專利名稱：等離子體排氣重整汽油制氫裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含氫混合氣中分離氫的裝置和系統(tǒng)，進(jìn)一步涉及一種等離子體排氣重整汽油制氫裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
提高車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性與降低排放是目前社會(huì)所面臨的兩個(gè)重要課題，以往研究表明，如果采用氫氣等輔助發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃極限，使發(fā)動(dòng)機(jī)在超過(guò)汽油可燃極限的空燃比下仍然能夠穩(wěn)定工作，發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放水平非常低，然而這種技術(shù)的推廣卻受到車(chē)載氫源的限制。因此，急需一種車(chē)載的等離子體排氣重整汽油制氫裝置及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的水蒸氣與汽油在等離子體作用下反應(yīng)的制氫裝置和系統(tǒng)。

制氫方式也多種多樣，目前比較成熟的方法主要有以下3種蒸氣重整(SR，Steam Reforming)，部分氧化重整(POX，Partial Oxidation),自熱重整(ATR，Auto-Thermal Reforming)。部分氧化CnHm+0.5n02- — nC0+0. 5mH2放熱反應(yīng)蒸氣重整CnHm+nH20-— nCO+ (n+0. 5m) H2 吸熱反應(yīng)自熱重整CnHm+aH20+0. 5 (n_a) O2- — nCO+ (a+0. 5m) H2本發(fā)明提出了一種借助冷等離子體，利用稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧氣和水蒸氣對(duì)燃油進(jìn)行部分氧化和蒸汽重整的方法(為了敘述方便，在本文的研究中常簡(jiǎn)稱以等離子體排氣重整PFEGR :Plasma Fuel Exhaust Gas Reforming，或者排氣重整)以提高重整系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率；并利用重整產(chǎn)生的富氫氣體擴(kuò)大汽油機(jī)稀薄燃燒的燃燒極限，以在提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上達(dá)到較低水平的NOx排放。等離子體排氣重整汽油制氫裝置，其特征在于，包括圓筒形第一電極，與第一電極共軸、內(nèi)徑相同且在軸向上存在間隙的圓筒形第二電極，位于第一電極內(nèi)軸心處的汽油噴油器，包覆在第一電極與第二電極間隙處的電極包覆環(huán)，包覆環(huán)與電極之間通過(guò)磁環(huán)絕緣，包覆環(huán)上至少有一個(gè)氣孔，該氣孔與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口相連，位于第二電極端面的第二端蓋，第二端蓋上包括一個(gè)與第二電極內(nèi)腔連通的重整后氣體出口。作為優(yōu)選方案，所述噴油器位于噴油器座內(nèi)，噴油器座嵌套在進(jìn)油支架座內(nèi)，進(jìn)油支架座套在第一電極內(nèi)。所述包覆環(huán)上的氣孔的中心線垂直于第一電極、第二電極的軸線， 且與第一電極、第二電極的軸線不相交；所述包覆環(huán)上的氣孔的中心線偏離氣孔與第一電極、第二電極的軸線最短連線25度；所述包覆環(huán)上的氣孔數(shù)量至少為2，均勻分布。與第一電極和第二電極相連的電源，電源參數(shù)為輸出頻率5_25kHz，可調(diào)；輸出電壓0 20kV，可調(diào)；最大功率lkW。所述電源包括交流低壓調(diào)壓器、整流電路，220V交流電經(jīng)過(guò)交流調(diào)壓器和整流電路后，轉(zhuǎn)化成為O 300V連續(xù)可變的直流電；半橋高頻逆變電路、經(jīng)過(guò)半橋高頻逆變電路后逆變?yōu)楦哳l的交流；高頻高壓變壓器，變壓器初次級(jí)線圈比例為100 1 ；與控制電路。

包括上述等離子氣體重整汽油制氫裝置的等離子氣體重整汽油制氫系統(tǒng)，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣穩(wěn)壓腔，該穩(wěn)壓腔有1個(gè)輸入口，1個(gè)輸出口，輸入口分別于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，輸出口與等離子體排氣重整汽油制氫裝置的包覆環(huán)上的氣孔連通。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于(一)從圖3可以看出隨著發(fā)動(dòng)機(jī)采用重整比例的增加，稀燃極限逐漸增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的稀燃極限在24左右，而當(dāng)有20%燃油參加重整后，稀燃極限達(dá)到了 28. 3。當(dāng)最大重整比例< 30%時(shí)，稀燃極限增大的程度與重整比例成正比，重整比例每增加10%，稀燃極限增大約2個(gè)空燃比單位。(二)從圖4、5可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃極限隨著燃料重整比例的增大而增大，但是稀燃極限增大的程度隨著隨著轉(zhuǎn)速的升高和負(fù)荷的增大而有所減小，發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃極限的總體趨勢(shì)變得平順，受轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的影響程度逐漸減小。這是由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低和負(fù)荷較小時(shí)，同樣節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)缸內(nèi)殘留廢氣比例較大。隨著重整比例的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)在較大的空燃比下工作時(shí)，為保證同樣的功率輸出需要開(kāi)大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，從而內(nèi)部殘留廢氣的量也逐漸減少，同時(shí)加上重整氣體對(duì)汽油燃燒速度的影響，因而使得發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷時(shí)的稀薄燃燒極限有較大的提高。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，當(dāng)量比工作時(shí)殘留廢氣余量本身就比較少，燃油重整對(duì)稀燃極限的影響主要來(lái)自重整氣體對(duì)汽油燃燒的作用，因此稀薄燃燒極限增大的程度有所降低。以上因素也縮小了不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷稀燃極限之間的差距， 轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)稀燃極限的影響程度也逐漸減小。(三)對(duì)照?qǐng)D6，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用重整時(shí)，在較小的空燃比下，重整后的油耗數(shù)值往往要高于原發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值，并且重整比例越高，油耗增加的越多。比較當(dāng)量比工況燃燒時(shí)重整比例分別為0和20%的數(shù)據(jù)，BSFC分別為350g/kWh、364g/kWh，后者油耗增加了約4%。隨著空燃比的繼續(xù)增大，尤其當(dāng)空燃比超過(guò)未采用重整時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)最經(jīng)濟(jì)空燃比數(shù)值后，重整后的BSFC逐漸接近甚至低于無(wú)重整的BSFC數(shù)值，發(fā)動(dòng)機(jī)在3000轉(zhuǎn)、0. 3Mpa工況時(shí)重整比例為0 %、10 %、20 %、30 %時(shí)最低BSFC分別為300、293、294. 6、293g/kffh，與發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)量比時(shí)的油耗350g/kWh相比，經(jīng)濟(jì)性分別提高了 14. 3%U6. 3%、15. 8%、16. 3%，可見(jiàn)當(dāng)對(duì)燃油重整后，雖然重整會(huì)損失一部分燃料的熱值，但是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱效率仍有較大程度的提高，達(dá)到甚至超過(guò)了發(fā)動(dòng)機(jī)燃料未經(jīng)過(guò)重整時(shí)稀薄燃燒所能夠達(dá)到的經(jīng)濟(jì)性水平。在達(dá)到稀燃極限附近時(shí)比油耗迅速增加，但是相比當(dāng)量比燃燒時(shí)仍然有10-12%的降低。(三)從圖7-9中可以看出，燃料重整比例對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)三種排放物與空燃比關(guān)系的趨勢(shì)影響不大，HC和CO都保持先降低再升高的趨勢(shì)，而NOx排放呈先高后低的趨勢(shì)。隨著重整比例的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃極限也逐漸增大，對(duì)圖中標(biāo)有☆的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)如果將發(fā)動(dòng)機(jī)保持在相應(yīng)的稀燃極限附近，則隨著重整比例的增大，HC排放和CO排放有所升高， NOx排放逐漸降低。比較稀燃極限處排放與當(dāng)量比處排放數(shù)值，可以看出稀燃極限處HC排放要高于當(dāng)量比時(shí)的排放值，以重整比例20%為例，當(dāng)量比燃燒時(shí)HC排放為400ppm，稀燃極限處HC排放為500ppm，升高的幅度達(dá)25%。CO排放雖然在稀燃極限附近又有升高的趨勢(shì)，但是最多只增大到與當(dāng)量比處數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)某潭?。在稀燃極限處NOx排放與發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)量比工作時(shí)相比有相當(dāng)程度的降低，重整比例為0、10%、20%、30%時(shí)，稀燃極限處所對(duì)應(yīng)排放數(shù)值分別為382ppm、205ppm、97ppm、38ppm，與當(dāng)量比處的2300ppm相比，降低的幅度分別為 83%,91%,95. 8%,98. 3%0


圖1是實(shí)施例中等離子體排氣重整汽油制氫裝置示意圖，1代表第一電極，2代表第二電極，3代表汽油噴油器，4代表包覆環(huán)，5代表磁環(huán)，6代表進(jìn)油支架座，7代表第一端蓋，8 代表第二端蓋，9代表噴油器座，10代表汽油入口，11代表重整后氣體出口，12代表連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的管道。圖2是沿圖1中A-A方向剖面圖，13代表包覆環(huán)上的氣孔。圖3給所示為發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速3000r/min、平均有效壓力0. 3Mpa工況下不同重整比例對(duì)于燃燒循環(huán)變動(dòng)的影響；橫坐標(biāo)代表空燃比，縱坐標(biāo)代表燃油循環(huán)變動(dòng)；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖4是稀燃極限隨負(fù)荷的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min ；橫坐標(biāo)代表平均有效壓力，單位為兆帕，縱坐標(biāo)代表稀燃極限；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖5是稀燃極限隨轉(zhuǎn)速的變化，平均有效壓力0. 3Mpa ；橫坐標(biāo)代表轉(zhuǎn)速，單位轉(zhuǎn) /分鐘，縱坐標(biāo)代表稀燃極限；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖6是發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速3000r/min、平均有效壓力0. 3Mpa工況下整體燃油比消耗隨空燃比的變化曲線；橫坐標(biāo)代表空燃比，縱坐標(biāo)代表比油耗，單位克/千瓦時(shí)；圖中標(biāo)☆的數(shù)據(jù)點(diǎn)為各種重整比例稀燃極限處所對(duì)應(yīng)的油耗數(shù)據(jù)，〇所標(biāo)注位置為不同重整比例情況下發(fā)動(dòng)機(jī)所對(duì)應(yīng)的最低油耗點(diǎn)；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲ 代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖7是發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速3000r/min、平均有效壓力0. 3Mpa工況下，在不同重整比例下的碳?xì)渑欧烹S空燃比的變化關(guān)系；橫坐標(biāo)代表空燃比，縱坐標(biāo)代表碳?xì)渑欧排龋瑔挝?PPm ；每個(gè)工況的數(shù)據(jù)都在最佳點(diǎn)火提前角下得到；圖中標(biāo)☆處為稀燃極限所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，標(biāo) 〇處為燃油經(jīng)濟(jì)性最高點(diǎn)；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲代表 20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖8是發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速3000r/min、平均有效壓力0. 3Mpa工況下，不同重整比例下的氮氧化物排放隨空燃比的變化關(guān)系；橫坐標(biāo)代表空燃比，縱坐標(biāo)代表氮氧化物排放濃度， 單位ppm ；每個(gè)工況的數(shù)據(jù)都在最佳點(diǎn)火提前角下得到，圖中標(biāo)☆處為稀燃極限所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，標(biāo)〇處為燃油經(jīng)濟(jì)性最高點(diǎn)；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)， 代表10%燃油參加重整，▲ 代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖9是發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速3000r/min、平均有效壓力0. 3Mpa工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同重整比例下的一氧化碳排放隨空燃比的變化關(guān)系；橫坐標(biāo)代表空燃比，縱坐標(biāo)代表一氧化碳排放濃度，單位ppm;每個(gè)工況的數(shù)據(jù)都在最佳點(diǎn)火提前角下得到，圖中標(biāo)☆處為稀燃極限所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，標(biāo)〇處為燃油經(jīng)濟(jì)性最高點(diǎn)；■代表傳統(tǒng)稀薄燃燒狀態(tài)，眷代表10%燃油參加重整，▲代表20%燃油參加重整，▼代表30%燃油參加重整。圖10實(shí)施例裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)示意圖；101代表發(fā)動(dòng)機(jī)，102代表汽油箱，103代表穩(wěn)壓腔，104代表等離子體排氣重整汽油制氫裝置，105代表排氣管。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例等離子體排氣重整汽油制氫裝置，包括圓筒形第一電極1，與第一電極共軸、內(nèi)徑相同且在軸向上存在間隙的圓筒形第二電極2，位于第一電極內(nèi)軸心處的汽油噴油器3， 包覆在第一電極與第二電極間隙處的電極包覆環(huán)4，包覆環(huán)與電極之間通過(guò)磁環(huán)5絕緣，包覆環(huán)上至少有一個(gè)氣孔，該氣孔與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口相連，位于第二電極端面的第二端蓋8，第二端蓋上包括一個(gè)與第二電極內(nèi)腔連通的重整后氣體出口 11。所述噴油器位于噴油器座內(nèi)，噴油器座嵌套在進(jìn)油支架座6內(nèi)，第一端蓋7壓在噴油器座之上；進(jìn)油支架座套在第一電極內(nèi)。所述包覆環(huán)上的氣孔13a、13b、13C、13d、13e、 13f的中心線垂直于第一電極、第二電極的軸線，且與第一電極、第二電極的軸線不相交； 所述包覆環(huán)上的氣孔的中心線偏離氣孔與第一電極、第二電極的軸線最短連線25度；所述包覆環(huán)上的氣孔數(shù)量為6，均勻分布。與第一電極和第二電極相連的電源，電源參數(shù)為輸出頻率5_25kHz，可調(diào)；輸出電壓0 20kV，可調(diào)；最大功率lkW。所述電源包括交流低壓調(diào)壓器、整流電路，220V交流電經(jīng)過(guò)交流調(diào)壓器和整流電路后，轉(zhuǎn)化成為0 300V連續(xù)可變的直流電；半橋高頻逆變電路、經(jīng)過(guò)半橋高頻逆變電路后逆變?yōu)楦哳l的交流；高頻高壓變壓器，變壓器初次級(jí)線圈比例為100 1 ；與控制電路。包括上述等離子氣體重整汽油制氫裝置的等離子氣體重整汽油制氫系統(tǒng)，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣穩(wěn)壓腔103，該穩(wěn)壓腔有1個(gè)輸入口和1個(gè)輸出口，輸入口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管 105相連，輸出口與等離子體排氣重整汽油制氫裝置104的包覆環(huán)上的氣孔13a、13b、13c、 13d、13e、13f連通；重整后的氣體通過(guò)重整后氣體出口 11輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口 ；對(duì)尾氣進(jìn)入等離子體排氣重整汽油制氫裝置前的溫控裝置，將尾氣溫度控制在100-464攝氏溫度之間；位于等離子體排氣重整汽油制氫裝置重整氣體排出口附近的后反應(yīng)區(qū)，在后反應(yīng)區(qū)中填充了一些鎳棒或者瓷粒，避免高速氣流直接與反應(yīng)出口直通，同時(shí)可以起到一定的催化作用，后反應(yīng)區(qū)外包覆保溫層。發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒時(shí)，排氣中含有大量的氧氣，而且發(fā)動(dòng)機(jī)排氣具有較高的溫度，如果將燃油直接噴入富氧的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中，當(dāng)排氣溫度超過(guò)汽油的自燃溫度時(shí)，則勢(shì)必會(huì)引發(fā)汽油在氣體管路中的直接燃燒反應(yīng)，影響重整系統(tǒng)的效率。同時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)行重整，是需要使用排氣中的水蒸氣成分進(jìn)行蒸汽重整反應(yīng)，如果溫度過(guò)低又會(huì)引起水蒸氣的凝結(jié)而導(dǎo)致重整反應(yīng)，影響重整反應(yīng)的效果。因此，在油氣混合之前，氣體的溫度不能超過(guò)汽油的自燃溫度，而在進(jìn)入等離子體區(qū)域之前溫度不能低于水蒸氣的凝結(jié)溫度(iocrc )。 汽油在常壓下的最低自燃溫度為464°C (燃油自燃溫度隨著給定反應(yīng)物的配比及其所處的環(huán)境條件而改變，當(dāng)可燃混合氣壓力升高時(shí)自燃溫度降低)，因此要將油氣混合處溫度控制在464°C以下。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中將穩(wěn)壓腔103不是直接放于排氣管(指原機(jī)所帶的鑄鐵排氣歧管)后，而是距離排氣管Im左右的距離，利用該段管道進(jìn)行散熱，并且在外部設(shè)計(jì)了一個(gè)換熱器裝置以進(jìn)一步對(duì)排氣進(jìn)行加熱、冷卻。通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)得知，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作一段時(shí)間后，即使不用穩(wěn)壓腔外部換熱器情況下，穩(wěn)壓腔103處溫度就能基本控制在170 400°C范圍內(nèi)，氣體管道中沒(méi)有發(fā)生燃燒反應(yīng)，也沒(méi)有冷凝態(tài)的水出現(xiàn)。
排氣與燃油進(jìn)入等離子體排氣重整汽油制氫裝置104后，在高壓電源作用下，生成等離子體，產(chǎn)生大量的活性粒子，促進(jìn)了燃油與排氣中氧氣以及水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)。重整反應(yīng)中伴隨著燃油中能量的轉(zhuǎn)移，部分氧化重整釋放一定的熱量，蒸汽重整則會(huì)吸收一定的熱量。重整在溫度較高時(shí)能夠達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，并且溫度較高時(shí)重整不會(huì)有固態(tài)炭析出，而氣體在進(jìn)入等離子體區(qū)域之前溫度< 400°C，為了保證重整反應(yīng)進(jìn)行的徹底，應(yīng)該使系統(tǒng)處于放熱狀態(tài)，依靠部分氧化重整放出的熱量提高自身的溫度。由于氣體流速很快 (0 30m/s)，反應(yīng)物在等離子體區(qū)域時(shí)間很短，重整反應(yīng)所放出的大量熱量被帶到等離子體區(qū)下游，因此在等離子體區(qū)域后側(cè)設(shè)計(jì)了一段后反應(yīng)區(qū)，并在后反應(yīng)區(qū)中填充了一些鎳棒或者瓷粒，一是避免高速氣流直接與反應(yīng)出口直通，二是可以起到一定的催化作用。后反應(yīng)區(qū)外側(cè)用陶瓷布等材料進(jìn)行隔熱處理，以減少系統(tǒng)對(duì)外的散熱，保證重整反應(yīng)的充分進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.等離子體排氣重整汽油制氫裝置，其特征在于，包括圓筒形第一電極，與第一電極共軸、內(nèi)徑相同且在軸向上存在間隙的圓筒形第二電極，位于第一電極內(nèi)軸心處的汽油噴油器，包覆在第一電極與第二電極間隙處的電極包覆環(huán)，包覆環(huán)與電極之間通過(guò)磁環(huán)絕緣， 包覆環(huán)上至少有一個(gè)氣孔，該氣孔與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口相連，位于第二電極端面的第二端蓋，第二端蓋上包括一個(gè)與第二電極內(nèi)腔連通的重整后氣體出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述噴油器的噴油頻率為700Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述噴油器位于噴油器座內(nèi)，噴油器座嵌套在進(jìn)油支架座內(nèi)，進(jìn)油支架座套在第一電極內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述包覆環(huán)上的氣孔的中心線垂直于第一電極、第二電極的軸線，且與第一電極、第二電極的軸線不相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述包覆環(huán)上的氣孔的中心線偏離氣孔與第一電極、第二電極的軸線最短連線25度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述包覆環(huán)上的氣孔數(shù)量至少為2，均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一項(xiàng)所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，還包括與第一電極和第二電極相連的電源，電源參數(shù)為輸出頻率5-25kHz，可調(diào)；輸出電壓 0 20kV，可調(diào)；最大功率lkW。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述等離子氣體重整汽油制氫裝置，其特征在于，所述電源包括交流低壓調(diào)壓器、整流電路，220V交流電經(jīng)過(guò)交流調(diào)壓器和整流電路后，轉(zhuǎn)化成為0 300V連續(xù)可變的直流電；半橋高頻逆變電路、經(jīng)過(guò)半橋高頻逆變電路后逆變?yōu)楦哳l的交流；高頻高壓變壓器，變壓器初次級(jí)線圈比例為100 1;與控制電路。
9.包括權(quán)利要求1的等離子氣體重整汽油制氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣穩(wěn)壓腔，該穩(wěn)壓腔有1個(gè)輸入口和1個(gè)輸出口，輸入口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，輸出口與等離子體排氣重整汽油制氫裝置的包覆環(huán)上的氣孔連通；重整后的氣體通過(guò)等出口輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述等離子氣體重整汽油制氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括對(duì)尾氣進(jìn)入等離子體排氣重整汽油制氫裝置前的溫控裝置，將尾氣溫度控制在100-464攝氏溫度之間；位于等離子體排氣重整汽油制氫裝置重整氣體排出口附近的后反應(yīng)區(qū)，在后反應(yīng)區(qū)中填充了一些鎳棒或者瓷粒，避免高速氣流直接與反應(yīng)出口直通，同時(shí)可以起到一定的催化作用，后反應(yīng)區(qū)外包覆保溫層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子體排氣重整汽油制氫裝置及系統(tǒng)。包括圓筒形第一電極，與第一電極共軸、內(nèi)徑相同且在軸向上存在間隙的圓筒形第二電極，位于第一電極內(nèi)軸心處的汽油噴油器，包覆在第一電極與第二電極間隙處的電極包覆環(huán)，包覆環(huán)與電極之間通過(guò)磁環(huán)絕緣，包覆環(huán)上至少有1個(gè)氣孔，該氣孔與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口相連，位于第二電極端面的第二端蓋，第二端蓋上包括一個(gè)與第二電極內(nèi)腔連通的重整后氣體出口。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以增大稀燃極限，發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃極限的總體趨勢(shì)變得平順。
文檔編號(hào)F02M27/04GK102352802SQ20111034357
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者于吉超, 張偉玉, 李萬(wàn)眾, 王莉, 裴毅強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津農(nóng)學(xué)院