汽車發(fā)動機廢熱化學水解制氫系統(tǒng)結構設計與分析*

朱 景 建

(湖州職業(yè)技術學院 機電工程分院, 浙江 湖州 313000)

課題的提出主要基于以下三個方面：其一，內燃機廢氣帶走的熱能占加入燃料總熱值的45%左右，排氣廢熱回收一直是行業(yè)研究的重點。盡管普遍采用的廢氣渦輪增壓技術較為成熟，但還存在不盡人意的地方，且該技術的廢熱回收率已到了極限；其二，汽車發(fā)動機加氫燃燒是節(jié)能和改善燃燒品質的新途徑，該技術在國外已經(jīng)用于汽車發(fā)動機。其三，汽車發(fā)動機采用富氧燃燒技術，以改善排放品質的研究方興未艾，但在膜過濾技術中的膜材料成本和壽命問題難以解決[1]。如果能在燃燒過程的中后期實現(xiàn)噴氧助燃，將會有更好的效果。

鑒于此，將熱化學水解制氫技術與汽車發(fā)動機廢熱回收及排放控制技術進行整合，將是一個兩全其美的方案，在發(fā)動機上實現(xiàn)三種技術整合的關鍵：一是熱化學水解制氫設備及工藝技術的微型化；二是汽車發(fā)動機排氣溫度的適度提高；三是在各化學反應階段合理利用排氣熱量。本課題針對這三個技術問題，結合當前汽車發(fā)動機技術現(xiàn)狀，以及汽車發(fā)動機技術的發(fā)展趨勢。進行了如下理論研究、技術方案設計和基本數(shù)據(jù)測量。

1 熱化學水解制氫基本原理

在全球能源生產(chǎn)向“氫能經(jīng)濟”轉型的發(fā)展趨勢下，以可再生資源水為原料生產(chǎn)氫氣代替日益枯竭的化石能源，是一項巨大而又十分有意義的工程。目前分解水制氫的方法很多，包括光催化分解水制氫、電解水制氫、熱解水制氫等。……