Автомобільний реактор конверсії метанолу

1. Автомобільний реактор конверсії метанолу, що вміщує корпус із встановленими в ньому пористими блоками з нанесеним каталізатором, який відрізняється тим, що на один з блоків нанесений каталізатор конверсії метанолу, а на інший - каталізатор окислення продуктів неповного згоряння палива. 2. Реактор за п. 1, який відрізняється тим, що пористий блок з каталізатором конверсії метанолу має вигляд циліндра з виконаним у ньому центральним отвором у вигляді конуса. 39296 При цьому температура гранул каталізатора підвищується - саморозігрів, що може призвести до термічного руйнування матриці нейтралізатора. Відомий реактор конверсії метанолу (див. патент 4444158 США, кл. МПК F02В75/12 за 1984 p.), обраний за прототип, який складається з пористих каталізаторних блоків у вигляді нанесеного на основу з глинозему мідно-нікелевого каталізатора - у першій зоні реактора і мідно-цинкового - у другій. Перший каталізаторний блок працює при більш високій температурі, інший - при більш низькій, що обумовлює їх розташування в реакторі за ходом відпрацьованих газів. Недоліком цього реактора є мала ступінь конверсії метанолу при низькій температурі відпрацьованих газів двигуна, коли він працює на часткових режимах. В основу винаходу поставлено задачу підвищення ефективності роботи реактора конверсії метанолу шляхом нанесення на один з блоків каталізатора окислення продуктів неповного згоряння палива. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в реакторі, що складається з корпусу, в якому встановлені пористі блоки (наприклад з пенометалу) з нанесеним каталізатором, передбачені наступні відмінності: - на один з блоків нанесений каталізатор конверсії метанолу, а на інший - каталізатор окислення продуктів неповного згоряння палива. Пористі блоки відокремлені і мають можливість теплообміну між собою. Це дає можливість компенсації температур каталізаторів конверсії метанолу та окислення продуктів неповного згоряння палива; - пористий блок з каталізатором конверсії метанолу виконаний у вигляді циліндра з центральним отвором у вигляді конуса. Через цей отвір по вмонтованому в ньому пористому блоку каталізатора окислення продуктів неповного згоряння проходять відпрацьовані гази, які віддають своє тепло для реакції конверсії метанолу; - пористий блок з каталізатором окислення продуктів неповного згоряння палива виконаний у вигляді усіченого конуса, розташованого більшою основою назустріч потокові відпрацьованих газів, та має неоднакову пористість при звуженні конуса. Таким чином знижується гідравлічний опір відпрацьованим газам; - у порожнині нижньої кришки реактора встановлено не менш двох перфорованих пластин, отвори яких неспіввісні. Це допомагає рівномірному розподілу реагенту в пористому блоці каталізатора конверсії метанолу; - у вихідному патрубку конверсії метанолу виконаний забірник байпасного каналу для перепуску відпрацьованих газів до продуктів конверсії. Коли кількість водню в продуктах конверсії дійде до того рівня, при якому їх згоряння в двигуні призводить до детонаційних процесів, по каналу подаються відпрацьовані гази, які знижують концентрацію водню в паливі. Тепловий ефект реакції конверсії метанолу складає 90 кД ж/міль: CH3OH→CO+2H2+Q При недостачі тепла відпрацьованих газів для конверсії метанолу під час роботи двигуна на часткових режимах шляхом перепуску частки продук тів конверсії, що містять СО, на блок з каталізатором окислення продуктів неповного згоряння палива, можливий розігрів блока конверсії метанолу до рівня, необхідного для проходження реакції з максимально можливим ступенем конверсії метанолу. Технічна суть і принцип дії запропонованого реактора пояснюються кресленням, де на фіг. 1 зображено автомобільний реактор конверсії метанолу, а на фіг. 2 - вид на розтин А-А. Запропонований автомобільний реактор конверсії метанолу складається з корпусу 1, вхідного патрубка 2 відпрацьованих газів, кришки 3, пористого блока 4 каталізатора конверсії метанолу, пористих блоків 5 та 6 каталізатора окислення продуктів неповного згоряння палива різної пористості, вхідного патрубка 7 випарювання метанолу, вихідного патрубка 8 продуктів конверсії, перепускного каналу 9 відпрацьованих газів до продуктів конверсії, вогнегасника 10, перфорованих пластин 11. Пристрій працює таким чином. Випарений метанол через патрубок 7 надходить у порожнину кришки 3. Вихороподібний рух пароподібного метанолу разом з двома перфорованими пластинами 11, отвори яких неспіввісні, допомагає рівномірному розподілу реагенту в пористому блоці 4 каталізатора конверсії метанолу. Нагрів пористого блока 4 до температур, необхідних для проходження реакції конверсії метанолу здійснюється шляхом теплопередачі від пористих блоків 5 та 6 каталізатора окислення продуктів неповного згоряння палива за рахунок проходження через них відпрацьованих газів і теплового ефекту реакції окислення. Крім того, ендотермічна реакція конверсії метанолу допомагає захисту блоків 5 та 6 від надто значного нагріву і руйнування. Пористі блоки 5 та 6 каталізатора окислення продуктів неповного згоряння палива зроблено у вигляді усіченого конуса, більша основа яких розташована назустріч відпрацьованим газам. Пористість блоків 5 та 6 зроблена так, щоб зберегти незмінними їх гідравлічний опір відпрацьованим газам при зміненні площі перетину блоків. Продукти конверсії метанолу покидають реактор з патрубка 8, у якому встановлена трубка перепускного каналу 9 деякої частини продуктів конверсії, вміщуючих СО, до каталізатора окислення при недостачі тепла в реакторі. Коли кількість водню в продуктах конверсії дійде до того рівня, при якому їх згоряння в двигуні призводить до детонаційних процесів, по трубі 9 подаються відпрацьовані гази, які знижують концентрацію водню в паливі. Напрямок потоку по перепускному патрубку регулюється зміною тиску випареного метанолу, який йде до реактора. Поступаючий до відпрацьованих газів водень допомагає допалюванню палива та мастила, виносимого з циліндру і обов'язково осідаючого на пористому носії каталізатора окислення. Для недопущення зворотних спалахів у вхідному патрубку відпрацьованих газів встановлений вогнегасник 10. 2 39296 Запропонований автомобільний реактор конверсії метанолу забезпечує в порівнянні з прототипом такі переваги: - поліпшення розповсюдження випареного метанолу по каталізатору за рахунок сполучення вихрового потоку і набору перфорованих пластин з неспіввісними отворами; - зниження тепловіддачі в навколишнє середовище через стінки реактора; - можливість компенсації температур каталізаторів конверсії метанолу й окислення продуктів неповного згоряння палива, що особливо важливо при роботі двигуна на часткових навантаженнях і холостому ході. Фіг. 1 3 39296 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4