一种基于发动机尾气加热的甲醇汽化装置

技术领域

本发明涉及一种基于发动机尾气加热的甲醇汽化装置，属于甲醇汽化技术领域。

背景技术

甲醇的火焰温度最高可达在1100℃左右，如果在富氧充分燃烧下火焰温度可达1200℃左右，并且焰心、内焰和外焰的温度依次增高，外焰燃烧充分时温度最高，要想使甲醇的燃烧火焰温度更高应提前预热，另外科学的调节甲醇与氧气的比例后，燃烧就会很充分，高含氧量下的甲醇充分燃烧后其燃烧值及火焰温度会增加70％左右。传统甲醇燃烧是液体燃烧，燃烧的很不充分，大大降低了热值的发挥，并且有刺激性的味道产生，既不利于环保，又很难使甲醇当作工业燃烧能源来普及。汽化后的气态甲醇既可以单独燃烧也可以与液化气、天然气或氧气等可燃性气体进行掺混，更进一步最大限度发挥甲醇的燃烧效益，其热值完全可以和天然气相媲美，甚至在一定程度上其热值超过天然气，是21世纪用来替代液化气、柴油、天然气及煤等工业燃料最理想的清洁、环保新能源，大大降低了企业的生产成本，是目前正在使用柴油、液化气、煤、等作为主要燃料的工厂及餐饮行业进行节能降耗全方位改造的首选节能设备，可为企业不同程度的降低35％～10％的经营成本。

现有的对甲醇进行汽化的方法为采用加热煮沸的方法进行汽化，对应的汽化设备为加热煮沸式的结构。此类汽化设备通过导热油给流过盘管的液体进行加热、使得液体产生汽化。该汽化设备用于汽化甲醇时存在以下不足：汽化过程中甲醇会产生沸腾现象而导致甲醇气体中含有甲醇液体，也即甲醇汽化不彻底；导热油容易产生喷油现象；不能够将甲醇气体中的水分分离出来。另一方面利用导热油加热甲醇汽化，需要有一定的能源消耗。因此，需要对现有的甲醇汽化结构进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于发动机尾气加热的甲醇汽化装置，本发明装置利用发动机的尾气热量为甲醇加热，使甲醇达到汽化的目的，节省了电力加热的成本，提高了汽车尾气的利用率。

本发明装置安装在汽车发动机尾气管路上，结构简单，安装方便，甲醇汽化效率高。

本发明所提供的基于发动机尾气加热的甲醇汽化装置，包括甲醇油箱和甲醇汽化通道；

所述甲醇汽化通道上设有甲醇入口和甲醇气体出口；

所述甲醇入口通过管路Ⅰ与甲醇油箱连通，所述管路Ⅰ上设有单向阀Ⅰ；

所述单向阀Ⅰ的作用是：当甲醇进入到所述甲醇汽化通道后，甲醇进行汽化，汽化后的甲醇气体压力迅速升高，从而甲醇气体会有倒流的可能，所述单向阀Ⅰ可以有效避免此问题的发生。

所述甲醇气体出口连接管路Ⅱ，所述管路Ⅱ上设置单向阀Ⅱ；

所述甲醇汽化通道设于发动机的排气管内。

上述的甲醇汽化装置中，所述管路Ⅰ上还设有过滤器，所述过滤器设于所述单向阀Ⅰ的入口处，通过所述过滤器过滤掉甲醇中的杂质，再经过所述单向阀Ⅰ到达所述甲醇入口。

上述的甲醇汽化装置中，所述管路Ⅰ上设有溢流阀；

所述溢流阀设于所述过滤器的入口处；

液态的甲醇从所述甲醇油箱中被吸出后经过所述溢流阀调整系统的压力，保持系统压力稳定，多余的甲醇回流至所述甲醇油箱。

上述的甲醇汽化装置中，所述甲醇油箱内设有甲醇泵，所述甲醇泵与所述管路Ⅰ连通，通过所述甲醇泵输送甲醇。

上述的甲醇汽化装置中，所述管路Ⅱ上设有温度压力传感器，；

所述温度压力传感器设于所述单向阀Ⅱ的入口处，以监测汽化后甲醇气体的温度压力，达到甲醇流量的精确控制。

上述的甲醇汽化装置中，所述甲醇汽化通道内设有热电偶，以判断当前尾气温度；

所述热电偶与控制器连接。

上述的甲醇汽化装置中，所述控制器与电源连接，为其供电；

所述控制器与所述甲醇泵连接，以实现对所述甲醇泵的控制；

所述控制器与所述温度压力传感器连接，以实现对所述温度压力传感器的控制。

上述的甲醇汽化装置中，所述排气管外设有保温层，以减少所述排气管与外界的热量交换，减小尾气的热量损失。

上述的甲醇汽化装置中，所述甲醇入口和所述甲醇气体出口分别设于所述甲醇汽化通道的两端部，且在所述甲醇汽化通道内，甲醇的流动方向与尾气的运行方向相反，以使甲醇更充分的吸收热量，提高甲醇汽化的效率。

本发明装置中，所述甲醇汽化通道采用铜管制作，铜管具有很好的耐火、耐高温特性，裸露在外面的铜管附有保温层，防止汽化甲醇在管路运输中液化。

启动本发明装置后，甲醇进入所述甲醇汽化通道后，所述甲醇汽化通道管壁吸收尾气的热量后，加热甲醇，使甲醇汽化。本发明装置中甲醇汽化通道要保证一定的长度，使汽化后的甲醇气体温度达到或高于甲醇制氢反应所需要的温度，从而使甲醇气体到达反应器后有足够的温度保证制氢正常进行。汽化后的甲醇从所述甲醇气体出口排出，经过所述温度压力传感器及所述单向阀Ⅱ，流向制氢反应器。

本发明装置中，甲醇气体出口管路及部件也需要保温，以防止热量散失。

本发明甲醇汽化装置能够收集发动机尾气热量进行制氢，提高了发动机的热效率，降低油耗；本发明装置制备的氢气可输送到发动机燃烧，省油的同时降低了尾气的排放。

附图说明

图1为本发明甲醇汽化装置的结构示意图。

图中各标记如下：

1控制器、2电源、3甲醇油箱、4甲醇泵、5溢流阀、6甲醇入口、7甲醇汽化通道、8排气管、9尾气、10保温层、11热电偶、12甲醇气体出口、13过滤器、14单向阀Ⅰ、15温度压力传感器、16单向阀Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，为本发明基于发动机尾气加热的甲醇汽化装置的结构示意图，包括甲醇油箱3、甲醇汽化通道7和控制器1。甲醇汽化通道7上设有甲醇入口6和甲醇气体出口12，甲醇入口6通过管路Ⅰ与甲醇油箱3连通，沿甲醇的流动方向，管路Ⅰ上依次设有溢流阀5、过滤器13和单向阀Ⅰ14。甲醇气体出口连接管路Ⅱ，沿甲醇气体的流动方向，管路Ⅱ上依次设置温度压力传感器15和单向阀Ⅱ16。甲醇汽化通道7设于发动机的排气管8内，甲醇的流动方向与尾气的运行方向相反，以使甲醇更充分的吸收热量，提高甲醇汽化的效率。控制器1由电源2(12V电能)供电，分别与设于甲醇油箱3中的甲醇泵4、温度压力传感器15和设于甲醇汽化通道7内的热电偶11连接，以实现对它们的控制。

其中，单向阀Ⅰ14的作用是：当甲醇进入到甲醇汽化通道7后，甲醇进行汽化，汽化后的甲醇气体压力迅速升高，从而甲醇气体会有倒流的可能，单向阀Ⅰ14可以有效避免此问题的发生。

本发明甲醇汽化装置中，排气管8外设有保温层，以减少排气管8与外界的热量交换，减小尾气的热量损失。

本发明甲醇汽化装置中，甲醇汽化通道7采用铜管制作，铜管具有很好的耐火、耐高温特性，裸露在外面的铜管附有保温层，防止汽化甲醇在管路运输中液化。

本发明甲醇汽化装置中，甲醇气体出口管路及部件也需要保温，以防止热量散失。

本发明甲醇汽化装置的工作过程如下：

甲醇汽化通道7安装在发动机的排气管8内，工作时，控制器1控制甲醇泵4运转，将液态的甲醇从甲醇油箱3吸出经过溢流阀5调整系统的压力，保持系统压力稳定，通过过滤器13过滤掉甲醇中的杂质，再经过单向阀Ⅰ14到达甲醇入口6，多余的甲醇回流至甲醇油箱3。

高温尾气9为甲醇汽化提供能量，尾气在排气管8内的运行方向与甲醇的流动方向相反，使甲醇更充分的吸收热量，提高甲醇汽化的效率。

甲醇进入甲醇汽化通道7后，汽化通道管壁吸收尾气的热量后，加热甲醇，使甲醇汽化。甲醇汽化通道7要保证一定的长度，使汽化后的甲醇气体温度达到或高于甲醇制氢反应所需要的温度，从而使甲醇气体到达反应器后有足够的温度保证制氢正常进行。甲醇汽化通道7采用铜管制作，铜管具有很好的耐火、耐高温特性，裸露在外面的铜管附有保温层，防止汽化甲醇在管路运输中液化。

电源2为系统提供12V电能，控制器1通过监测热电偶11的温度可以判断当前尾气温度，通过温度压力传感器15的数值来监测汽化后甲醇气体的温度压力，达到甲醇流量的精确控制。保温层10覆盖在排气管8外侧，减少排气管与外界的热量交换，减小尾气的热量损失。

汽化后的甲醇从甲醇气体出口12排出，经过温度压力传感器15及单向阀16，流向制氢反应器，在催化剂的作用下直接生成氢气，可输送到发动机进行燃烧，省油的同时降低了尾气的排放。