专利名称：直接燃用甲醇hr16de发动机配置的甲醇裂解器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直接燃用甲醇HR16DE发动机配置的甲醇裂解器，属于发动 机燃用甲醇装置技术。
背景技术：
环境污染与油价飞涨是目前内燃机工业面临的两大难题，甲醇作为高效、清洁的 替代燃料可以在很大程度上缓解内燃机当前困境。甲醇吸热裂解为甲醇裂解气，作为发动 机燃料回收废气余热，从而高效清洁利用替代能源。现有的甲醇裂解装置，其采传统的管壳 结构，在管壳内设置直径0. 8cm的多根催化剂管，这种细长的催化剂管由于长时间处在高 温尾气环境之中，因受热不均勻而造成催化剂管变形，最终导致催化管的破损、泄露。还有 甲醇裂解器是采用在集热管内设置一 U型管结构，U型管内壁涂覆催化剂。这种U型催化剂 管换热面积小，吸收发动机尾气余热效率不高，并且裂解器没有设置储存甲醇裂解气的部 件，在发动机的加速瞬间由于所需甲醇裂解气量增大，而甲醇裂解速度有一定的相对滞后， 则出现供气不足的现象。甲醇裂解器还有鼠笼结构即在集热管内设有鼠笼式催化剂室，该 催化剂室内装友颗粒状催化剂，颗粒状催化剂在甲醇气及裂解气接触过程中易破损变成微 小颗粒，微小颗粒易于被气体带出至于发动机气缸，将会对气缸磨损。
发明内容本实用新型目的在于提供并优化一种直接燃用甲醇HR16DE发动机配置的甲醇裂 解器，该甲醇裂解器结构简单，使用寿命长，催化剂催化效率高，供气稳定。 本实用新型是通过以下技术方案加以实现的，一种直接燃用甲醇HR16DE发动机 配置的甲醇裂解器，其特征在于，该甲醇裂解器包括圆柱形集热管3，该集热管通过两端的 连接法兰串接于尾气管上，在集热管内距集热管尾气进口端盖30-50mm处，设置一个三瓣 型裂解气集气盒2，在裂解气集气盒的靠近集热管尾气进口端盖一侧的盒板上，连接裂解气 引出管1，该裂解气引出管穿过集热管尾气进口端盖通过连接管与发动机相接；在裂解气 集气盒的另一侧盒板与集热管的尾气出口端盖之间，平行于集热管中心线设置两根结构相 同的催化裂解管6，每根催化裂解管靠近裂解气集气盒的1/2管段，管内壁涂覆催化剂，靠 近集热管尾气出口端的1/2管段，管外壁制有强化传热的翅片，在集热管尾气出口端盖上 对中催化裂解管中心焊接甲醇喷嘴支座5，该甲醇喷嘴支座的环腔连接甲醇冷却管7，甲醇 喷嘴支座内密封插接甲醇喷嘴4，甲醇喷嘴的另一端与甲醇轨8连接，甲醇轨通过集热管尾 气出口端盖上的支架11，以及压板9和螺钉10加以固定连接。本实用新型的优点在于，装置结构紧凑合理，采用催化裂解管换热效率高，催化剂 接触面积大，催化反应完全。设置有裂解气集气盒，在发动机加速瞬间提供充足的甲醇裂解 气，保证发动机加速性能良好。涂覆式催化剂不易脱落，不会产生微粒，避免了催化剂的微 粒对气缸的磨损。甲醇喷嘴支座腔体采用冷甲醇换热降温，防止甲醇喷嘴受热损坏，从而大 大提高了本实用新型的使用寿命。
图1为本型实用新型结构示意图。图2为图1中A-A放大图。图3为图1中C-C放大图。图4为图1中B-B放大图。图中1裂解气引出管，2裂解气集气盒，3集热管，4甲醇喷嘴，5甲醇喷嘴支座，6 催化裂解管，7甲醇冷却管，8甲醇轨，9压板，10螺钉，11支架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型加以详细说明如下本实用新型的集热管3采用圆 柱形管体，内径为146mm，总长度为540mm，；该集热管的两端通过变径的过渡管及其两端 的法兰串接于发动机尾气排气管上，变径过渡管尺寸为内径45mm，长度为80mm，法兰尺 寸为外径为124mm。在集热管尾气进口端内设置的三瓣型裂解气集气盒2，其体积约为 4.2X10_4m3。裂解气集气盒上连接有裂解气引出管1，尺寸为内径20mm，外径25mm，长度为 80mm ；在裂解气集气盒与集热管尾气出口端盖之间设置两根结构相同的催化裂解管6其内 径为35mm，总长度为380mm，催化裂解管的1/2管段内壁涂有催化剂，另1/2管段外壁制有 换热翅片，换热翅片外径为42mm，在集热管的尾气出口端对中催化裂解管管口开设直径为 35mm的孔，在该孔周围对中催化裂解管中心焊接有甲醇喷嘴支座5，该甲醇喷嘴支座采用 环形腔结构，它的外径为36mm，高为23mm ；甲醇喷嘴支座环形腔采用甲醇冷却管7连通，甲 醇冷却管内径为8mm，甲醇喷嘴支座内密封插接型号为R30242甲醇喷嘴4，甲醇喷嘴另一端 插接在甲醇轨8接口内，甲醇轨为矩形体，截面尺寸为14mmX14mm，该甲醇轨通过端盖上的 支架11以及压板9和螺钉10固定连接。上述结构的甲醇裂解器工作过程如下所述由甲醇泵将甲醇液体一股压入甲醇轨，一股进入甲醇冷却管，进入甲醇轨的甲 醇通过甲醇喷嘴喷成雾滴进入催化裂解管中，通过与集热管中的发动机尾气进行热交 换，甲醇雾滴汽化为甲醇气体；甲醇气体在催化裂解管中进一步进行热交换温度升高达 320-350°C，进入催化裂解管催化反应段，甲醇气裂解成氢气和一氧化碳的裂解气，裂解气 进入裂解气集气盒并通过裂解气引出管，并通过连接管进入发动机汽缸进行燃烧。进入甲 醇冷却管的甲醇流入甲醇喷嘴支座的腔体进行换热降低甲醇喷嘴支座的温度保证甲醇喷 嘴不受热损坏。本实用新型装置利用的热量均来自发动机尾气热量。本实用新型装置配置在HR16DE气发动机上，为发动机不同工况提供充足的燃料， 回收废气余热，提高燃料的利用率，实现甲醇燃料的高效清洁燃烧。本实用新型配置的HR16DE发动机的具体参数如表1所示[0016]表 权利要求一种直接燃用甲醇HR16DE发动机配置的甲醇裂解器，其特征在于，该甲醇裂解器包括圆柱形集热管(3)，该集热管通过两端的连接法兰串接于尾气管上，在集热管内距集热管尾气进口端盖30 50mm处，设置一个三瓣型裂解气集气盒(2)，在裂解气集气盒的靠近集热管尾气进口端盖一侧的盒板上，连接裂解气引出管(1)，该裂解气引出管穿过集热管尾气进口端盖通过连接管与发动机相接；在裂解气集气盒的另一侧盒板与集热管的尾气出口端盖之间，平行于集热管中心线设置两根结构相同的催化裂解管(6)，每根催化裂解管靠近裂解气集气盒的1/2管段，管内壁涂覆催化剂，靠近集热管尾气出口端的1/2管段，管外壁制有强化传热的翅片，在集热管尾气出口端盖上对中催化裂解管中心焊接甲醇喷嘴支座(5)，该甲醇喷嘴支座的环腔连接甲醇冷却管(7)，甲醇喷嘴支座内密封插接甲醇喷嘴(4)，甲醇喷嘴的另一端与甲醇轨(8)连接，甲醇轨通过集热管尾气出口端盖上的支架(11)，以及压板(9)和螺钉(10)加以固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种直接燃用甲醇HR16DE发动机配置的甲醇裂解器。该甲醇裂解器包括集热管，集热管内设置裂解气集气盒，集气盒一侧上设置裂解气引出管，在集气盒的另一侧与集热管的尾气出口端盖之间，设置两根结构相同的催化裂解管，催化裂解管的1/2管段，管内壁涂覆催化剂，另1/2管段，管外壁制有强化传热的翅片，在集热管尾气出口端盖上对中催化裂解管中心焊接甲醇喷嘴支座，支座内密封插接甲醇喷嘴，喷嘴的另一端与甲醇轨连接，甲醇轨通过端盖上的支架，以及压板和螺钉加以固定连接。本实用新型的优点在于，结构简单，使用寿命长，催化剂催化效率高，供气稳定。
文档编号F01N3/28GK201763467SQ201020287709
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者姚春德, 徐元利, 李旭聪 申请人:天津大学