产生。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述床体保持在50℃至500 ℃范围内的工作温度下。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述床体保持在75℃至450 ℃范围内的工作温度下。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述床体保持在100℃至400 ℃范围内的工作温度下。