【技术实现步骤摘要】
本申请涉及氢氨发动机，特别涉及一种多热源氨裂解系统及车辆。
技术介绍
1、一直以来，已经熟知有氨作为燃料的氢氨发动机，但从氢氨发动机的氨燃料的点火性较差的特性考虑，氢氨发动机在低负荷运转时及高负荷运转时，氨的燃烧不充分，因此，为了辅助氨燃料的燃烧需要添加助燃剂。
2、作为助燃剂，可以使用烃类的燃料或氢。氨是由氢原子和氮原子构成的化合物，可以通过化学分解氨来制造氢，因此，从可以仅利用氨驱动氢氨发动机的方面考虑，认为使用通过分解氨制造的氢作为助燃剂是最理想的系统。
3、使用氨裂解催化剂由氨生成氢和氮的反应为吸热反应，在一定条件下氨的转化率受到热力学限制。氨在450℃时，氨裂解反应的热力学平衡转化率在99％以上。
4、但基于实际环境下的反应动力学限制，在配置催化剂的情况下，车载裂解要实现99％转化只能提高反应环境温度至600℃。再考虑到热交换过程的热量损失，作为氨裂解反应环境热源的热裂解气温度要求在650℃以上。
5、目前，氨裂解催化剂借助排气管尾气加热氨气，由于氨裂解催化剂的温度依赖于排气的温度，所以氢氨发动机在低负荷运转时，氢氨发动机中氨的燃烧效率很差。
6、因此，没有高温的排出气体供给到氨裂解催化剂，从而由氨生成氢及氮的反应进行性较差，结果用于促进氢氨发动机驱动的作为助燃剂的氢没有供给到低负荷运转状态的氢氨发动机，因此，氢氨发动机摆脱低负荷运转状态需要很长时间。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种多热源氨裂解系统及车辆
2、本申请实施例第一方面提供了一种多热源氨裂解系统，包括：
3、氨燃料供应单元，所述氨燃料供应单元包括液氨储罐，以及与所述液氨储罐连接将液氨转化为氨气的液氨蒸发器，所述液氨蒸发器通过一级氨气预热管路连通有氨裂解器；
4、氨燃料加热单元，所述氨燃料加热单元包括与所述一级氨气预热管路热交换的尾气管路，以及与所述一级氨气预热管路连通的氨氧化器，所述氨氧化器与所述氨裂解器热交换。
5、本申请的多热源氨裂解系统在液氨蒸发器与氨裂解器之间设有与尾气管路热交换的一级氨气预热管路，尾气管路排放的高温尾气对液氨蒸发器供应的氨气进行一级预热，经过一级预热的氨气温度升高后分别进入氨裂解器和氨氧化器内。
6、进入氨氧化器内的氨气与氧气产生放热反应，通过控制氧气和氨气的比例，稳定氨氧化器出口高温尾气温度在650℃附近进而与氨裂解器进行热交换。进入氨裂解器内的氨气被氨氧化器加热至600℃附近使氨气裂解产生氢气对氢氨发动机助燃，进而可以满足氢氨发动机不同工况下的需求。
7、在一些实施中：所述氨氧化器与所述氨裂解器均分别连接有电加热器，或者所述氨氧化器与所述氨裂解器之间设有同步对所述氨氧化器与所述氨裂解器进行加热的电加热器。
8、在一些实施中：所述氨裂解器上连接有用于测量所述氨裂解器温度的第一温度传感器，所述氨氧化器连接有用于测量所述氨氧化器温度的第二温度传感器；
9、所述第一温度传感器和第二温度传感器均通过控制器与所述电加热器连接，当所述氨裂解器或氨氧化器的温度低于设定阈值，所述控制器控制电加热器加热所述氨裂解器和/或氨氧化器。
10、在一些实施中：所述氨氧化器的入口端通过氨气支路与所述一级氨气预热管路连通，所述氨气支路上设有调节进入氨气流量的第一流量控制泵，以及调节进入氧气流量的第二流量控制泵。
11、在一些实施中：所述氨裂解器的入口端通过二级氨气预热管路与所述一级氨气预热管路连通，所述二级氨气预热管路上设有调节进入氨气流量的第三流量控制泵，所述氨裂解器的出口端连接有裂解气缓冲罐。
12、在一些实施中：所述氨氧化器的出口端连接有与所述氨裂解器热交换的第一氨裂解热交换流道板，所述第一氨裂解热交换流道板的末端连通有与所述二级氨气预热管路热交换的第二氨裂解热交换流道板。
13、在一些实施中：所述氨氧化器、氨裂解器、第一氨裂解热交换流道板和第二氨裂解热交换流道板均为板式结构；
14、所述氨裂解器贴合连接在所述氨氧化器和第一氨裂解热交换流道板之间；
15、所述二级氨气预热管路贴合连接在第一氨裂解热交换流道板和第二氨裂解热交换流道板之间。
16、在一些实施中：所述第二氨裂解热交换流道板的末端与所述尾气管路连通，且所述第二氨裂解热交换流道板的末端在尾气管路上位于所述一级氨气预热管路与尾气管路热交换位置的上游。
17、在一些实施中：所述尾气管路包括包覆在所述一级氨气预热管路外周的尾气加热管，所述一级氨气预热管路部分位于所述尾气加热管内相互间隙配合，所述一级氨气预热管路连接有调节氨气流量进入氢氨发动机的第四流量控制泵。
18、本申请实施例第二方面提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一实施例所述的多热源氨裂解系统，以及氢氨发动机，所述氢氨发动机的主燃烧室连通一级氨气预热管路，所述氢氨发动机的预燃烧室连通氨裂解器。
19、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
20、本申请实施例提供了一种多热源氨裂解系统及车辆，由于本申请的多热源氨裂解系统设置了氨燃料供应单元，该氨燃料供应单元包括液氨储罐，以及与液氨储罐连接将液氨转化为氨气的液氨蒸发器，液氨蒸发器通过一级氨气预热管路连通有氨裂解器；氨燃料加热单元，该氨燃料加热单元包括与一级氨气预热管路热交换的尾气管路，以及与一级氨气预热管路连通的氨氧化器，氨氧化器与氨裂解器热交换。
21、因此，本申请的多热源氨裂解系统在液氨蒸发器与氨裂解器之间设有与尾气管路热交换的一级氨气预热管路，尾气管路排放的高温尾气对液氨蒸发器供应的氨气进行一级预热，经过一级预热的氨气温度升高后分别进入氨裂解器和氨氧化器内。进入氨氧化器内的氨气与氧气产生放热反应，通过控制氧气和氨气的比例，稳定氨氧化器出口高温尾气温度在650℃附近进而与氨裂解器进行热交换。进入氨裂解器内的氨气被氨氧化器加热至600℃附近使氨气裂解产生氢气对氢氨发动机助燃，进而可以满足氢氨发动机不同工况下的需求。
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1.一种多热源氨裂解系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
4.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
6.如权利要求5所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
7.如权利要求6所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
8.如权利要求6或7所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
9.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至9任一项所述的多热源氨裂解系统，以及氢氨发动机，所述氢氨发动机的主燃烧室连通一级氨气预热管路(14)，所述氢氨发动机的预燃烧室连通氨裂解器(13)。
【技术特征摘要】
1.一种多热源氨裂解系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
4.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
6.如权利要求5所述的一种多热源氨裂解系统，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，庞磊，林浩，董才月，田朕，赵月，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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