[发明专利]LNG‑柴油双燃料发动机废气重整制氢方法

摘要

本发明公开了一种LNG‑柴油双燃料发动机废气重整制氢方法，采用如下重整制氢装置包括外壳、中心隔板、两个端盖和两块螺旋板，所述两个端盖可拆卸地连接在所述外壳的两端，所述端盖与外壳之间设置有密封垫片。所述两个端盖的中心设置有中心换热管口和中心重整管口，所述两块螺旋板分别固定在中心隔板的两侧，且同向环绕后形成螺旋形的换热通道和重整通道，所述重整通道的壁面上设置有催化剂层；所述换热通道、重整通道在其最外侧缩小形成的管状接口上分别设置有外侧换热管口、外侧重整管口，废气分流后经逆向换热进行重整制氢。该方法所采用的装置占用空间小、催化效果好，有效提高了燃料利用率。

主权项

一种LNG‑柴油双燃料发动机废气重整制氢方法，其特征在于：采用如下的废气重整装置：包括外壳(1)、中心隔板(2)、两个端盖(3)和两块螺旋板(4)，所述两个端盖(3)可拆卸地连接在所述外壳(1)的两端，所述端盖(3)与外壳(1)之间设置有密封垫片(5)；所述两个端盖(3)的中心各自设置有一个管口，分别为中心换热管口(31)和中心重整管口(32)；所述两块螺旋板(4)位于螺旋中心的一边分别固定在中心隔板(2)的两侧，且同向环绕后形成两个螺旋形通道，分别为换热通道(41)和重整通道(42)，所述重整通道(42)的壁面上设置有催化剂层；所述换热通道(41)在中心处形成的半圆柱形通道的一端封闭，另一端与所述中心换热管口(31)相连；所述重整通道(42)在中心处形成的半圆柱形通道的一端封闭，另一端与所述中心重整管口(32)相连；所述换热通道(41)在其最外侧缩小形成的管状接口上设置有外侧换热管口(11)；所述重整通道(42)在其最外侧缩小形成的管状接口上设置有外侧重整管口(12)；所述外侧换热管口(11)轴向平行于换热通道(41)在外侧换热管口(11)处的螺旋切线方向；所述外侧重整管口(12)轴向平行于重整通道(42)在外侧重整管口(12)处的螺旋切线方向；所述螺旋板(4)的长轴外径D由以下公式确定：其中v1、v2分别为换热气、重整气流量，v1∈[0.007，0.008]m3/s， v2∈[0.0007，0.0008]m3/s；w1、w2分别为换热气、重整气流速；H为螺旋板宽度，H∈[0.3，0.9]m；δ为螺旋板厚度；d1为板中心直径；N为螺旋板的螺旋圈数；所述中心隔板(2)的两边分别设置有狭缝(21)，所述两块螺旋板(4)位于螺旋中心的一边分别设置在对应的狭缝(21)内并通过螺栓固定在中心隔板(2)上；按照如下步骤进行废气重整：将LNG‑柴油双燃料发动机运行产生的含CH4废气分成两个部分，其中一部分废气作为换热气从中心换热管口(31)或外侧换热管口(11)进入换热通道(41)；另一部分废气与水蒸气混合，或者外加CH4后与水蒸气混合，形成的重整气从外侧重整管口(12)或中心重整管口(32)进入重整通道(42)，再分别从外侧换热管口(11)或中心换热管口(31)、中心重整管口(32)或外侧重整管口(12)中离开相应的换热通道(41)与重整通道(42)；换热通道(41)与重整通道(42)内的气体逆流换热；在重整通道(42)内，CH4与H2O在催化剂的作用下发生水蒸气重整制氢反应；在换热通道(41)内，高温废气通过换热将热量补充到重整通道(42)内以维持反应温度。