[发明专利]一种把醇裂解成醇氢做燃料的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工程机械设备中，利用工程机械内燃机排出废气的被浪费的热能，把甲醇或乙醇裂解和/或重整成清洁能源醇氢做燃料的系统。

背景技术

人类要生存和发展，就必须要具有与之相适应的能源和环境，人类要过舒适的生活，就离不开挖掘机、推土机、洒水车、压路机、装载机、摊铺机、平地机、旋挖钻机、沥青拌合设备、混凝土拌合设备等工程建设机械设备以及汽车、火车、飞机、船舶等运输机械、农业机械、建筑机械、汽、柴油发电机……等等，凡是使用内燃机的各种设备都离不开不可再生的石油资源，人类要生产及生活，就离不开柴、煤、天然气，液化石油气、管道煤气等燃料，这些资源不仅日益减少，价格越来越贵，而且燃烧它们所产生的废气严重污染环境，使大气温度升高，诱发出许多自然灾害，严重威胁着人类的生存。因此，能源、环保和减排是人类必须尽快解决的叁大难题，早在数十年前，人类就渴望能找到可再生的、不污染环境的、廉价的、动力与汽油、柴油相当的新能源，代替石油。

1986年，云南省科委牵头，以昆明工学院和云南工学院为主，成立课题组，政府出钱，研究用裂解和/或重整甲醇的方法，可得到氢H₂、一氧化碳CO、甲烷CH₄、碳氢化合物HC等可燃气体，甲醇裂解气测试分析报告，表明：在甲醇裂解气中，根据测试的8次样品的数据平均计算，氢H2占64.664%，一氧化碳CO占30.584%，甲烷CH4占1.667%，碳氢化物HC占0.03%，这些都是可燃气体，共占96.945%，在醇裂解气中，因氢H2所占的体积大于60％，我们就把这种用裂解和/或重整醇而得到的、富含氢气的、混合在一起的、可燃的裂解气称为醇氢。

醇氢是一种可再生的、不污染环境的、热值和爆炸力都比汽油、柴油大的、价格少于汽油、柴油价的三分之一的新能源。可代替汽油、柴油用于内燃机做燃料，也可用于工业和民用。

醇氢燃料现已逐步用于汽车上，我们打算把它用在工程建设中的机械设备上，但现有技术存在下列不足之处：

1、众所周知：交通工具、尤其是汽车最主要的性能就是安全，为了确保安全，在汽车上应安装有各种仪表，使驾驶员随时都能能一目了然的知道汽车各个部件、各个环节的运转情况，发现小问题，立即处理，避免事故的发生，但现有技术没有全面显示醇氢代燃装置中各个环节的压力、温度及供醇泵、电磁阀等执行机构的工作情况，醇氢代燃装置出了小问题，无显示，驾驶员不知道，小问题会逐步变成大问题，造成事故，这是安全隐患，众所周知：交通工具最重要的就是安全，存在安全隐患的交通工具是不能使用的，如果勉强使用，将来出了问题，必须 “赔偿”，同时责令“召回”，那时，将造成巨大的经济损失。

2、醇氢代燃装置中的制氢装置，被称为“氢发生器”或“裂解器”，内装催化剂，现有技术，在催化剂内只装有一个测温仪，不可能知道裂解器内离测温仪较远处的前、后、左、右的催化剂的温度情况，当测温仪显示催化剂达到裂解温度，醇进入裂解器时，只能说明测温仪附近的催化剂达到裂解温度，则此处的醇可以裂解成醇氢，而不知其它远离测温仪处的催化剂是否达到裂解温度，则其它处的醇，就不知是否会裂解成醇氢，就不知裂解率有多高，未裂解的醇蒸汽进入汽缸，会腐蚀汽缸。

3、现有技术的裂解器内，头、尾温差较大，我们在试验时做过测量，头、尾温差最大时在100°C以上，如果温度高的地方，已达到裂解温度，醇可以裂解成醇氢了，也许温度低的地方，醇还没有裂解成醇氢，造成裂解率不高，未裂解的醇蒸汽进入汽缸，会腐蚀汽缸，如果温度低的地方，已达到裂解温度，醇裂解成醇氢了，也许温度高的地方，催化剂已被烧坏了。

4、现有技术的裂解器是醇液直接进入，当测温仪测出催化剂的温度达到裂解温度时，电脑就指挥醇液注入裂解器内，之后，甲醇迅速汽化，大量吸热，使催化剂温度降低，如果醇蒸汽还未达到裂解温度就与降低了温度的催化剂接触，如果此时的催化剂也未达到裂解温度，则醇蒸汽就不会裂解成醇氢，就离开裂解器，因而，裂解率不高，未裂解的甲醇蒸汽进入内燃机，会腐蚀汽缸。

5、现有技术的裂解器较小，吸热较少，裂解的醇较少，代燃率较低，为了提高醇代油率，常用醇蒸汽掺烧，未裂解的醇蒸汽进入汽缸，会腐蚀汽缸。

6、某些现有技术，在检测裂解气时发现，氢的比例达不到60%，且裂解气中还有未裂解的醇蒸汽，这是整个醇氢代燃装置设计不合理、存在许多隐患的综合表现，必须在台架试验中，查核每一个参数，认真改进，否则，隐患必然造成“召回”。