[发明专利]发动机废热制氢装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取氢气的设备，尤其涉及一种安装在发动机上利用发动机尾气的废热的制氢装置。

背景技术

节能与新能源开发问题，一直是全球可持续发展的关键，尤其是石油能源危机已迫在眉睫，由此带来的各种社会冲突，已成为全球动荡的重要因素。节约现有石油资源，无疑是一条必由之路，也是控制大气和环境质量的重要手段。目前，内燃机作为最方便、实用的机动动力，其对石油资源消耗量占到50%以上，且对大气的有害物排放量也占到50%以上。而根据一般规律，发动机正常燃烧时，排放废气带走的热量占相当于耗油总热值的40～45%，因此合理回收发动机的废热是全球节能减排的一个主要途径，内燃机排气废热利用的主要手段，目前仍停留在废气涡轮增压和采暖技术，而且，废气涡轮增压在汽油机上也没普遍采用，采暖对排气废热的利用很有限。总的说来，排气废热利用率仅占消耗燃料总热量的3%-10%。

又有改进的技术，例如中国专利200910169578. 9公开了一种车载制氢装置，包括醇箱，醇箱的醇出曰通过醇管连接有加热器，加热器的醇汽出口通过醇管连接有反应器，反应器带有用于与车辆发动机连接的裂解气出口;所述的加热器一端带有用于与车辆发动机连接的尾气进口，另一端带有用于与消音器连接的尾气出口。该装置利用发动机的尾气热量的效率较低，并且制氢所需原材料不能循环利用，因此成本较高。

发明内容

为了解决背景技术中所涉及的问题，本发明提供一种发动机废热制氢装置，包括用于分解SO₃的第一反应器、用于分解硫酸的第二反应器、用于分解氢碘酸的第三反应器、酸液生成器和分离器，所述第一反应器包括第一壳体，所述第一壳体内设有第一反应器芯，所述第一壳体上设有用于和发动机气缸盖上的排气道相连的第一进气口和第一排气口，所述气缸盖上的排气道外设有绝热隔套，所述第一排气口与设置在第二反应器上的第二进气口和设置在第三反应器上的第三进气口相通，所述第一排气口通过管道连接有SO₂发生器，所述酸液生成器、SO₂发生器、第二反应器和第三反应器均设有与排气管相通的出气口；

    所述第一反应器芯设有第一进料口和第一出料口，所述第一进料口与设置在第二反应器上的第二出料口相通，所述第一出料口与酸液生成器相通，所述第二反应器上设有与分离器相通的第二进料口，所述第三反应器上设有与酸液生成器相通的第三出料口以及与分离器相通的第三进料口，所述第二反应器和第三反应器上均设有水蒸气导流管，所述水蒸气导流管与酸液生成器相通，所述SO₂发生器与酸液生成器相通，所述分离器通过弹性连接器与波纹管相连，所述波纹管分别连接第二进料口和第三进料口，所述第一反应器芯外缠绕有用于加热的电阻丝。

第一反应器靠近发动机的机体安装，利用发动机的废气中的热量分解SO3，使之生产SO2和O2；第二反应器加热分解浓硫酸，生成SO3和H2O气体；第三反应器加热分解浓氢碘酸，生成I2和H2气体；在酸液生成器中完成了SO2、I2的吸收和溶解，并生成氢碘酸和硫酸，随后在分离器中分离，分离器通过弹性连接器与波纹管相连，由此分离器、弹性连接器与波纹管组成一个具有特定震动幅度和频率的系统，从而更有效地利用了发动机的高频震动，加速两种酸液的分层，从而提高制氢效率和生成物的纯度。气缸盖上的排气道外设有绝热隔套，可以提高发动机废气的温度，提高了废热利用率。而SO₂发生器可以有效地弥补工作过程中反应物的流失，使得反应效率较高。因此在本发明的装置中发动机废气中的热量被各个化学反应所吸收用于得到无污染高热值的H2气体和助燃剂O2，并且废气的循环较合理，使得各个反应器均能满足反应温度。

作为一种优选，所述第二反应器和第三反应器均设有浓缩段和分解段，所述浓缩段设有数根引流管，所述引流管连接有分解管。      

作为一种优选，所述引流管在其两端附近设有锥度方向相反的两个锥形引导段，所述分解管呈螺旋状，用以增加反应进行的空间。

作为一种优选，所述第二反应器和第三反应器均连接有与排气管相通的温度调节管路，所述温度调节管路上设有温控开关。

作为一种优选，所述第一反应器上设有用于检测第一反应器芯内温度的温度传感器。

作为一种优选，所述第三进料口通过管路与分离器相连，所述管路上设有温控开关。

作为一种优选，所述第二进料口通过管路与分离器相连，所述管路上设有温控开关。

作为一种优选，所述酸液生成器上设有用于排出氢气和氧气的出气管。