液態燃料催化蒸汽和部分氧化重整在內燃機效率提高中的應用研究

本文研究了在廢氣再循環（EGR）混合物回路仿真中通過催化重整液體燃料以產生可用于增加化學計量燃燒發動機效率的重整產物的可能性。本文所進行的實驗在配備有Rh/Al2O3重整催化劑的模擬排氣流反應器上進行，所評估的燃料包括異辛烷、乙醇和汽油。對蒸汽重整和部分氧化重整兩者都進行了驗證(見文中Figure 1)，以確定生產重整產物的技術路線。

Figure 1.Diagram of automated flow reactor used to simulate EGR exhaust gas for thereformer.

通過實驗發現蒸汽重整在EGR回路中不可行，因為無論燃料種類如何，產生足夠濃度的重整產物所需的排氣溫度非常高（超過700攝氏度）。特別是汽油在蒸汽重整過程中表現出極差的性能，這可能是由于抑制燃料催化劑活性中硫的存在所導致。然而，取決于EGR氣體混合物中的燃料和操作條件，部分氧化重整能夠產生高達10%-16%的氫濃度，但要在最大氫氣產量和原始氫氣回收率之間需要進行折衷，因為產生高催化劑溫度所需的空氣流量和重整產物也導致燃料氧化成CO2和H2O，損失一些燃燒熱量。通過對三種燃料進行評估可知，異辛烷的總體性能最好，其次是乙醇，最后是汽油。總體而言，發現在使用Rh/Al2O3催化劑的模擬EGR混合物中液體燃料通過部分氧化重整可以表現出足夠高的重整產率和有利的能量，今后可以在化學計量燃燒發動機的EGR系統中進一步評估。EGR回路重整對發動機效率的凈影響將取決于EGR的氣體溫度和成分以及燃料性能，未來的研究將進一步研究此過程的耐久性。