專利名稱：：一種車用醇類制氫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種車用醇類制氫裝置。
背景技術(shù)：
：眾所周知，能源問題是目前擺在人類面前的重大問題，為了擺脫能源對石油的依賴，人們正積極尋找新能源醇?xì)涞膽?yīng)用方法，醇?xì)淠茉吹难芯恳殉蔀槲覈臒狳c(diǎn)，各種有關(guān)醇類裂解制氫的專利不斷出現(xiàn)。現(xiàn)有的有關(guān)醇類裂解制氫專利中，醇都要經(jīng)過蒸發(fā)室進(jìn)行蒸發(fā)汽化，而且蒸發(fā)室只有一個(gè)。蒸發(fā)室一般有兩種形式，第一種形式是在蒸發(fā)室內(nèi)預(yù)先裝滿醇(甲醇或乙醇)用汽車尾氣加熱，讓醇液體蒸發(fā)為醇蒸汽，然后進(jìn)入有催化劑的裂解室中裂解為富氫氣(氫含量約為60%以上，CO約為30%左右和其它氣體)。這種裝置必須控制蒸發(fā)室內(nèi)醇的液面高低，醇多了會(huì)溢出蒸發(fā)室，少了會(huì)燒干，而且蒸發(fā)量不易控制，因?yàn)橹灰_(dá)到醇的蒸發(fā)溫度(甲醇為65X:，乙醇為78"C)就要蒸發(fā)，所以應(yīng)有一套控制液面高低和一套控制加熱溫度或控制蒸汽流量的裝置。第二種形式是平時(shí)蒸發(fā)室內(nèi)不積存醇液體，需要時(shí)用泵將醇打入蒸發(fā)室內(nèi)。這種形式必須要控制泵的流量，泵打多了蒸發(fā)室溫度供不上，蒸汽量少，甚至醇會(huì)從蒸發(fā)室內(nèi)溢出，泵打少了蒸汽供不上，因此控制比較麻煩，加之汽車所需的氫氣是變化的，功率大時(shí)需多供氫氣，功率小時(shí)供氫量可少。富氫氣是由醇蒸汽裂解反應(yīng)而成，所以，相應(yīng)蒸發(fā)室內(nèi)的醇蒸汽最好能夠根據(jù)汽車功率大小及時(shí)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的專利中裂解室也只有一個(gè)，有的是將其分為兩半，裂解室內(nèi)裝有催化劑，為了讓汽車尾氣加熱，在裂解室內(nèi)裝有許多傳熱管道。有些專利是將催化劑放在管道中，將醇通入其中，讓熱尾氣在管道周圍通過并集中后排出。有的是把尾氣引入管道中，在管道周圍填滿催化劑，并通入醇蒸汽。上述不論哪種方法，對催化劑的加熱都不會(huì)很均勻，而且醇蒸氣的反應(yīng)路線也不可能很長。如果對催化劑加熱不均勻，醇蒸汽反應(yīng)路線不夠長以及催化劑填充量較小的話，富氫氣含量和產(chǎn)量都要降低，其它氣體含量增加，甚至醇蒸汽沒有反應(yīng)完全，就從裂解室的輸出管道中輸出，如果甲醇留在排氣管中，對人是很有害的。現(xiàn)有專利中是將蒸發(fā)室、過熱室、裂解室布置在一起，或是將蒸發(fā)室、裂解室布置在一起(即一個(gè)箱體內(nèi))，用一個(gè)閥門來控制熱尾氣的進(jìn)入或旁路，使用時(shí)要么蒸發(fā)室、過熱室、裂解室都同時(shí)在熱尾氣中工作，要么把進(jìn)入三室的熱尾氣同時(shí)關(guān)閉，不讓其進(jìn)入三室，使溫度降低，避免燒壞催化劑，而把熱尾氣引到另一通道(旁路)直接排放。實(shí)際上蒸發(fā)室、過熱室和裂解室應(yīng)工作在不同環(huán)境中。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種制氫效果更好，效率更高，使用更安全的車用醇類制氫裝置。本實(shí)用新型是利用汽車尾氣的熱量對裝置內(nèi)的醇類和催化劑進(jìn)行加熱，使醇裂解為富氫氣，作為汽車的燃料，達(dá)到部份或全部替代汽油使用，從而節(jié)約石油資源，并減少廢氣污染。具體技術(shù)方案為本裝置包括蒸發(fā)室、過熱室、裂解室，與裂解室進(jìn)、出口連接的醇蒸汽總輸出管和富氫氣輸出總管，冷凝裝置，其特征在于蒸發(fā)室為至少兩個(gè)，裂解室為至少兩個(gè)。本裝置所用的蒸發(fā)室為三個(gè)，裂解室為6個(gè)。平時(shí)三個(gè)小蒸發(fā)室都不積存醇液體，因此，不存在液面控制問題，只用一個(gè)恒轉(zhuǎn)速、恒壓力的泵供醇，在三個(gè)蒸發(fā)室的入口處裝有三個(gè)電磁閥，分別控制三個(gè)蒸發(fā)室的進(jìn)醇量，并在三個(gè)電磁閥后面分別裝有固定的節(jié)流孔，或者在蒸發(fā)室的入口處裝有電噴車的噴油嘴，使進(jìn)入蒸發(fā)室的醇全部蒸發(fā)為醇蒸汽。在蒸發(fā)室與過熱室、過熱室與裂解室之間裝有隔板，裂解室外形為扁長方體，裂解室部分(區(qū)域)也裝有隔板，使熱尾氣繞行于每個(gè)裂解室之間。過熱室、蒸發(fā)室放置在一個(gè)箱體內(nèi)，裂解室放置在另一個(gè)箱體內(nèi)。過熱室用傳熱性能很好的銅管繞成兩個(gè)直徑不大的同心圓串聯(lián)而成，并置于蒸發(fā)室與裂解室之間。裂解室通過連通管連接，裂解室進(jìn)、出口分別連接醇蒸汽總輸出管和富氫氣輸出總管，富氫氣輸出總管連接有電磁閥，電磁閥操作由電腦控制，并且泵、儀表板等也可以由電腦控制。裂解室部分也裝有隔板冷凝裝置是將冷凝銅管置于醇箱內(nèi)。本裝置還增加了一個(gè)副油箱，副油箱設(shè)置了射流原件。本實(shí)用新型的三個(gè)蒸發(fā)室的設(shè)計(jì)，能供汽車低速時(shí)、中速時(shí)和高速時(shí)使用，通過裂解室產(chǎn)生的富氫氣大大增加。這種結(jié)構(gòu)使控制醇蒸汽量，或者說控制富氫氣量變得非常簡單和方便(即控制3個(gè)電磁閥的"1"開和"0"關(guān))，控制三個(gè)電磁閥的開和關(guān)即可。另外，也可以用電噴車的電控噴嘴代替電磁閥和節(jié)流孔，只要通電打開電噴嘴，就可把醇噴入蒸發(fā)室，通電時(shí)間越長，噴入的醇量越多，可以通過電腦控制噴嘴的通電時(shí)間，來控制醇蒸汽量(也即富氫氣量)。本實(shí)用新型的裂解室由2個(gè)以上組成，可多個(gè)裂解室串聯(lián)或者并聯(lián)。隔板使熱尾氣繞裂解器像迷宮一樣通過，使裂解器的六個(gè)面都能迅速均勻加熱。本實(shí)用新型的裂解室體積很小，重量較輕，加熱非常均勻，反應(yīng)長度較大，升溫響應(yīng)速度快，填充催化劑量可成倍增加。本實(shí)用新型的過熱室用傳熱性能很好的銅管繞成兩個(gè)直徑不大的同心圓串聯(lián)而成。其作用是再將從蒸發(fā)室出來的醇蒸汽加熱，(即呈過熱狀態(tài))，以提高醇蒸汽的溫度和壓力，使其進(jìn)入裂解室的效果更好。本實(shí)用新型將過熱室、蒸發(fā)室放置在一個(gè)箱體內(nèi)，裂解室放置在另一個(gè)箱體內(nèi)，用一個(gè)閥門來控制熱尾氣的進(jìn)入。工作時(shí)，裂解室、過熱室、蒸發(fā)室都同時(shí)在熱尾氣中工作，溫度過高時(shí)，打開旁路電磁閥，使溫度降低，避免燒壞催化劑，而把熱尾氣引到另一通道(旁路)直接排放。由于只需對催化劑的溫度進(jìn)行控制，過熱室和蒸發(fā)室的溫度高低并無影響，不需專門控制，這樣簡化了控制裝置。本實(shí)用新型增加了一個(gè)副油箱，這樣可以分別用三種燃料工作，一是只用汽油工作，二是用汽油滲富氫氣工作，三是完全用富氫氣工作。并且富氫氣不會(huì)進(jìn)入大油箱，汽油也不會(huì)進(jìn)入裂解室，非常安全。副油箱還設(shè)置了射流原件，使汽油和富氫氣能充分混合，或者使富氫氣與空氣充分混合后進(jìn)入汽車氣缸。以上三種工作的轉(zhuǎn)換及控制可用電腦控制。本實(shí)用新型醇箱可作為冷凝器，從裂解器出來的高溫富氫氣通過彈簧狀的過熱器與醇液體進(jìn)行熱交換。一是把醇液體預(yù)熱，可以減少醇在蒸發(fā)時(shí)所需溫度，另一方面把富氫氣冷卻，增加富氫氣的密度。本實(shí)用新型全部用單片機(jī)(電腦)控制。對于電噴車來說原來就有一個(gè)單片機(jī)，再增加一個(gè)單片機(jī)對裂解室、蒸發(fā)室及三種燃料的轉(zhuǎn)換等迸行控制。只要對原有的電腦稍加調(diào)整與新裝的電腦進(jìn)行調(diào)整配合即可工作。圖1是本實(shí)用新型的蒸發(fā)室、過熱室、裂解室的結(jié)構(gòu)示意圖(主視)；圖2是本實(shí)用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖(相對于圖1的俯視圖)；圖3是本實(shí)用新型的副油箱部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的電腦控制示意圖；圖5是本實(shí)用新型的過熱器(銅管)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的側(cè)視圖。圖中，l一進(jìn)氣口法蘭，2—進(jìn)氣口，3—隔板，4一蒸發(fā)室，5—保溫層，6—隔板，7—過熱室，8—隔板，9一保溫層保護(hù)圈，10—保溫層，11—熱電偶，12—出氣口，13—電磁閥，14—進(jìn)醇管，15—隔板，16—富氫輸出總管，17—電磁閥，18—旁路電磁閥，19一保溫層，20—裂解室，21—進(jìn)醇調(diào)壓閥，22—醇泵，23—冷凝銅管，24—旁路管道，25—儲(chǔ)氣筒，26—三通電磁閥，27—噴油嘴，28—三通電磁閥，29—原進(jìn)油管，30—副油箱加油管，31_隔氫氣室，32—進(jìn)油射流原件，33—進(jìn)油調(diào)壓閥，34—富氫氣射流原件，35—電磁閥，36—副油箱，37—富氫空氣混合輸出管，38—富氫氣鼓泡管，39—副油箱油泵，40—連通管，41一催化劑，42—醇蒸汽總輸出管，43—過熱銅管，44一醇蒸汽總輸出管，45—節(jié)流孔，46—副油箱加油泵，47—副油箱油面探測棒，48—電腦裝置，49一儀表板，50—原車油泵，51—原車油路調(diào)壓閥，52—副油箱加油管路調(diào)壓閥，53—針形閥，54—單向閥，55—單向閥，56_醇箱，57—針形閥，58—原汽油箱，59—浮子，60—工作指示燈，61—工作開關(guān)。具體實(shí)施方式如圖l所示，本實(shí)用新型的車用醇類制氫裝置分為三個(gè)蒸發(fā)室4，六個(gè)裂解室20。平時(shí)三個(gè)小蒸發(fā)室都不積存醇液體，因此，不存在液面控制問題，只用一個(gè)恒轉(zhuǎn)速、恒壓力的泵供醇，在三個(gè)蒸發(fā)室的入口處裝有三個(gè)電磁閥13，分別控制三個(gè)蒸發(fā)室的進(jìn)醇量，并在三個(gè)電磁閥后面分別裝有固定的節(jié)流孔45，使進(jìn)入蒸發(fā)室的醇全部蒸發(fā)為醇蒸汽。如果泵啟動(dòng)后，三個(gè)電磁閥不通電打開，醇可由調(diào)壓閥回流，此時(shí)三個(gè)蒸發(fā)室內(nèi)都沒有醇蒸汽，自然在裂解室內(nèi)也不產(chǎn)生富氫氣。當(dāng)打開第一個(gè)電磁閥后，醇只進(jìn)入第一蒸發(fā)室a，而且全部被蒸發(fā)，只產(chǎn)生一定量醇蒸汽，進(jìn)入裂解室產(chǎn)生一定量的富氫氣(供汽車低速時(shí)使用)。當(dāng)打開第二個(gè)電磁閥時(shí)，醇進(jìn)入第二個(gè)蒸發(fā)室b，而且全部被蒸發(fā)，又產(chǎn)生一定量的醇蒸汽，進(jìn)入裂解室后，也產(chǎn)生一定量的富氫氣，如果第一個(gè)蒸發(fā)室a可產(chǎn)生的醇蒸汽量假設(shè)為l，那么再打開第二個(gè)電磁閥時(shí)，總出口處的醇蒸發(fā)量為1+1=2,醇蒸汽總量的增加，所產(chǎn)生的富氫氣也增加，供汽車中速時(shí)使用，再打開第三個(gè)電磁閥時(shí)，醇進(jìn)入第三個(gè)蒸發(fā)室c，又產(chǎn)生一定量的醇蒸汽(醇全部被蒸發(fā))，此時(shí)全部出口處醇蒸汽量為1+1+1=3，通過裂解室產(chǎn)生的富氫氣大大增加，可供汽車高速時(shí)使用，這種結(jié)構(gòu)控制醇蒸汽量，或者說控制富氫氣量變得非常簡單和方便(即控制3個(gè)電磁閥的"1"開和"0"關(guān))，控制三個(gè)電磁閥的開和關(guān)即可。另外，也可以用電噴車的電控噴嘴代替電磁閥和節(jié)流孔，只要通電打開電噴嘴，就可把醇噴入蒸發(fā)室，通電時(shí)間越長，噴入的醇量越多，可以通過電腦控制噴嘴的通電時(shí)間，來控制醇蒸汽量(也即富氫氣量)。以上三種工作的轉(zhuǎn)換及控制可用電腦控制。過熱室7用傳熱性能很好的銅管繞成兩個(gè)直徑不大的同心圓串聯(lián)而成(如圖5和圖6所示)，并置于蒸發(fā)室與裂解室之間。其作用是再將從蒸發(fā)室出來的醇蒸汽加熱(即呈過熱狀態(tài))。裂解室20外形為扁長方體，六個(gè)裂解室由連通管40連通，裂解室進(jìn)、出口分別連接醇蒸汽總輸出管42和富氫氣輸出總管16，16連接有電磁閥17，16連接冷凝銅管23，將冷凝銅23管置于醇箱56內(nèi)，23再與儲(chǔ)氣筒25連接。過熱室、蒸發(fā)室放置在一個(gè)箱體內(nèi)，裂解室放置在另一個(gè)箱體內(nèi)，用一個(gè)閥門來控制熱尾氣的全部或部分進(jìn)入。過熱室兩邊裝有隔板6和8，裂解室區(qū)域內(nèi)也裝有隔板15。工作時(shí)，裂解室、過熱室、蒸發(fā)室都同時(shí)在熱尾氣中工作，電磁閥18可控制溫度的高低，避免燒壞催化劑，而把熱尾氣引到另一通道(旁路)直接排放。如圖3所示，本裝置增加了一個(gè)副油箱36，這樣可以分別用三種燃料工作，一是只用汽油工作，二是用汽油滲富氫氣工作，三是完全用富氫氣工作。副油箱還設(shè)置了射流原件32和34，32兩端分別連接油泵39和三通電磁閥28，28連接噴油嘴27，富氫鼓泡管38通過三通電磁閥26與儲(chǔ)氣筒25連接，25連接電磁閥17，電腦控制電磁閥。工作時(shí)，先接通控制儀表電源(有指示燈顯示見圖4)，然后接通汽車電源。先用全汽油的方式(按下紅色按鈕)，紅色指示燈亮，表示已進(jìn)入第一種工作程序(見表1)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，尾氣管即有熱氣排出，給蒸發(fā)室、過熱室、裂解室加熱。當(dāng)裂解室溫度達(dá)到催化劑最低工作溫度時(shí)，指示燈亮，表示可以使用富氫氣了。只要打開蒸發(fā)室的電磁閥，很快就有富氫氣產(chǎn)出，這時(shí)可根據(jù)需要按下任何一個(gè)按鈕，如按下綠色按鈕，綠色燈亮，表示進(jìn)入第二個(gè)工作程序(見表l)，此時(shí)富氫氣由富氫鼓泡管38進(jìn)入副油箱，用鼓泡攪拌，使富氫氣與油混合，油泵39開動(dòng)，經(jīng)過射流元件32再度使富氫氣、汽油、空氣混合，經(jīng)噴嘴27噴入汽車汽缸內(nèi)燃燒。若按下黃色按鈕，黃燈亮，表示進(jìn)入第三個(gè)工作程序(見表1)，此時(shí)富氫氣經(jīng)過射流元件34與空氣混合，從節(jié)氣門用負(fù)壓抽入至岐?dú)夤芑蚣又羾娪妥爝M(jìn)入氣缸燃燒。副油箱內(nèi)的汽油，由主油箱用泵46供給，泵的開動(dòng)與停止，由液面探測棒47通過電腦控制，或者用浮子57自動(dòng)控制。以上三種工作狀態(tài)均用按鈕進(jìn)行控制，操作簡單、方便。表l:<table>compelxtableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種車用醇類制氫裝置，包括蒸發(fā)室、過熱室、裂解室，與裂解室進(jìn)、出口連接的醇蒸汽總輸出管和富氫氣輸出總管，冷凝裝置，其特征在于蒸發(fā)室為至少兩個(gè)，裂解室為至少兩個(gè)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)室為三個(gè)，裂解室為6個(gè)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于在三個(gè)蒸發(fā)室的入口處裝有三個(gè)電磁閥，電磁閥后面設(shè)有節(jié)流孔；或者在蒸發(fā)室的入口處裝有電噴車的噴油嘴。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于在蒸發(fā)室與過熱室、過熱室與裂解室之間裝有隔板，裂解室部分也裝有隔板。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于裂解室外形為偏長方體，裂解室之間通過連通管連接。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于過熱室用傳熱性能很好的銅管繞成兩個(gè)直徑不大的同心圓串聯(lián)而成，并置于蒸發(fā)室與裂解室之間。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于過熱室、蒸發(fā)室放置在一個(gè)箱體內(nèi)，裂解室放置在另一個(gè)箱體內(nèi)。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于富氫氣輸出總管連接有電磁閥，電磁閥連接控制電腦。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于冷凝裝置是將冷凝銅管置于醇箱內(nèi)。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用醇類制氫裝置，其特征在于本裝置增加了一個(gè)副油箱，副油箱上設(shè)置了射流原件。專利摘要本實(shí)用新型是一種車用醇類制氫裝置。包括蒸發(fā)室、過熱室、裂解室，與裂解室進(jìn)、出口連接的醇蒸汽總輸出管和富氫氣輸出總管，冷凝裝置，其特征在于蒸發(fā)室為至少兩個(gè)，裂解室為至少兩個(gè)。本實(shí)用新型的裂解室體積很小，重量較輕，加熱非常均勻，反應(yīng)長度較大，升溫響應(yīng)速度快，填充催化劑量可成倍增加，裂解室的效果更好。裂解室產(chǎn)生的富氫氣大大增加，提高工作效率。本實(shí)用新型只需對催化劑的溫度進(jìn)行控制，簡化了控制裝置。本實(shí)用新型的裝置控制醇蒸汽量或富氫氣量非常簡單和方便。文檔編號C01B3/22GK201071301SQ20072010459公開日2008年6月11日申請日期2007年4月30日優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日發(fā)明者張世華,曾立敏,李詠激申請人:曾立敏;鄭宣明;游啟全