[发明专利]一种用于汽车的氨氢燃料动力装置的氨气裂解器

说明书

本发明涉及一种用于汽车的氨氢燃料动力装置的氨气裂解器，该裂解器包括上下贯通的壳体、设有进气管的上盖板、设有排气管的下盖板、设有气体流通孔道的陶瓷电加热盘、填装有用于氨裂解的催化剂的反应盘以及用于热源气体流经换热的通孔管道；所述的上盖板和下盖板分别紧密安装在壳体的顶部和底部，陶瓷电加热盘对称安装在上盖板下方和下盖板上方，与壳体内侧固定连接，反应盘设置在陶瓷电加热盘之间，与壳体内侧固定连接，通孔管道垂直穿过上盖板和下盖板，与陶瓷电加热盘和反应盘过盈安装，与上盖板和下盖板焊接；所述的氨气裂解器安装在汽车发动机排气管内。本发明的氨气裂解器为集成式、小型化的氨气裂解装置，其成本低廉，裂解效率高。

技术领域

本发明属于汽车动力系统技术领域，具体涉及一种用于汽车的氨氢燃料动力装置的氨气裂解器。

背景技术

为了完成碳达峰、碳中和的时代目标，近年来零碳燃料及其应用已变成一个热点。氨气(NH₃)作为一种无碳燃料，因为其富含氢元素，且液态NH₃具有较高的能量密度，成为了一种潜力巨大的零碳可替代能源。氨气来源丰富，可由风能、潮汐能和太阳能等清洁能源以及传统的火电和煤电等传统能源制备。此外，NH₃在室温(25℃)下，液化压力较低，其存储成本明显低于氢气，因此其可以以液氨形式大量存储于重型汽车、船舶以及农业机械等交通运输设备中并作为燃料为其提供动力来源。

然而，NH₃作为一种燃料面临着诸多挑战，其较弱的反应活性，表现在火焰燃烧速度慢、较窄的可燃区间以及较高的着火温度。因此，NH₃和其他燃烧促进剂的混合燃烧成为一种重要的燃烧方式，比如NH₃和氢气共同作为燃料进行燃烧。由于氢气易燃易爆且储存成本过高，限制了氢气在交通领域的应用，如何安全且价格低廉的储存氢气将是其应用到交通领域的重点问题，氨气重新裂解为氢气并与氨气混合燃烧是未来氨氢燃料应用的一个重要技术。目前针对氨氢内燃机的研究还处于起步阶段，相关零部件的研发还尚未成熟，尚未形成氨气裂解器设计结构和思路，亟待开发一种集成式、成本低廉、小型化和高效的氨气裂解装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车的氨氢燃料动力装置的氨气裂解器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于汽车的氨氢燃料动力装置的氨气裂解器，所述的氨气裂解器包括上下贯通的壳体、设有进气管的上盖板、设有排气管的下盖板、设有气体流通孔道的陶瓷电加热盘、填装有用于氨裂解的催化剂的反应盘以及用于热源气体流经换热的通孔管道；所述的上盖板和下盖板分别紧密安装在壳体的顶部和底部，陶瓷电加热盘对称安装在上盖板下方和下盖板上方，与壳体内侧固定连接，反应盘设置在陶瓷电加热盘之间，与壳体内侧固定连接，通孔管道垂直穿过上盖板、下盖板、陶瓷电加热盘以及反应盘，与陶瓷电加热盘和反应盘过盈安装，与上盖板和下盖板焊接；所述的氨气裂解器安装在汽车发动机排气管内。

进一步地，所述的氨气裂解器安装在汽车发动机排气管内高温段，将发动机排气管尾气热量通过裂解器壳体传导到壳体内部，通过发动机排气管尾气热量为裂解器进行氨裂解提供热源，以实现能量高效利用的目的。

进一步地，所述的氨气裂解器中心设有与上盖板、下盖板、陶瓷电加热盘以及反应盘垂直的用于排气管中部分气体流经的通孔管道，通孔管道既可以提高裂解器与发动机排气管尾气之间的换热效率，也可以减少裂解器对发动机排气的流动阻碍。

进一步地，所述的壳体内侧均匀设有用于陶瓷电加热盘和反应盘固定的带有螺栓安装孔的支座，陶瓷电加热盘和反应盘边缘设有与支座配套安装的孔洞，陶瓷电加热盘和反应盘通过螺栓固定在支座上。

进一步地，所述的陶瓷电加热盘对称安装，避免裂解器内温度分布不均匀的问题，在发动机初始启动阶段以及无高温排气时，陶瓷电加热盘可为裂解器提供氨裂解所需的热源。