專利名稱：一種能把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在工程機械設(shè)備中，利用工程機械內(nèi)燃機排出廢氣的被浪費的熱能，能把甲醇或乙醇完全裂解和/或重整成清潔能源醇?xì)涞姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
醇?xì)涫且环N可再生的、不污染環(huán)境的、熱值和爆炸力都比汽油、柴油大的、價格少于汽油、柴油價的三分之一的新能源。可代替汽油、柴油用于內(nèi)燃機做燃料，也可用于工業(yè)和民用。但現(xiàn)有技術(shù)不能把醇完全裂解成醇?xì)?，未裂解的醇蒸汽會腐蝕內(nèi)燃機的汽缸，造成該技術(shù)不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在“一種把醇裂解成醇?xì)渥鋈剂系南到y(tǒng)”內(nèi)使用的能把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?。本發(fā)明所述的能把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?，是利用原有的工程機械設(shè)備的熱廢氣將醇完全裂解成醇?xì)?，供給內(nèi)燃機做燃料，在調(diào)溫裂解器中，熱廢氣直通，而醇蒸汽迂回曲折，其流動方向與熱廢氣的流動方向垂直，醇蒸汽從進(jìn)入裂解器催化劑的頭到醇?xì)錃怆x開裂解器催化劑的尾，催化劑都處于同一加熱溫度面上。在所述的裂解器的前、后、左、右的催化劑內(nèi)的四個角上分別裝上測溫儀，在顯示屏上顯示溫度，移動調(diào)溫板，可以調(diào)整4個溫度都在裂解溫度范圍內(nèi)。本發(fā)明所述的把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?，具體是
1、把裂解器安排在最佳加熱溫度區(qū)，吸收最佳加熱溫度，從而使裂解器內(nèi)的全部催化劑的溫度都達(dá)到裂解溫度；
2、要在醇蒸汽達(dá)到最佳裂解溫度之后，才讓達(dá)到最佳裂解溫度的醇蒸汽進(jìn)入裂解器內(nèi)，邊吸熱邊裂解成醇?xì)洌?br> 3、能使裂解器內(nèi)的測溫儀檢測出裂解器催化劑內(nèi)的任何一處的溫度，并在顯示屏上顯示出來；
4、如果在顯示屏上看到裂解器內(nèi)某一點的溫度不是適合醇蒸汽裂解的溫度，則有辦法將其調(diào)整為適合醇蒸汽裂解的溫度，并在顯示屏上顯示出來，使裂解器內(nèi)的全部溫度都是適合醇蒸汽裂解的溫度；
5、裂解器內(nèi)的醇蒸汽裂解通道長度和催化劑數(shù)量都通過試驗，在滿足醇蒸汽邊吸熱邊完全裂解成醇?xì)涞臈l件之后，再增加一倍。


圖1是本發(fā)明的原理圖。圖2是等溫裂解器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是等溫裂解器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是等溫裂解器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是等溫裂解器的A-B-C-D-E-F剖示圖。圖6是等溫裂解器的G-H剖示圖。圖7是等溫裂解器的K向示圖。圖8是等溫裂解器的西側(cè)局部剖示圖。圖中，1-儲醇箱，2-供醇泵，3-單向閥，4-儲壓罐，5-壓力傳感器，6-電磁閥， 7-低溫醇液管，8-低溫醇?xì)錃夤埽?-壓力傳感器，10-空氣管，11-是醇?xì)溆每諝庹{(diào)節(jié)閥， 12-電磁閥，13-儲氫筒，14-高溫醇?xì)錃夤埽?5-冷卻管，16-冷卻室，17-防回火裝置， 18-穩(wěn)壓器，19-高溫醇液管，20-電磁閥，21-氫氧配比器，22-放低溫配比醇?xì)涑鋈サ拈T及管，23-廢氣導(dǎo)流閥，24-導(dǎo)入管，25-調(diào)溫裂解器，26-壓力傳感器，27-醇液開關(guān)，28-醇?xì)滢D(zhuǎn)化器，29-余溫?zé)釓U氣出氣口，30-蒸發(fā)室，31-中熱室，32-電磁閥，33-測溫儀，34-排廢氣管，35-消聲器，36-高溫醇蒸汽管，37-測溫儀，38-高熱室，39-汽車原有的內(nèi)燃機， 40-氫油混合器，41-節(jié)氣門，42-控油閥，43-化油器，44-電源總開關(guān)，45-電器，46-顯示屏，50-西南角測溫探針，51-進(jìn)醇蒸汽口，52西北角測溫探針，53-西邊調(diào)溫螺栓，54傳熱管，55-進(jìn)料口，56-料蓋，57-鎖緊螺母，58-東邊調(diào)溫螺栓，59-出醇?xì)淇冢?0-東北角測溫探針，61-東南角測溫探針，62-西面墻板，63-上隔板，64-下底板，65-下隔板，66-上蓋板， 67-東面墻板，68-東面過氣篩，70-南面多孔板，71-北面多孔板，72-調(diào)溫板，73-進(jìn)氣管， 74-底板，75-堿性溶液，76-液面，77-空腔，78-出氣管。
具體實施例方式現(xiàn)在市場上有化油器和電噴兩種類型的汽油車和柴油車，有各式各樣的工程建設(shè)機械設(shè)備，對隨車制氫而言，都是利用它們的內(nèi)燃機排放的熱廢氣加熱“一種把
醇裂解成醇?xì)渥鋈剂系南到y(tǒng)”內(nèi)的“醇?xì)滢D(zhuǎn)化裝置”，都是隨制隨用，代替汽油或柴油供給內(nèi)燃機燃燒，都是一樣的，為了討論方便，本發(fā)明只討論化油器汽油車，因為醇?xì)漕愃破汀⒉裼?、天然氣是一種燃料，本發(fā)明只討論怎樣把醇液完全裂解成醇?xì)?，而不討論醇?xì)淙绾芜M(jìn)入內(nèi)燃機燃燒以及其他問題，本發(fā)明把醇裂解成醇?xì)涞难b置見圖1，其工作原理如下
在汽車原有的內(nèi)燃機(39)的出廢氣口后面，按圖1安裝上高熱室(38)及測溫儀(37)， 緊接高熱室(38)，安裝上廢氣導(dǎo)流閥(23)及原汽車的消聲器(35)，在廢氣導(dǎo)流閥(23)的旁邊安裝裂解器(25)及測溫儀(33)、中熱室(31)及壓力傳感器(26)、蒸發(fā)室(30)及醇液開關(guān)(27)、電磁閥(32)，在汽車原有的節(jié)氣門(41)與汽車原有的化油器(43)的中間，裝上控油閥(42)，在汽車原有的內(nèi)燃機(39)與汽車原有的節(jié)氣門(41)的中間，裝上氫油混合器(40)，在混合器(40)的旁邊，安裝氫氧配比器(21)，在氫氧配比器(21)的上面安裝電磁閥(12)及醇?xì)溆每諝庹{(diào)節(jié)閥(10)，在汽車底盤或其它空閑處，按圖1安裝各個零、部件，則 “一種把醇裂解成醇?xì)渥鋈剂系南到y(tǒng)”就安裝完成了，“一種把醇裂解成醇?xì)渥鋈剂系南到y(tǒng)”主要由供醇、吸熱、裂解、摻燒、顯示、電器、確保安全等七個部分構(gòu)成，本發(fā)明是該系統(tǒng)中的一部分。醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)涞臈l件是
1、裂解器內(nèi)的全部催化劑的溫度必須都達(dá)到裂解溫度，才能讓達(dá)到裂解溫度的醇蒸汽進(jìn)入裂解器內(nèi)，邊吸熱邊裂解成醇?xì)洌?br> 2、裂解器內(nèi)的測溫儀必須能檢測出裂解器的催化劑內(nèi)的任何一處的溫度，并在顯示屏上顯示出來；
3、如果在顯示屏上看到裂解器內(nèi)某一點的溫度不是適合醇蒸汽裂解的溫度，則有辦法將其調(diào)整為適合醇蒸汽裂解的溫度，并在顯示屏上顯示出來，使裂解器內(nèi)的全部溫度都是適合醇蒸汽裂解的溫度；
4、裂解器內(nèi)的醇蒸汽裂解通道長度和催化劑數(shù)量適合醇蒸汽完全裂解成醇?xì)洹Ｏ旅嬷攸c說明怎樣滿足以上4條醇能完全裂解成醇?xì)涞臈l件。假設(shè)我們選用中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究院的銅基催化劑，該催化劑的溫度達(dá)到200°C時即可以裂解甲醇蒸汽，當(dāng)溫度超過300°C時該催化劑就會失去活性，因此，我們將該催化劑裂解甲醇蒸汽的最佳溫度規(guī)定為230°C至280°C，則設(shè)定的最佳裂解溫度的上限是280°C，設(shè)定的最佳裂解溫度的下限是230°C，
(一)用什么方法使醇蒸汽的溫度達(dá)到最佳裂解溫度
眾所周知，要把醇液裂解和/或重整成醇?xì)?，需要吸?種熱量
①常溫醇液吸熱，變成沸點醇液，
②沸點醇液吸熱，變成沸點醇蒸汽，即低溫醇蒸汽，
③低溫醇蒸汽吸熱，變成達(dá)到最佳裂解溫度的醇蒸汽，
④在裂解器內(nèi)，達(dá)到裂解溫度的醇蒸汽接觸達(dá)到裂解溫度的催化劑， 邊吸熱，
邊裂解成醇?xì)?。醇液吸熱變成達(dá)到裂解溫度的醇蒸汽的方法，其過程如圖1 :
①、從裂解器(25)出來的醇?xì)涞臏囟群芨撸覀冏尨細(xì)溥M(jìn)入冷卻室(16)內(nèi)強制冷卻， 冷卻室(16)內(nèi)的冷卻管(15)內(nèi)是醇?xì)?，管外是醇液，這樣，醇液就從醇?xì)鋬?nèi)吸收了熱能，把常溫醇液變成接近沸點的高溫醇液。②、接近沸點的高溫醇液進(jìn)入蒸發(fā)室(30)內(nèi)吸熱、蒸發(fā)，變成沸點醇蒸汽即低溫醇蒸汽。③、低溫醇蒸汽進(jìn)入中熱室(31)內(nèi)吸熱，變成接近裂解溫度的中溫醇蒸汽。④、接近裂解溫度的中溫醇蒸汽進(jìn)入高熱室(38)內(nèi)吸熱，變成最佳裂解溫度的醇蒸汽。⑩、最佳裂解溫度的醇蒸汽進(jìn)入裂解器，邊吸熱，邊裂解成醇?xì)洹?二)用什么方法使催化劑的溫度達(dá)到最佳裂解溫度
為了使催化劑的溫度達(dá)到最佳裂解溫度，同時能讓醇多吸熱，產(chǎn)生更多的醇蒸汽，我們采取了以下方法
1、把裂解器安排在最佳加熱溫度區(qū)，使催化劑的溫度成為最佳裂解溫度。高溫?zé)釓U氣的加熱溫度有時會很高，會燒壞催化劑，某些現(xiàn)有技術(shù)就把它從廢氣導(dǎo)流閥排入大氣，我們是在內(nèi)燃機(39)排廢氣口的溫度最高的高溫區(qū)，第一線，安排高熱室(38)，在高熱室(38)內(nèi)最靠近內(nèi)燃機排廢氣口處氣溫最高的醇蒸汽管內(nèi)安裝測溫儀 (37)，當(dāng)測溫儀(37)檢測到內(nèi)燃機排出的高溫?zé)釓U氣的加熱溫度能使醇蒸汽產(chǎn)生的溫度^ 280°C時，測溫儀(37)就開通電磁閥(32)，把中熱室內(nèi)的中溫醇蒸汽放進(jìn)高熱室內(nèi)，立即使醇蒸汽的溫度> 280°C，立即放進(jìn)裂解器內(nèi)，邊吸熱邊裂解成醇?xì)?，這樣，醇蒸汽就吸走了能使醇蒸汽產(chǎn)生的溫度> 280°C的高溫?zé)釓U氣的熱量，剩下的高溫?zé)釓U氣只能使醇蒸汽產(chǎn)生的溫度<280°C，當(dāng)熱廢氣的加熱溫度能使醇蒸汽產(chǎn)生的溫度< 280°C不會燒壞催化劑、成為最佳加熱溫度時，再讓它進(jìn)入第二線的最佳加熱溫度區(qū)的裂解器(25)內(nèi)，使裂解器 (25)內(nèi)的催化劑吸收最佳加熱溫度的熱能，使催化劑的溫度成為最佳裂解溫度，此時，把達(dá)到裂解溫度的醇蒸汽放入裂解器，醇蒸汽必然會邊吸熱，邊裂解成醇?xì)洌撕蟮臒釓U氣進(jìn)入第三線中溫區(qū)的中熱室(31)內(nèi)，經(jīng)中熱室(31)吸熱后的低溫?zé)釓U氣，進(jìn)入第四線低溫區(qū)蒸發(fā)室(30)內(nèi)，甲、乙醇都是在幾十度時就蒸發(fā)了，醇液蒸發(fā)時，大量吸熱，在蒸發(fā)室(30)內(nèi)吸收不完的余溫?zé)釓U氣的熱量才排入大氣，這樣，就能最大限度的吸收熱廢氣的熱量。因為裂解器位于最佳加熱溫度區(qū)，就能把裂解器內(nèi)的催化劑加熱成最佳裂解溫度，就能使醇蒸汽在最佳裂解溫度的條件下，邊吸熱邊進(jìn)行裂解，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?、等溫加熱
本發(fā)明采用的調(diào)溫裂解器(25)，有東、西、南、北、上、下六個面，其特征是熱廢氣由北向南直通，而醇蒸汽由西向東迂回曲折移動，圖3是調(diào)溫裂解器的A-B-C-D-E-F剖示圖，打開料蓋(56)，將催化劑從進(jìn)料口( 55)加入，填滿M、N、P、Q、R、S等通道之后，將料蓋(56)蓋嚴(yán)，不能漏氣，因催化劑被東面過氣篩(68)和西面過氣篩(69)擋住，所以，L和T是空腔，高溫醇蒸汽從西面進(jìn)醇蒸汽口( 51)進(jìn)入空腔L，穿過西面過氣篩(69)的篩孔，在通道M、N、P、 Q、R、S移動中，醇蒸汽邊在催化劑的空隙中迂回曲折的穿行，與催化劑接觸，邊吸收傳熱管 (54)傳來的熱廢氣的最佳加熱溫度的熱能，邊裂解成醇?xì)?，之后，穿過東面過氣篩(68)的篩孔，進(jìn)入空腔T，從東面出醇?xì)淇?59)流出，從圖4可看出熱廢氣從北面通過傳熱管(54) 內(nèi)，不轉(zhuǎn)彎，直接向南面流動，把熱量傳給管外的催化劑，醇蒸汽從西面(51)進(jìn)入裂解器的頭，迂回曲折移動到東面(59)，離開裂解器的尾的流動方向都與熱廢氣的流動方向垂直，催化劑和醇蒸汽都處于同一溫度加熱線上，我們盡量縮小裂解器南、北向的尺寸，南北向的溫差就很小，而東、西向及其上、下是在同一溫度加熱面上，理論上沒有溫差，這樣，整個裂解器內(nèi)的溫差就很小，基本上是等溫加熱，因為裂解器位于最佳加熱溫度區(qū)，就能把裂解器內(nèi)的催化劑加熱成最佳裂解溫度，就能使醇蒸汽在最佳裂解溫度的條件下，邊吸熱邊進(jìn)行裂解，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?、調(diào)溫加熱。裂解器的北面，有調(diào)溫板(72)，圖7是調(diào)溫裂解器的K向示圖，從圖7可看出調(diào)溫板(72)上有許多小孔，板的兩側(cè)和西面墻板(62)及東面墻板(67)之間是空擋，熱廢氣從北面通過空擋和小孔，進(jìn)入傳熱管(54)內(nèi)，向南流動，如果兩邊的空擋一樣大，流過的熱廢氣量相等，那么，裂解器(25)的頭、尾的溫差應(yīng)該接近于零，如果裂解器(25)的頭、尾即東、西方向有溫差，我們可以將鎖緊螺母(57)松開，移動調(diào)溫板(72)，如圖6，改變東、西兩空擋的大小，控制東、西兩空擋的熱廢氣流量，使頭、尾的溫差達(dá)到理想值，認(rèn)為滿意之后，將鎖緊螺母(57)鎖緊，由于醇蒸汽從進(jìn)入裂解器的頭到離開裂解器的尾，不僅都處于同一溫度面上，而且，溫差可調(diào)，使裂解器(25)內(nèi)頭、尾的催化劑的溫差達(dá)到理想值，而且，都在裂解溫度范圍內(nèi)，這樣，就不會出現(xiàn)此處裂解，彼處不裂解的情況，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?、四溫監(jiān)控，調(diào)溫裂解
從圖2-7可看出，在裂解器(25)的前、后、左、右的催化劑內(nèi)的四個角上分別裝上測溫儀，共有四個測溫儀(50)、(52)、(60)、(61)，其溫度情況可在顯示屏(45)上顯示出來，其中一個測溫儀是(33)，和(37)—起與電磁閥(32)組成“或門”結(jié)構(gòu)，移動調(diào)溫板，可以調(diào)整裂解器(25)內(nèi)的東、西、南、北、上、下的催化劑的溫度都是最佳加熱溫度，此時，把達(dá)到裂解溫度的醇蒸汽放入裂解器，就能使醇蒸汽在最佳裂解溫度的條件下，邊吸熱邊進(jìn)行裂解，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?、雙溫控裂解。如圖1，我們用安裝在裂解器(25)催化劑內(nèi)的測溫儀(33)和安裝在高熱室(38) 醇蒸汽管內(nèi)的測溫儀(37)的電器與電磁閥(32)的電器聯(lián)合組成“或門”結(jié)構(gòu)，用催化劑的溫度和醇蒸汽的溫度控制電磁閥(32)的開通與關(guān)斷，自控醇蒸汽的裂解。當(dāng)①位于高熱室(38)內(nèi)的醇蒸汽管內(nèi)的測溫儀(37)測到的醇蒸汽的溫度<280°C，②位于裂解器(25)的催化劑內(nèi)的測溫儀(33)測到的催化劑溫度<230°C，兩條同時出現(xiàn)時，電磁閥(32)關(guān)閉，不讓醇蒸汽進(jìn)入裂解器，當(dāng)①(37)測到的醇蒸汽管內(nèi)的汽溫> 280°C，或者②(33)測到的催化劑溫度> 230°C，內(nèi)中出現(xiàn)1條時，電磁閥(32)開通，將中熱室(31)內(nèi)的中溫醇蒸汽放進(jìn)高熱室(38)內(nèi)，立即加熱到最佳裂解溫度上線280°C左右，進(jìn)入裂解器，邊吸熱邊裂解成醇?xì)?，由于?yán)格控溫，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?、通道足夠長，催化劑量足夠多。眾所周知，醇蒸汽進(jìn)入裂解器后，是在催化劑的空隙內(nèi)，一邊向前移動，一邊吸熱， 一邊裂解，醇蒸汽外部的汽流的醇分子CH3OH, CH3CH2OH遇到了催化劑，就可以裂解成醇?xì)洌?CH3OH — C0+2H2CH3CH20H+H20 — 4H2+2C0
醇蒸汽中間的汽流未遇到催化劑，未裂解，就繼續(xù)向前移動，到前面去遇催化劑，如果裂解器的通道長度不夠，醇蒸汽中未裂解的醇分子CH3OH, CH3CH2OH汽流在繼續(xù)向前移動的過程中，到前面去還未遇到催化劑，還未裂解完，就離開裂解器，則該裂解器的裂解率就不高，本發(fā)明采用等溫裂解器的醇蒸汽通道，迂回曲折，我們在實驗室內(nèi)做試驗，檢測出能保證醇蒸汽完全裂解成醇?xì)涞墓艿篱L度和催化劑用量，在實際使用時，我們按此增加一倍，這就是通道足夠長，催化劑量足夠多，例如圖4中的M-N-P-Q-R-S，使所有的醇蒸汽中的醇分子(CH30H，CH3CH20H)都有機會遇到催化劑，完全裂解之后，還有富裕，這就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?br> 權(quán)利要求
1.一種能把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?，是利用原有的工程機械設(shè)備的熱廢氣將醇完全裂解成醇?xì)洌┙o內(nèi)燃機做燃料，其特征在于，在調(diào)溫裂解器中，熱廢氣直通，而醇蒸汽迂回曲折，其流動方向與熱廢氣的流動方向垂直，醇蒸汽從進(jìn)入裂解器催化劑的頭到醇?xì)錃怆x開裂解器催化劑的尾，催化劑都處于同一加熱溫度面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1說述的能將醇完全裂解成醇?xì)溲b置，其特征在于，在裂解器的前、 后、左、右的催化劑內(nèi)的四個角上分別裝上測溫儀，在顯示屏上顯示溫度，移動調(diào)溫板，調(diào)整 4個溫度都在裂解溫度范圍內(nèi)。
全文摘要
一種能把醇完全裂解成醇?xì)涞姆椒?，是在“一種把醇裂解成醇?xì)渥鋈剂系南到y(tǒng)”內(nèi)使用的方法，其特征是①在裂解器內(nèi)，熱廢氣流動的方向與醇蒸汽流動的方向垂直，醇蒸汽從進(jìn)入裂解器時，開頭碰上的催化劑與醇?xì)錃怆x開裂解器時，末尾的催化劑都處于同一等溫加熱線上，②在裂解器的前、后、左、右的催化劑內(nèi)的四個角上分別裝上測溫儀，在顯示屏上顯示溫度，移動調(diào)溫板，可以調(diào)整4個溫度都在裂解范圍內(nèi)，③當(dāng)催化劑溫度≥230℃或醇蒸汽管內(nèi)的汽溫≥280℃，內(nèi)中出現(xiàn)1條時，電磁閥才開通，才把醇蒸汽放進(jìn)高熱室內(nèi)，立即加熱之后，進(jìn)入裂解器，邊吸熱，邊裂解，④裂解器的通道足夠長，內(nèi)裝催化劑的量足夠多，就能保證醇蒸汽能完全裂解成醇?xì)洹?br> 文檔編號C01B3/32GK102320567SQ20111014700
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者嚴(yán)婧兢, 全鳳文, 肖國新, 勝錦, 鄧文思 申請人:中國云南路建集團股份公司, 李詠激