Sistema de combustión del motor que usa dióxido de carbono
Descripción general
 Se proporciona un sistema de combustión del motor que reduce la pérdida de energía, como el calor residual que se descarga de un motor y, por lo tanto, aumenta la relación entre la energía de viaje y la energía del combustible consumido y reduce las emisiones de dióxido de carbono. ] Introducir el combustible 1 en el motor 2 y quemarlo. El gas de escape que contiene dióxido de carbono se descarga del motor 2. Este gas de escape caliente se introduce en el reformador 3 para el intercambio de calor. Por otra parte, como el gas que se ha intercambiado calor, mientras que la introducción de un gas mixto de dióxido de carbono recuperado en este sistema el metano se almacena por separado del depósito de metano para el reformador 3, las reacciones de fila siguiente fórmula (1) Además, genera gas de hidrógeno y gas de monóxido de carbono. ] CH 4 + CO 2 → 2 H 2 + 2 CO fórmula (1)] El gas de hidrógeno y el monóxido de carbono generados se añaden al combustible para quemar el motor 2. Por otro lado, el gas de escape intercambiado térmicamente en el reformador 3 se introduce en el separador de dióxido de carbono 5, se recupera el dióxido de carbono y se consume haciendo reaccionar en este sistema como se describió anteriormente.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de combustión de motor en el que se reduce la cantidad de emisión de dióxido de carbono.
Antecedentes de la técnica
Generalmente, en un motor de automóvil, la relación de energía de viaje a energía de combustible consumida es muy baja, y la mayor parte de la energía de combustible consumida se descarga por calor o similar y es derrochadora en la actualidad. Por otro lado, el dióxido de carbono emitido por los automóviles es una de las causas del calentamiento global recientemente. Sin embargo, en los automóviles convencionales, es difícil reparar y recuperar dióxido de carbono en los gases de escape, y no se han tomado medidas contramedidas.
El hidrógeno tiene aproximadamente 3 veces la energía de reacción por masa en comparación con la gasolina y su poder calorífico es aproximadamente 2,7 veces mayor que la gasolina, por lo que se espera que sea el combustible para los motores de los automóviles. Mientras tanto, convencionalmente, el uso de combustible con hidrógeno añadido de aproximadamente varios gasolina% en los motores de automóviles utilizando gasolina como combustible, el motor debido al efecto de la amplitud y la velocidad de la velocidad de disparo de la gama de combustible tiene un hidrógeno operado incline quemar la condición, se puede ajustar a una alta compresión de la banda, como resultado se sabe que es posible mejorar la eficiencia del combustible (por ejemplo, de la Sociedad Japonesa de Ingenieros mecánicos Vol. 52 484 No., 1,986 12,4084 4096 pp )
Tarea de solución
De acuerdo con ello, la presente invención es resolver el estado de la técnica descrito anteriormente, convencionalmente, el aumento de la relación de la energía corriendo a la energía total de consumo de combustible mediante la reducción de la pérdida de energía, tal como calor residual que se pierde es descargado desde el motor , Y reduce la emisión de dióxido de carbono, que causa el calentamiento global. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de combustión de motor en el que la energía, tal como el calor residual perdido, se recupera en forma de hidrógeno y se usa como combustible.
Solución
Para resolver los problemas descritos anteriormente, la presente invención, el dióxido de carbono se separa del gas de combustión de escape del motor, utilizando el calor de escape del motor mediante la reforma de metano por el dióxido de carbono, hidrógeno y monóxido de carbono , Y el motor se quema añadiendo el hidrógeno y el monóxido de carbono generados al combustible.
La figura 1 es un diagrama de flujo de un sistema de combustión de motor de la presente invención, y la figura 2 es una vista general del sistema. En las figuras 1 y 2, 1 es la gasolina, metano, metanol, combustible, tal como propano, 2 motores, 3 reformador 4 depósito de metano, 5 es un separador de dióxido de carbono. El sistema según la primera realización se describirá con referencia a las figuras 1 y 2.
El combustible 1 se introduce en el motor 2 desde el inyector de combustible 6 y se quema. Dado que el gas de escape de alta temperatura desde el motor 2 se descarga, se introduce el gas de escape en el reformador 3, el calor del gas de escape en el reformador 3, el dióxido de metano y de carbono y de intercambio de calor que se describirá más tarde. La figura 3 muestra el reformador 3. En el reformador 3, un gran número de capas de catalizador 12, que forman un paso para el metano y el dióxido de carbono, están dispuestas en forma de capas a intervalos para facilitar el intercambio de calor con el gas de escape quemado del motor. . El reformador 3 se mantiene a aproximadamente 650 800ºC mediante el calor del gas de escape del motor, y el metano se reforma con dióxido de carbono recuperado por separado a una temperatura de reacción de aproximadamente 700ºC usando el calor. , Se producen hidrógeno y monóxido de carbono. Esta reacción está representada por la siguiente fórmula (1).
CH 4 + CO 2 → 2 H 2 + 2 CO Fórmula (1)
Los ejemplos del catalizador usado en el reformador 3 incluyen níquel (Ni / SiO2) soportado sobre sílice, rutenio (Ru / Al2O4) soportado sobre alúmina, Ni, Ru, Rh, Pt, y Pd se usa. Particularmente, el catalizador soportado sobre óxido de magnesio es excelente en resistencia al calor.
Dado que el calor del gas de escape del motor se intercambia de calor en el reformador 3, el gas de escape cuya temperatura ha disminuido se descarga desde el reformador 3. Dado que el dióxido de carbono está contenido en el gas de escape del reformador 3, este gas de escape se introduce en el separador de dióxido de carbono 5 para separar el dióxido de carbono. Para este separador de dióxido de carbono 5, se usa adecuadamente una membrana de separación mediante un método de separación de membrana simple. Por ejemplo, se usa una membrana polimérica obtenida por polimerización por injerto de estireno sobre una membrana de politetrafluoroetileno como una membrana de separación de dióxido de carbono y sumergiéndola en etilendiamina. Esta membrana polimérica es una membrana polimérica que tiene la función de recuperar dióxido de carbono utilizando la propiedad de que la etilendiamina contenida en la membrana puede formar un complejo de forma reversible con dióxido de carbono.
Con el fin de aumentar el área superficial de esta membrana de polímero, esta membrana polimérica está hecha de fibra hueca, y es una membrana de separación de fibra hueca que tiene capacidad de separación de dióxido de carbono y soporta alta presión. Millones de estas membranas de separación de fibras huecas se agrupan y se colocan en un recipiente de presión de tubería y se usan como el separador de dióxido de carbono 5. Mediante la introducción de los gases de escape en el separador de dióxido de carbono 5, en el exterior de cada fibra de las membranas de separación de fibra hueca a través del gas de escape, dióxido de carbono, un material transparente que ha pasado a través de la pared de cada fibra, cada fibra Y se saca a través del interior de la porción hueca. Como se describió anteriormente, el dióxido de carbono así separado se mezcla con metano suministrado desde el tanque de metano 4 y se introduce en el reformador 3, por lo que la reacción de la fórmula (1) anterior se lleva a cabo de modo que el gas hidrógeno y uno Generando así gas de dióxido de carbono. Ciclo de conectar el reformador 3 y dióxido de carbono separador 5, una válvula de gas 9 proporcionó el conducto a través del cual el dióxido de carbono descargado desde el separador de dióxido de carbono 5, proporcionado en metano conducto se suministra desde el tanque de metano 4 La presión de gas se mantiene mediante la válvula de gas 10. Los caudales de dióxido de carbono y metano se ajustan con las válvulas de gas 9 y 10, respectivamente.
De esta manera, el calor del gas de escape se utiliza en la reacción en el reformador 3, después de que el gas de escape ha sido intercambiador de calor, pero se introduce en el separador de dióxido de carbono 5, el excedente del gas reformado, el separador de dióxido de carbono 5 A la atmósfera a través de la válvula de derivación 11 delante de él. Después de pasar a través del separador 5 de dióxido de carbono, el gas de escape que no contiene dióxido de carbono también se libera a la atmósfera. El gas reformado (H2 + CO) se ajusta la presión en el (tipo pistón) regulador de presión 7, se introduce en el paso lateral de entrada de la válvula de gas 8 inmediatamente antes del inyector de combustible 6, el motor 2 se fusiona con el aire tomado .
En el ciclo que conecta el reformador 3 y el motor 2, la presión del gas se mantiene mediante el regulador de presión 7 y la válvula de gas 8.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, es posible recuperar una parte del dióxido de carbono descargado convencionalmente y convertirlo en un gas combustible y usarlo, reduciendo así la emisión de dióxido de carbono. Además, dado que el calor residual del motor se utiliza como la energía térmica utilizada para reformar el metano mediante CO 2, la eficiencia energética es buena.
Además, agregar hidrógeno al combustible mejora la eficiencia térmica del motor. Además, dado que el hidrógeno tiene un amplio rango de inflamabilidad y tiene una alta velocidad de ignición, es posible establecer las condiciones de funcionamiento del motor para quemar la combustión y el lado de alta compresión.
Breve descripción de los dibujos
Fig. 1 Diagrama de configuración del sistema de combustión del motor de la presente invención
La figura 2 es una vista general del sistema de combustión del motor de la presente invención.
La figura 3 muestra un reformador en el sistema de combustión del motor de la presente invención.
1 de combustible
2 motor
3 reformador
Tanque de metano 4
5 separador de dióxido de carbono
6 Inyector de combustible
7 Regulador de presión
8, 9, 10 válvula de gas
11 Válvula de derivación
12 capa de catalizador
Reclamo
Reclamaciones: 1. Un método para separar el dióxido de carbono de un gas de escape de combustión de un motor, reformando el metano con el dióxido de carbono utilizando el calor de escape de un motor para producir hidrógeno y monóxido de carbono. Un sistema de combustión del motor caracterizado por agregar carbón a un combustible para quemar un motor.
Dibujo :
Application number :1994-002615
Inventors :株式会社エクォス?リサーチ
Original Assignee :谷崎勝二、石子超基