液態(tài)燃料催化蒸汽和部分氧化重整在內(nèi)燃機(jī)效率提高中的應(yīng)用研究

本文研究了在廢氣再循環(huán)（EGR）混合物回路仿真中通過催化重整液體燃料以產(chǎn)生可用于增加化學(xué)計量燃燒發(fā)動機(jī)效率的重整產(chǎn)物的可能性。本文所進(jìn)行的實驗在配備有Rh/Al2O3重整催化劑的模擬排氣流反應(yīng)器上進(jìn)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(jìn)行了驗證(見文中Figure 1)，以確定生產(chǎn)重整產(chǎn)物的技術(shù)路線。

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

通過實驗發(fā)現(xiàn)蒸汽重整在EGR回路中不可行，因為無論燃料種類如何，產(chǎn)生足夠濃度的重整產(chǎn)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(xiàn)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(dǎo)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(chǎn)生高達(dá)10%-16%的氫濃度，但要在最大氫氣產(chǎn)量和原始?xì)錃饣厥章手g需要進(jìn)行折衷，因為產(chǎn)生高催化劑溫度所需的空氣流量和重整產(chǎn)物也導(dǎo)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(jìn)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)出足夠高的重整產(chǎn)率和有利的能量，今后可以在化學(xué)計量燃燒發(fā)動機(jī)的EGR系統(tǒng)中進(jìn)一步評估。EGR回路重整對發(fā)動機(jī)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(jìn)一步研究此過程的耐久性。