Claims (18)
1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу в двигатель части газообразного и/или жидкого топлива в смеси с воздухом, подачу второй части топлива и воздуха в генератор для получения водородсодержащего конвертированного топлива, его смешение с исходным не конвертированным топливом, подачу полученной смеси в двигатель, управление составом смеси и соотношением количества топлива и конвертированного топлива, подаваемых в двигатель, отличающийся тем, что получение водородсодержащего конвертированного топлива, в котором суммарное содержание водорода и оксида углерода составляет не менее 30 об.% осуществляют в генераторе путем селективного окисления топлива в автотермическом режиме на структурированных катализаторах, запуск двигателя и его работу на холостом ходу осуществляют на водородсодержащем конвертированном топливе без подачи исходного топлива непосредственно в двигатель, а на рабочих режимах в двигатель подают воздух, основное и конвертированное топливо в соотношениях, обеспечивающих содержание токсичных компонентов в выхлопных газах: оксида углерода не более 3000 ppm, углеводородов не более 400 ppm, оксидов азота не более 20 ppm.1. The method of operation of an internal combustion engine, including supplying to the engine a portion of gaseous and / or liquid fuel mixed with air, supplying a second portion of fuel and air to a generator to produce hydrogen-containing converted fuel, mixing it with the original non-converted fuel, feeding the resulting mixture into engine, controlling the composition of the mixture and the ratio of the amount of fuel and converted fuel supplied to the engine, characterized in that the production of hydrogen-containing converted fuel into a cat rum, the total content of hydrogen and carbon monoxide is not less than 30 vol.% is carried out in the generator by selective oxidation of the fuel in an autothermal mode on structured catalysts, the engine is started and idled using hydrogen-containing converted fuel without supplying the original fuel directly to the engine, and at operating conditions, air, basic and converted fuel are supplied to the engine in ratios ensuring the content of toxic components in exhaust gases: approx carbon soda not more than 3000 ppm, hydrocarbons not more than 400 ppm, nitrogen oxides not more than 20 ppm.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве основного топлива, подаваемого непосредственно в двигатель, и топлива, подаваемого на конвертирование, используют топливо одного состава.2. The method according to claim 1, characterized in that the fuel of the same composition is used as the main fuel supplied directly to the engine and the fuel supplied for conversion.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве топлива используют природный газ и/или смесь пропан-бутан, и/или бензин, и/или дизельное топливо или их любую смесь.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the fuel used is natural gas and / or a mixture of propane-butane and / or gasoline and / or diesel fuel or any mixture thereof.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что конвертированное топливо содержит моноксид углерода в количестве не менее чем 25% от полученного количества водорода.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the converted fuel contains carbon monoxide in an amount of not less than 25% of the obtained amount of hydrogen.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обеднения рабочей смеси до коэффициента избытка воздуха α≥1,5 в двигатель подают конвертированное топливо с объемным содержанием водорода в количестве, обеспечивающем объемное содержание водорода по отношению к воздуху более 1,5%.5. The method according to claim 1, characterized in that for depletion of the working mixture to an excess air coefficient α≥1.5, converted fuel with a volumetric hydrogen content in an amount providing a volumetric hydrogen content of more than 1.5% with respect to air is fed to the engine .
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что селективное каталитическое окисление осуществляют в автотермическом режиме при временах контакта в интервале от 10-3 до 10-1 с.6. The method according to claim 1, characterized in that the selective catalytic oxidation is carried out in autothermal mode at contact times in the range from 10 -3 to 10 -1 s.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что генератор для получения водородсодержащего конвертированного топлива состоит из теплообменника, конвертора и пускового устройства.7. The method according to claim 1, characterized in that the generator for producing a hydrogen-containing converted fuel consists of a heat exchanger, a converter and a starting device.
8. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что для получения водородсодержащего конвертированного топлива необходимого состава в конвертор подают исходное топливо в смеси с воздухом в соотношении α=0,25-0,45.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that in order to obtain a hydrogen-containing converted fuel of the required composition, the source fuel is fed into the converter in a mixture with air in the ratio α = 0.25-0.45.
9. Способ по пп.1-8 отличающийся тем, что в качестве конвертора топлива используют каталитический реактор радиального типа, содержащий перфорированную заглушенную с одной стороны газораспределительную трубу со слоем катализатора, имеющую диаметр отверстий для подачи газа, меньше критического, и оснащенный устройством для предварительного подогрева реактора при его запуске.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that a radial type catalytic reactor is used as a fuel converter, comprising a perforated gas distribution pipe plugged on one side with a catalyst layer having a diameter of gas supply openings less than critical, and equipped with a device for preliminary heating the reactor when it is started.
10. Способ по пп.1-9, отличающийся тем, что катализатор представляет собой армированный пористый материал, содержащий в качестве активного компонента Rh, Ni, Pd, Co, Ru или их любую комбинацию и выполнен в виде плоских газопроницаемых и гофрированных армированных лент, навитых и спеченных с газораспределительной трубкой, с зазорами между витками с образованием газо-воздушных каталитически активных каналов между лентами.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the catalyst is a reinforced porous material containing Rh, Ni, Pd, Co, Ru or any combination thereof as an active component and is made in the form of flat gas-permeable and corrugated reinforced tapes, wound and sintered with a gas distribution pipe, with gaps between the turns with the formation of gas-air catalytically active channels between the tapes.
11. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве конвертора топлива используют каталитический реактор с блочным катализатором селективного окисления топлива на металлическом, керамическом или металлокерамическом носителе.11. The method according to claims 1 to 7, characterized in that a catalytic reactor with a block catalyst for selective oxidation of fuel on a metal, ceramic or ceramic-metal support is used as a fuel converter.
12. Способ по пп.1-7, 11, отличающийся тем, что металлический, керамический или металлокерамический носитель представляет собой прямоканальный блок, в том числе микроканальный, или блочный материал со сложной конфигурацией каналов, или пеноматериал.12. The method according to claims 1 to 7, 11, characterized in that the metal, ceramic or cermet carrier is a direct channel block, including microchannel, or block material with a complex configuration of channels, or foam.
13. Способ по пп.1-7, 11-12, отличающийся тем, что в качестве активного компонента катализатора используют комбинацию оксида алюминия, кремния, переходных и редкоземельных элементов 4-6 периодов, преимущественно, Со, Ni, Mn, Ti, Zr; La, Се, Y, Sm, Pr, Gd с металлами платиновой группы, преимущественно Pt, Pd, Rh, Ir, Ru.13. The method according to PP.1-7, 11-12, characterized in that as the active component of the catalyst using a combination of aluminum oxide, silicon, transition and rare earth elements of 4-6 periods, mainly, Co, Ni, Mn, Ti, Zr ; La, Ce, Y, Sm, Pr, Gd with platinum group metals, mainly Pt, Pd, Rh, Ir, Ru.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме холодного пуска в разогретый за счет пускового устройства до температуры начала реакции конвертор подают часть топлива и воздух в соотношении 0,24-0,45 от стехиометрического, осуществляют реакцию селективного окисления топлива, подают продукты реакции в теплообменник для подогрева двигателя внутреннего сгорания и охлаждения полученных продуктов, а затем в двигатель для его запуска.14. The method according to claim 1, characterized in that in the cold start mode, the converter supplies part of the fuel and air in a ratio of 0.24-0.45 of the stoichiometric to the converter preheated by the starting device to the temperature of the reaction, the reaction is selective oxidation of the fuel, supplying reaction products to a heat exchanger for heating the internal combustion engine and cooling the resulting products, and then to the engine to start it.
15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что в качестве пускового устройства используют встроенный в конвертор электрический либо пламенный нагреватель, работающий на воздухе и исходном топливе.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that, as a starting device, an electric or flame heater operating in air and in the initial fuel built into the converter is used.
16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что запуск двигателя внутреннего сгорания осуществляют посредством подачи водородсодержащего конвертированного топлива, запасенного ранее в отдельном ресивере.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the start of the internal combustion engine is carried out by supplying a hydrogen-containing converted fuel stored previously in a separate receiver.
17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что разогрев конвертора при запуске осуществляют путем пропускания электрического тока непосредственно через электропроводящие элементы катализатора.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the converter is heated at startup by passing electric current directly through the electrically conductive elements of the catalyst.
18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что система охлаждения двигателя внутреннего сгорания объединена с теплообменником генератора для получения водородсодержащего конвертированного топлива за счет чего осуществляют предварительный подогрев двигателя при его запуске при отрицательных температурах.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the cooling system of the internal combustion engine is combined with a heat exchanger of the generator to produce hydrogen-containing converted fuel, thereby preheating the engine when it is started at low temperatures.