一種氨發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，它包括氨供給裝置、氨裂解裝置、加熱裝置、氨發(fā)動機、選擇催化還原裝置和尾氣檢測裝置；氨供給裝置之出口連接氨發(fā)動機之進口、氨裂解裝置之進口和選擇催化還原裝置之進口；氨發(fā)動機之進口還與氨裂解裝置之出口以及外界空氣相接通，氨發(fā)動機之出口連接選擇催化還原裝置之進口；氨裂解裝置之出口連接氨發(fā)動機之進口；選擇催化還原裝置之出口連接尾氣檢測裝置之進口，尾氣從尾氣檢測裝置之出口排出。它具有如下優(yōu)點：該發(fā)動機系統(tǒng)不僅能減少對化石燃料的過度使用，減少二氧化碳氣體的排放，且對尾氣進行凈化處理，更加環(huán)保。
【專利說明】一種氨發(fā)動機系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種氨發(fā)動機系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 常見的發(fā)動機系統(tǒng)多使用化石燃料，燃燒產(chǎn)物C02的大量排放造成了嚴重的環(huán)境 問題，二氧化碳被認為是加劇溫室效應(yīng)的主要來源。氨燃料發(fā)動機系統(tǒng)燃燒產(chǎn)物中不含 C02,可顯著減少溫室氣體的排放。氨燃燒過程中雖然不產(chǎn)生C02,但是產(chǎn)物中NOx含量會比 化石燃料燃燒排放的高，排入大氣之前需要對尾氣進行凈化處理。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型提供了一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其克服了【背景技術(shù)】的所存在的不足。本實 用新型解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是：一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：它包括 用于提供氨的氨供給裝置（1)、用于產(chǎn)生氫的氨裂解裝置（10)、用于加熱氨裂解裝置（10) 所需的氨的加熱裝置、氨發(fā)動機（3)、用于對尾氣中的N0 X進行凈化處理的選擇催化還原裝 置（5)和用于檢測尾氣中N0X濃度及NH3濃度的尾氣檢測裝置（6);
[0004] 氨供給裝置（1)之出口連接氨發(fā)動機（3)之進口、氨裂解裝置（10)之進口和選擇 催化還原裝置（5)之進口；
[0005] 氨發(fā)動機（3)之進口還與氨裂解裝置（10)之出口以及外界空氣相接通，氨發(fā)動機 (3)之出口連接選擇催化還原裝置（5)之進口；
[0006] 選擇催化還原裝置（5)之出口連接尾氣檢測裝置（6)之進口，尾氣從尾氣檢測裝 置（6)之出口排出。
[0007] -較佳實施例之中：所述加熱裝置包括用于對氨裂解裝置（10)所需的氨進行加 熱的加熱器（9)和用于檢測該氨溫度的溫度傳感器（8)，溫度傳感器（8)處于氨發(fā)動機（3) 和加熱器（9)之間，加熱器（9)連接氨裂解裝置（10)。
[0008] -較佳實施例之中：還包括用于將氨發(fā)動機（3)燃燒的尾氣中的熱量加熱氨裂解 裝置（10)所需的氨的換熱器（4)，換熱器（4)具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和 第二輸出端，第一輸入端連接氨發(fā)動機（3)之出口，第一輸出端連接選擇催化還原裝置（5) 之進口，第二輸入端連接氨供給裝置（1)之出口，第二輸出端連接加熱裝置之進口。
[0009] -較佳實施例之中：還包括用于將氨發(fā)動機（3)燃燒的尾氣中的熱量加熱氨裂解 裝置（10)所需的氨的換熱器（4)，換熱器（4)具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和 第二輸出端，第一輸入端連接尾氣檢測裝置（6)之出口，第一輸出端與外界接通，第二輸入 端連接氨供給裝置（1)之出口，第二輸出端連接加熱裝置之進口。
[0010] -較佳實施例之中：還包括第一氨流量閥（2)、第二氨流量閥（7)和第三氨流量閥
[11] ，第一氨流量閥（2)連接于氨供給裝置（1)之出口與氨發(fā)動機（3)之進口之間，第二氨 流量閥（7)連接于氨供給裝置（1)之出口與加熱裝置之進口之間，第三氨流量閥（11)連接 于氨供給裝置（1)之出口與選擇催化還原裝置（5)之進口之間。
[0011] 一較佳實施例之中：還包括空氣流量閥（13)，它設(shè)置于氨發(fā)動機（3)之進口處。
[0012] 一較佳實施例之中：還包括控制電路（12)，該控制電路信號連接第一氨流量閥 (2)、第二氨流量閥（7)、第三氨流量閥（11)和空氣流量閥（13)，且控制電路（12)信號連接 加熱裝置和尾氣檢測裝置（6)。
[0013] 一較佳實施例之中：所述尾氣檢測裝置（6)包括用于檢測N0X2濃度的N0 X傳感器 和用于檢測NH3之濃度的NH3傳感器。
[0014] 本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點：
[0015] 1.通過氨、氨裂解裝置產(chǎn)生的氫和空氣混合作為燃料進入氨發(fā)動機以產(chǎn)生動能， 且尾氣中的N0 X經(jīng)過選擇催化還原裝置進行凈化，接著對凈化后的尾氣通過尾氣檢測裝置 進行檢測，若尾氣排放符合標準則直接排放于大氣中，若尾氣排放不符合標準則可調(diào)節(jié)各 流量閥以調(diào)整各燃料之含量以使尾氣符合標準。該發(fā)動機系統(tǒng)不僅能減少對化石燃料的過 度使用，減少二氧化碳氣體的排放，且對尾氣進行凈化處理，更加環(huán)保。
[0016] 2.換熱器能將氨發(fā)動機燃燒的尾氣中的熱量加熱氨裂解裝置所需的氨，廢熱循環(huán) 利用，節(jié)約能源，減少成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018] 圖1繪不了 一較佳實施例的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)的原理框圖。
[0019] 圖2繪不了另一較佳實施例的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)的原理框圖。
[0020] 圖3繪示了氨裂解裝置的溫度控制邏輯原理圖。

【具體實施方式】
[0021] 請查閱圖1，一種氨發(fā)動機系統(tǒng)的一較佳實施例，所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，它包 括氨供給裝置1、用于產(chǎn)生氫的氨裂解裝置10、用于加熱氨裂解裝置10所需的氨的加熱裝 置、氨發(fā)動機3、用于尾氣中的N0 X進行凈化處理的選擇催化還原裝置5、用于檢測尾氣中N0X 濃度和NH3濃度的尾氣檢測裝置6和控制電路12。
[0022] 所述氨供給裝置1用于提供氨。氨供給裝置1之出口連接氨發(fā)動機3之進口、氨 裂解裝置10之進口和選擇催化還原裝置5之進口。本實施例中，氨供給裝置提供的氨為氣
[0023] 氨發(fā)動機3之進口還與氨裂解裝置10之出口以及外界空氣相接通，氨發(fā)動機3之 出口連接選擇催化還原裝置5之進口。本實施例中，氨裂解裝置10的氨裂解催化劑，可以 用載有釕、銠、鎳或鐵的催化劑。
[0024] 本實施例中，所述加熱裝置包括用于對氨裂解裝置10所需的氨進行加熱的加熱 器9和用于檢測該氨溫度的溫度傳感器8,溫度傳感器8處于氨發(fā)動機3和加熱器9之間， 加熱器9連接氨裂解裝置10,且加熱器9和溫度傳感器8均信號連接控制電路12。
[0025] 選擇催化還原裝置5之出口連接尾氣檢測裝置6之進口，尾氣從尾氣檢測裝置6 之出口排出。本實施例中，所述選擇催化還原裝置5中采用的催化劑可以是具有二氧化鈦 的多孔結(jié)構(gòu)，也可以由具有Si、0、A1作為主要成分并且含有Fe離子的沸石構(gòu)成，也可以是 釩催化劑（V 205)，該催化劑在氨存在的狀態(tài)下能夠?qū)⑴艢庵兴腘Ox選擇性地還原。
[0026] 本實施例中，所述尾氣檢測裝置6包括用于檢測N0X之濃度的N0X傳感器和用于檢 測NH 3之濃度的NH3傳感器，N0X傳感器和NH3傳感器均信號連接控制電路12。
[0027] 本實施例中，該發(fā)動機系統(tǒng)還包括用于將氨發(fā)動機3燃燒的尾氣中的熱量加熱氨 裂解裝置10所需的氨的換熱器4,換熱器4具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第 二輸出端，第一輸入端連接氨發(fā)動機3之出口，第一輸出端連接選擇催化還原裝置5之進 口，第二輸入端連接氨供給裝置1，第二輸出端連接加熱裝置之進口。由于氨發(fā)動機3全負 荷工作狀態(tài)時其尾氣溫度有700攝氏度甚至更高，氨發(fā)動機冷、熱啟動怠速狀態(tài)時其尾氣 溫度也有250-350攝氏度，引入該換熱器，將發(fā)動機尾氣中的廢熱用來加熱氨裂解裝置中 所需的氨，為氨氣的裂解提供所需的熱量，實現(xiàn)廢熱的有效利用。
[0028] 本實施例中，該發(fā)動機系統(tǒng)還包括第一氨流量閥2、第二氨流量閥7和第三氨流量 閥11，第一氨流量閥2連接于氨供給裝置1之出口與氨發(fā)動機3之進口之間，第二氨流量閥 7連接于氨供給裝置1之出口與加熱裝置之進口之間，第三氨流量閥11連接于氨供給裝置 1之出口與選擇催化還原裝置5之進口之間，且該三個氨流量閥均信號連接控制電路12。
[0029] 本實施例中，第二氨流量閥7連接于氨供給裝置1之出口與換熱器4之第二輸入 端之間。
[0030] 本實施例中，該發(fā)動機系統(tǒng)還包括空氣流量閥13,它設(shè)置于氨發(fā)動機3之進口處， 控制電路12信號連接該空氣流量閥13。
[0031] 尾氣檢測裝置6中的傳感器檢測的信號傳輸至控制電路12，控制電路12根據(jù)該信 號控制第一氨流量閥2、第二氨流量閥7、第三氨流量閥11以及空氣流量閥13之開度，以保 證尾氣中的N0 X濃度和NH3濃度維持在一定數(shù)值。
[0032] 如圖3所示，為氨裂解裝置的溫度控制邏輯原理圖?？刂齐娐?2接收來自溫度傳 感器8的信號，并控制加熱器9的工作情況。如果氨發(fā)動機3工作，首先，執(zhí)行步驟C1。在 步驟C1中，溫度傳感器8檢測氨裂解裝置中氨的溫度并反饋至控制電路，控制電路12判斷 溫度傳感器8之溫度是否達到300攝氏度，S卩，進入氨裂解裝置10的氨溫度是否達到裂解 反應(yīng)所需要的溫度。若溫度傳感器8檢測的溫度低于300攝氏度，則控制電路12啟動加熱 器9對氨裂解裝置中的氨進行加熱，直至氨裂解裝置中的氨之溫度達到300攝氏度以上則 控制電路12控制加熱器9停止對氨裂解裝置中的氨進行加熱。
[0033] 通過氨、氨裂解裝置產(chǎn)生的氫和空氣混合作為燃料進入氨發(fā)動機以產(chǎn)生動能，且 尾氣中的N0 X經(jīng)過選擇催化還原裝置進行凈化，接著對凈化后的尾氣通過尾氣檢測裝置進 行檢測，若尾氣排放符合標準則直接排放于大氣中，若尾氣排放不符合標準則可通過控制 電路調(diào)節(jié)各流量閥以調(diào)整各燃料之含量以使尾氣符合標準。該發(fā)動機系統(tǒng)不僅能減少對化 石燃料的過度使用，減少二氧化碳氣體的排放，且對尾氣進行凈化處理，更加環(huán)保。
[0034] 如圖2所不，一種氨發(fā)動機系統(tǒng)的另一較佳實施例。該實施例與上一實施例的區(qū) 別在于，本實施例中的換熱器之位置與上一實施例不同，其第一輸入端連接尾氣檢測裝置6 之出口，第一輸出端與外界接通，第二輸入端連接氨供給裝置1，第二輸出端連接加熱裝置 之進口。
[0035] 以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的 范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新 型涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：它包括用于提供氨的氨供給裝置（1)、用于產(chǎn)生氫 的氨裂解裝置（10)、用于加熱氨裂解裝置（10)中所需的氨的加熱裝置、氨發(fā)動機（3)、用于 對尾氣中的NO x進行凈化處理的選擇催化還原裝置（5)和用于檢測尾氣中NOx濃度及NH3濃 度的尾氣檢測裝置（6); 氨供給裝置（1)之出口連接氨發(fā)動機（3)之進口、氨裂解裝置（10)之進口和選擇催化 還原裝置（5)之進口； 氨發(fā)動機（3)之進口還與氨裂解裝置（10)之出口以及外界空氣相接通，氨發(fā)動機（3) 之出口連接選擇催化還原裝置（5)之進口； 選擇催化還原裝置（5)之出口連接尾氣檢測裝置（6)之進口，尾氣從尾氣檢測裝置（6) 之出口排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱裝置包括用于對 氨裂解裝置（10)所需的氨進行加熱的加熱器（9)和用于檢測該氨溫度的溫度傳感器（8)， 溫度傳感器（8)處于氨發(fā)動機（3)和加熱器（9)之間，加熱器（9)連接氨裂解裝置（10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：還包括用于將氨發(fā)動機（3) 燃燒的尾氣中的熱量加熱氨裂解裝置（10)所需的氨的換熱器（4)，換熱器（4)具有第一輸 入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，第一輸入端連接氨發(fā)動機（3)之出口，第一 輸出端連接選擇催化還原裝置（5)之進口，第二輸入端連接氨供給裝置（1)之出口，第二輸 出端連接加熱裝置之進口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：還包括用于將氨發(fā)動機（3) 燃燒的尾氣中的熱量加熱氨裂解裝置（10)所需的氨的換熱器（4)，換熱器（4)具有第一輸 入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，第一輸入端連接尾氣檢測裝置（6)之出口， 第一輸出端與外界接通，第二輸入端連接氨供給裝置（1)之出口，第二輸出端連接加熱裝 置之進口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：還包括第一氨流量閥（2)、 第二氨流量閥（7)和第三氨流量閥（11)，第一氨流量閥（2)連接于氨供給裝置（1)之出口 與氨發(fā)動機（3)之進口之間，第二氨流量閥（7)連接于氨供給裝置（1)之出口與加熱裝置 之進口之間，第三氨流量閥（11)連接于氨供給裝置（1)之出口與選擇催化還原裝置（5)之 進口之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：還包括空氣流量閥（13)，它 設(shè)置于氨發(fā)動機（3)之進口處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：還包括控制電路（12)，該 控制電路信號連接第一氨流量閥（2)、第二氨流量閥（7)、第三氨流量閥（11)和空氣流量閥 (13)，且控制電路（12)信號連接加熱裝置和尾氣檢測裝置（6)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于：所述尾氣檢測裝置（6)包 括用于檢測NOx之濃度的NO x傳感器和用于檢測NH3之濃度的NH3傳感器。
【文檔編號】F02B43/10GK203892008SQ201420322483
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】謝珊, 吳一純, 胡劍全, 繆惠芳, 鄭劍香, 陳少敏, 張彬彬, 梅文中 申請人:廈門大學(xué)