专利名称：用于碳氢燃料加热及裂解的方法
技术领域：
本发明涉及一种对高压下碳氢燃料进行加热并促使其发生裂解的方法。
背景技术：
碳氢燃料在高压下加热，进入超临界态。此时若将其注入发动机燃烧室中，燃料可瞬间气化，不需要经过通常的雾化-气化过程，这将有利于实现快速点火及燃料的完全燃烧。
在高于燃料裂解温度的情况下，具有较大分子量的碳氢燃料将裂解成为小分子碳氢化合物，适宜的催化剂可有力地促进裂解过程。
使用经过预先加热、裂解的碳氢燃料，可使发动机工作性能大为优化。然而，碳氢燃料裂解过程中出现的结炭问题，是实现上述加热裂解过程的主要技术障碍，急需采取妥善方法予以解决。
发明内容
针对上述现状，本发明的目的在于提供一种可使碳氢燃料在高压下加热、裂解且避免结炭危害的用于碳氢燃料加热及裂解的方法。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为一种用于碳氢燃料加热及裂解的方法，该方法包括以下两个步骤(一)、使碳氢燃料在一级加热器内预热至低于裂解温度；(二)、经预热的碳氢燃料快速通过第二级加热器，在通过该第二级加热器的过程中加热至超过裂解温度，并完成裂解。
进一步，在所述步骤(二)中，已预热的碳氢燃料流经该第二级加热器时，与该第二级加热器的管壁及管内填充物换热。
进一步，在所述步骤(二)中，碳氢燃料在第二级加热器内升温至超过裂解温度后，在第二级加热器管壁及其填充物所提供的催化剂的催化作用下充分裂解。
进一步，碳氢燃料预热至低于裂解温度后经加压驱动系统输运至二级加热器及燃烧室。
本发明的二级加热方法可保证将预热碳氢燃料在流动过程中迅速加热至超过裂解温度并完成裂解过程，避免了结炭产物的集聚与沉积；另外，第二级加热器管材及其填充物作为加热体的同时还对燃料的裂解起到催化剂的作用，使整个加热、裂解过程得以快速、高效地完成。
图1为本发明过程示意图。
具体实施例方式一种用于碳氢燃料加热及裂解的方法，该方法包括以下步骤如图1所示，首先，使冷燃料经注入系统1注满第一级加热器2，在第一级加热器2中将碳氢燃料加热至超临界态；该第一级加热器通过温度控制仪连接电源，接通电源后温度升高至预定温度，该温度不超过碳氢燃料裂解温度，以避免裂解积炭的大量出现。
然后，使加热至预定温度的碳氢燃料快速进入已加热至最终温度的第二级加热器3，碳氢燃料在流经该第二级加热器的过程中被加热至最终温度，该温度高于裂解温度。高于裂解温度的碳氢燃料在催化作用下完成裂解，裂解燃料携带结炭产物流入燃烧室4。该第二级加热器通过温控仪连接电源，通过控温加热使二级加热器管及其内的填充物升温至预定温度。加热至预定温度的碳氢燃料进入第二级加热器的过程中，可通过与第一级加热器2相连接的加压驱动系统5加压输运至二级加热器及燃烧室。
第二级加热器3采用管状加热器，管内设有填充物，该二级加热器管及其内的填充物均选用可对碳氢燃料的裂解过程起催化作用的材料，已预热的碳氢燃料流经该第二级加热器时，与二级加热器的管壁及管内填充物换热，被迅速结热至最终温度，并且在二级加热器管壁及其填充物所提供的催化剂的催化作用下完成裂解。
该碳氢燃料为用于各类发动机的汽油、煤油等液体燃料。
权利要求
1.一种用于碳氢燃料加热及裂解的方法，其特征在于该方法包括以下两个步骤(一)、使碳氢燃料在一级加热器内预热至低于裂解温度；(二)、经预热的碳氢燃料快速通过第二级加热器，在通过该第二级加热器的过程中加热至超过裂解温度，并完成裂解。
2.如权利要求1所述的用于碳氢燃料加热及裂解的方法，其特征在于在所述步骤(二)中，已预热的碳氢燃料流经该第二级加热器时，与该第二级加热器的管壁及管内填充物换热。
3.如权利要求2所述的用于碳氢燃料加热及裂解的方法，其特征在于在所述步骤(二)中，碳氢燃料在第二级加热器内升温至裂解温度后，在二级加热器管壁及其填充物所提供的催化剂的催化作用下充分裂解。
4.如权利要求1所述的用于碳氢燃料加热及裂解的方法，其特征在于在所述步骤(一)中，碳氢燃料预热至低于裂解温度后经加压驱动系统输运至二级加热器及燃烧室。
全文摘要
本发明公开了一种用于碳氢燃料加热及裂解的方法，该方法包括两个步骤(一)、使碳氢燃料在一级加热器内预热至低于裂解温度；(二)、经预热的碳氢燃料快速通过第二级加热器，在通过该第二级加热器的过程中加热至高温，并完成裂解。本发明的二级加热方法可保证将预热碳氢燃料在流动过程中迅速加热至超过裂解温度并完成裂解过程，避免了结炭产物的集聚与沉积；另外，第二级加热器管材及其填充物作为加热体的同时还对燃料的裂解起到催化剂的作用，使整个加热、裂解过程得以快速、高效地完成。
文档编号F02M31/02GK1699738SQ200510068018
公开日2005年11月23日 申请日期2005年4月30日 优先权日2005年4月30日
发明者卢锡年, 范学军, 李英, 李建国, 俞刚, 张新宇 申请人:中国科学院力学研究所