專利名稱：用于碳氫燃料加熱及裂解的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對高壓下碳氫燃料進行加熱并促使其發(fā)生裂解的方法。
背景技術：
碳氫燃料在高壓下加熱，進入超臨界態(tài)。此時若將其注入發(fā)動機燃燒室中，燃料可瞬間氣化，不需要經(jīng)過通常的霧化-氣化過程，這將有利于實現(xiàn)快速點火及燃料的完全燃燒。
在高于燃料裂解溫度的情況下，具有較大分子量的碳氫燃料將裂解成為小分子碳氫化合物，適宜的催化劑可有力地促進裂解過程。
使用經(jīng)過預先加熱、裂解的碳氫燃料，可使發(fā)動機工作性能大為優(yōu)化。然而，碳氫燃料裂解過程中出現(xiàn)的結(jié)炭問題，是實現(xiàn)上述加熱裂解過程的主要技術障礙，急需采取妥善方法予以解決。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種可使碳氫燃料在高壓下加熱、裂解且避免結(jié)炭危害的用于碳氫燃料加熱及裂解的方法。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案為一種用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，該方法包括以下兩個步驟(一)、使碳氫燃料在一級加熱器內(nèi)預熱至低于裂解溫度；(二)、經(jīng)預熱的碳氫燃料快速通過第二級加熱器，在通過該第二級加熱器的過程中加熱至超過裂解溫度，并完成裂解。
進一步，在所述步驟(二)中，已預熱的碳氫燃料流經(jīng)該第二級加熱器時，與該第二級加熱器的管壁及管內(nèi)填充物換熱。
進一步，在所述步驟(二)中，碳氫燃料在第二級加熱器內(nèi)升溫至超過裂解溫度后，在第二級加熱器管壁及其填充物所提供的催化劑的催化作用下充分裂解。
進一步，碳氫燃料預熱至低于裂解溫度后經(jīng)加壓驅(qū)動系統(tǒng)輸運至二級加熱器及燃燒室。
本發(fā)明的二級加熱方法可保證將預熱碳氫燃料在流動過程中迅速加熱至超過裂解溫度并完成裂解過程，避免了結(jié)炭產(chǎn)物的集聚與沉積；另外，第二級加熱器管材及其填充物作為加熱體的同時還對燃料的裂解起到催化劑的作用，使整個加熱、裂解過程得以快速、高效地完成。


圖1為本發(fā)明過程示意圖。
具體實施例方式一種用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，該方法包括以下步驟如圖1所示，首先，使冷燃料經(jīng)注入系統(tǒng)1注滿第一級加熱器2，在第一級加熱器2中將碳氫燃料加熱至超臨界態(tài)；該第一級加熱器通過溫度控制儀連接電源，接通電源后溫度升高至預定溫度，該溫度不超過碳氫燃料裂解溫度，以避免裂解積炭的大量出現(xiàn)。
然后，使加熱至預定溫度的碳氫燃料快速進入已加熱至最終溫度的第二級加熱器3，碳氫燃料在流經(jīng)該第二級加熱器的過程中被加熱至最終溫度，該溫度高于裂解溫度。高于裂解溫度的碳氫燃料在催化作用下完成裂解，裂解燃料攜帶結(jié)炭產(chǎn)物流入燃燒室4。該第二級加熱器通過溫控儀連接電源，通過控溫加熱使二級加熱器管及其內(nèi)的填充物升溫至預定溫度。加熱至預定溫度的碳氫燃料進入第二級加熱器的過程中，可通過與第一級加熱器2相連接的加壓驅(qū)動系統(tǒng)5加壓輸運至二級加熱器及燃燒室。
第二級加熱器3采用管狀加熱器，管內(nèi)設有填充物，該二級加熱器管及其內(nèi)的填充物均選用可對碳氫燃料的裂解過程起催化作用的材料，已預熱的碳氫燃料流經(jīng)該第二級加熱器時，與二級加熱器的管壁及管內(nèi)填充物換熱，被迅速結(jié)熱至最終溫度，并且在二級加熱器管壁及其填充物所提供的催化劑的催化作用下完成裂解。
該碳氫燃料為用于各類發(fā)動機的汽油、煤油等液體燃料。
權(quán)利要求
1.一種用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，其特征在于該方法包括以下兩個步驟(一)、使碳氫燃料在一級加熱器內(nèi)預熱至低于裂解溫度；(二)、經(jīng)預熱的碳氫燃料快速通過第二級加熱器，在通過該第二級加熱器的過程中加熱至超過裂解溫度，并完成裂解。
2.如權(quán)利要求1所述的用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，其特征在于在所述步驟(二)中，已預熱的碳氫燃料流經(jīng)該第二級加熱器時，與該第二級加熱器的管壁及管內(nèi)填充物換熱。
3.如權(quán)利要求2所述的用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，其特征在于在所述步驟(二)中，碳氫燃料在第二級加熱器內(nèi)升溫至裂解溫度后，在二級加熱器管壁及其填充物所提供的催化劑的催化作用下充分裂解。
4.如權(quán)利要求1所述的用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，其特征在于在所述步驟(一)中，碳氫燃料預熱至低于裂解溫度后經(jīng)加壓驅(qū)動系統(tǒng)輸運至二級加熱器及燃燒室。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于碳氫燃料加熱及裂解的方法，該方法包括兩個步驟(一)、使碳氫燃料在一級加熱器內(nèi)預熱至低于裂解溫度；(二)、經(jīng)預熱的碳氫燃料快速通過第二級加熱器，在通過該第二級加熱器的過程中加熱至高溫，并完成裂解。本發(fā)明的二級加熱方法可保證將預熱碳氫燃料在流動過程中迅速加熱至超過裂解溫度并完成裂解過程，避免了結(jié)炭產(chǎn)物的集聚與沉積；另外，第二級加熱器管材及其填充物作為加熱體的同時還對燃料的裂解起到催化劑的作用，使整個加熱、裂解過程得以快速、高效地完成。
文檔編號F02M31/02GK1699738SQ200510068018
公開日2005年11月23日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者盧錫年, 范學軍, 李英, 李建國, 俞剛, 張新宇 申請人:中國科學院力學研究所