氨发动机废气重整处理系统及方法
本发明公开了一种氨发动机废气重整处理系统及方法，应用于废气处理技术领域，能够实现氨发动机在线掺氢燃烧，有效提高了发动机热效率，且减少了燃烧污染物排放。该系统包括：预设燃料源模块，用于提供氨燃料；氨发动机，所述氨发动机包括发动机输入端和发动机输出端；预设重整器，所述预设重整器包括废气输入端、废气输出端、燃料输入端以及重整气输出端，用于对氨燃料进行重整得到富氢混合气体；预设脱硝反应器，用于对废气进行脱硝反应得到目标排放气体；预设控制单元，用于获取氨发动机的第一运行参数，根据第一运行参数确定预设燃料源模块提供的氨燃料的预设供给量，并调整预设燃料源模块的氨燃料输出量。
发明专利
CN202311148202.6
2023-09-06
CN117386531A
2024-01-12
F02M21/02(2006.01)
武汉理工大学
李格升;张韩余阳;张熠;魏文文;张尊华
430063 湖北省武汉市珞狮路122号
广州嘉权专利商标事务所有限公司
黎扬鹏
湖北;42
1.一种氨发动机废气重整处理系统，其特征在于，包括： 预设燃料源模块，所述预设燃料源模块用于提供氨燃料； 氨发动机，所述氨发动机包括发动机输入端和发动机输出端，所述发动机输入端与所述预设燃料源模块连接； 预设重整器，所述预设重整器包括废气输入端、废气输出端、燃料输入端以及重整气输出端，所述废气输入端与所述发动机输出端连接，所述燃料输入端与所述预设燃料源模块连接，所述重整气输出端与所述发动机输入端连接，所述预设重整器用于对所述氨燃料进行重整，得到富氢混合气体； 预设脱硝反应器，所述预设脱硝反应器包括第一脱硝输入端、第二脱硝输入端以及尾气排放端，所述第一脱硝输入端与所述废气输出端连接，所述第二脱硝输入端与所述预设燃料源模块连接，所述预设脱硝反应器用于对废气进行脱硝反应，得到目标排放气体，所述尾气排放端用于对所述目标排放气体进行排放； 预设控制单元，所述预设控制单元分别与所述预设燃料源模块以及所述氨发动机连接，所述预设控制单元用于获取所述氨发动机的第一运行参数，根据所述第一运行参数确定所述预设燃料源模块提供的所述氨燃料的预设供给量，并调整所述预设燃料源模块的氨燃料输出量；其中，所述预设供给量包括需要通过所述预设燃料源模块向所述氨发动机提供的第一输入量、向预设重整器提供的第二输入量以及向预设脱硝反应器提供的第三输入量。 2.根据权利要求1所述的氨发动机废气重整处理系统，其特征在于，所述系统还包括： 预混器，所述预混器包括第一预混输入端、第二预混输入端和第三预混输入端，以及预混输出端，所述第一预混输入端与所述预设燃料源模块连接，所述第二预混输入端与空气路连接，所述第三预混输入端与所述重整气输出端连接，所述预混输出端与所述发动机输入端连接，所述预混器用于将燃料、空气以及所述富氢混合气体进行混合，并输入所述氨发动机。 3.根据权利要求1所述的氨发动机废气重整处理系统，其特征在于，所述系统还包括： 等离子体电源，所述预设重整器和所述预设脱硝反应器均与所述等离子体电源连接，所述等离子体电源用于为所述预设脱硝反应器以及所述预设重整器提供电能。 4.根据权利要求1所述的氨发动机废气重整处理系统，其特征在于，所述系统还包括： 预设排放分析仪，所述预设排放分析仪设置于所述第一脱硝输入端与所述废气输出端之间，所述预设排放分析仪用于检测所述预设重整器的所述废气输出端排出的废气的组分浓度数据。 5.根据权利要求2所述的氨发动机废气重整处理系统，其特征在于，所述预设燃料源模块包括： 燃料存储单元，所述燃料存储单元用于存储所述氨燃料； 第一质量流量计，所述第一质量流量计设置于所述燃料存储单元与所述第一预混输入端之间，所述第一质量流量计用于控制所述氨燃料输入所述预混器的第一输入量； 第二质量流量计，所述第二质量流量计设置于所述燃料存储单元与所述燃料输入端之间，所述第二质量流量计用于控制所述氨燃料输入所述预设重整器的第二输入量； 第三质量流量计，所述第三质量流量计设置于所述燃料存储单元与所述第二脱硝输入端之间，所述第三质量流量计用于控制所述氨燃料输入所述预设脱硝反应器的第三输入量。 6.一种氨发动机废气重整处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取氨发动机的第一运行参数； 根据所述第一运行参数确定预设燃料源模块的氨燃料的预设供给量；其中，所述预设供给量包括需要通过所述预设燃料源模块向所述氨发动机提供的第一输入量、向预设重整器提供的第二输入量以及向预设脱硝反应器提供的第三输入量； 根据所述预设供给量调整所述预设燃料源模块的氨燃料输出量；其中，所述氨燃料输出量包括通过所述预设燃料源模块向所述氨发动机输出的第一燃料输出量、向所述预设重整器输出的第二燃料输出量以及向所述预设脱硝反应器输出的第三燃料输出量。 7.根据权利要求6所述的氨发动机废气重整处理方法，其特征在于，所述第一运行参数包括进气压力数据、过量空气系数、输出功率数据、缸压数据； 所述根据所述第一运行参数确定预设燃料源模块的氨燃料的预设供给量，包括： 根据所述进气压力数据和所述过量空气系数确定所述预设燃料源模块向预混器提供的第一输入量； 根据所述输出功率数据和所述缸压数据确定所述预设燃料源模块向所述预设重整器提供的第二输入量。 8.根据权利要求6所述的氨发动机废气重整处理方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取预设排放分析仪检测得到的组分浓度数据； 根据所述组分浓度数据确定所述预设燃料源模块向所述预设脱硝反应器提供的第三输入量。 9.根据权利要求7所述的氨发动机废气重整处理方法，其特征在于，所述根据所述预设供给量调整所述预设燃料源模块的氨燃料输出量，包括： 获取预设质量流量计的质量流量数据；其中，所述预设质量流量计包括第一质量流量计、第二质量流量计以及第三质量流量计； 根据所述质量流量数据和所述预设供给量控制所述预设质量流量计的开度，调整所述氨燃料输出量。 10.根据权利要求8所述的氨发动机废气重整处理方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取所述氨发动机的第二运行参数；其中，所述第二运行参数包括发动机废气温度数据、废气流量数据； 当根据所述第二运行参数确定所述预设重整器的重整效率小于预设制氢效率，控制等离子体电源启动，向所述预设重整器提供电能； 当根据所述组分浓度数据确定所述预设脱硝反应器的脱硝反应转化效率小于预设转化率，控制所述等离子体电源启动，向所述预设脱硝反应器提供电能。