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CN118188232A - 一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法 - Google Patents

一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法 Download PDF

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CN118188232A
CN118188232A CN202410532189.2A CN202410532189A CN118188232A CN 118188232 A CN118188232 A CN 118188232A CN 202410532189 A CN202410532189 A CN 202410532189A CN 118188232 A CN118188232 A CN 118188232A
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hydrogen
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江莉龙
都成君
陈崇启
林立
罗宇
张卿
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Fuda Zijin Hydrogen Energy Technology Co ltd
Fuzhou University
Original Assignee
Fuda Zijin Hydrogen Energy Technology Co ltd
Fuzhou University
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Abstract

本发明公开了一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法，液氨罐通过液氨泵与液氨汽化器进口连接，液氨汽化器出口通过第一管路与氨催化反应制氢装置的进口端连接，氨催化反应制氢装置的出口端通过第二管路与氢氮气混合器连接，氢氮气混合器上还连接空气进气管，发动机的压气机进气端与氢氮气混合器连接，发动机的压气机出气端通过第三管路与发动机的进气歧管连接，第一管路上设有调压阀；发动机的排气歧管出气端通过第四管路与后处理装置连接。本发明在发动机的压缩上止点附近，火花塞点燃进入进气歧管内的氢气、氮气、氨气和空气混合气体，将燃料的燃烧化学能转换为发动机的机械能，使氨氢融合发动机结构紧凑化，不对环境造成污染。

Description

一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法
技术领域
本申请涉及清洁能源设备技术领域，具体涉及一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法。
背景技术
随着工业的发展，人们对环境保护日渐重视，各种清洁能源的使用和研究逐渐开展起来；其中氢能源作为一种高效环保的绿色能源而广泛使用，然而氢能源的储存和运输以及供应链成本一直是氢能发展的困扰因素之一；氨作为一种大宗无机化合物，液化后易于运输和储存，且氨是一种无碳富氢的能源载体，因此通过氨气分解来制备氢气以作为燃料是一种具有良好经济效益和可持续发展的技术方案。
CN 114635787A公开了一种热分解低压混合型氨燃料发动机，对于氨分解反应装置的体积和催化剂转化率具有较大依赖，整体能量利用效率不高。
CN 114412668A提供了一种氨氢融合型混合动力系统及发动机，该专利文献采用氢气射流点火的燃烧系统，当氢气的喷射压力达到11bar时，可能要增加氢气增压泵，增压泵的使用会增加发动机的功耗；且该专利文献中采用气体分离装置，通过分析筛将氢气与杂质气体进行分离，整个系统较为复杂。
CN 115853636A涉及一种增程式混合动力氢基发动机系统及其控制方法，该专利文献采用氢气缸内直喷方式，氨裂解制氢后，氢气需经增压泵将氢气的压力提高至所需的喷射压力，而采用增压泵会增加发动机的功耗。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机及控制方法，整个发动机系统结构紧凑，且对于氨反应制氢装置体积要求和催化剂转化率要求不高。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，包括液氨罐、液氨泵、液氨汽化器、氨催化反应制氢装置、氢氮气混合器和发动机，所述液氨罐通过所述液氨泵与所述的液氨汽化器进口连接，所述液氨汽化器出口通过第一管路与所述氨催化反应制氢装置的进口端连接，所述氨催化反应制氢装置的出口端通过第二管路与所述氢氮气混合器连接，所述氢氮气混合器上还连接空气进气管，所述发动机的压气机进气端与所述氢氮气混合器连接，所述发动机的压气机出气端通过第三管路与所述发动机的进气歧管连接，所述第一管路上设有调压阀；所述发动机的排气歧管出气端通过第四管路与后处理装置连接。
进一步地，所述氨催化反应制氢装置中还设有加热器和温度传感器，所述温度传感器用于监测氨气分解过程中所述氨催化反应制氢装置内部的催化温度，所述加热器根据所述温度传感器的反馈温度，控制所述氨催化反应制氢装置的加热温度。
进一步地，所述第四管路贯穿于所述氨催化反应制氢装置后，与所述后处理装置连接，所述第四管路与所述氨催化反应制氢装置的制氢腔室形成换热设置，所述第四管路上还连接一绕经所述氨催化反应制氢装置的旁路，所述旁路上设有排气旁通阀，根据所述温度传感器的反馈温度，通过控制所述排气旁通阀的开度，控制所述氨催化反应制氢装置的加热温度。
进一步地，所述空气进气管上还设有空气过滤器，用于净化空气。
进一步地，沿着所述第一管路中的氨气走向，在所述第一管路上依次设有调压阀、缓冲装置I和低压氨气喷射阀，通过调节所述调压阀，控制含有氢气和氮气混合气体的压力小于50kPa；沿着所述第二管路中的氢氮气走向，在所述第二管路上依次设有换热器、过滤器、缓冲装置II和氢氮气喷射阀。
进一步地，所述第三管路上还设有中冷器和节气门，所述中冷器用于将所述压气机压缩后的空气、氢气、氮气和氨气混合气体进行降温处理。
优选地，所述发动机的涡轮与所述排气歧管连接，所述发动机的涡轮与压气机同轴连接，用于带动所述压气机提高空气和氢氮混合气的压力。
优选地，所述氨催化反应制氢装置中填充有钌基催化剂。
进一步地，所述发动机的冷却水通过第五管路与所述液氨汽化器连接，用于针对所述液氨汽化器中的液氨形成换热，所述第五管路上设有控制阀。
另一方面，本发明还提供了基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机的控制方法，包括如下步骤：
液氨罐中的液氨经液氨泵输入至液氨汽化器中汽化；
汽化后的氨气经第一管路进入氨催化反应制氢装置，将氨气分解为氢气、氮气和氨气，再经第二管路进入至氢氮气混合器；
经发动机的压气机增压，在氢氮气混合器中吸入空气，并同氢气、氮气和氨气形成混合气体，再经第三管路进入至发动机的进气歧管；
发动机处于进气冲程时，混合气体进入发动机的缸内；
在发动机的压缩上止点附近，火花塞点燃缸内的混合气体，将热能转换为发动机的机械能；
发动机产生的燃烧废气排至发动机的排气歧管，经第四管路排至后处理装置中。
进一步地，通过调压阀控制氨催化反应制氢装置中的氨氮混合气的压力为50kPa以下，在发动机的进气歧管形成的可燃氢气、氮气、氨气和空气混合气体中，氢气占混合气体的10～20％。
进一步地，通过打开与液氨汽化器连接的第五管路上的控制阀，将发动机排出的冷却水为液氨汽化器提供汽化热量，供液氨汽化器对液氨进行汽化。
进一步地，根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度低于温度阈值时，开启加热器对氨催化反应制氢装置进行加热，直至将氨催化反应制氢装置的催化温度加热到所设定的温度阈值，停止加热器加热；氨催化反应制氢装置将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
进一步地，根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度高于温度阈值时，通过调节旁路上的排气旁通阀开度，使第四管路中燃烧尾气流量经氨催化反应制氢装置减小，控制氨催化反应制氢装置的催化温度维持在设定的温度阈值，使其将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
本发明技术方案，具有如下优点：
A.本发明系统将液氨进行汽化后，在调压阀的控制作用下，在氨催化反应制氢装置中将氨气进行催化分解反应，形成低压的氢气、氮气和氨气混合气体，并同空气经压气机吸入发动机的进气歧管，在发动机的进气歧管内形成可燃的氢气、氮气、氨气和空气的混合气体，在发动机的缸内点燃燃烧，将燃烧化学能转换为发动机的机械能；本发明充分考虑了氨催化反应制氢装置低压时可提高氨气催化反应的转换效率，并同时省略氢气的增压泵及气体分离装置以减小发动机的功耗，整个发动机系统更加紧凑。
B.本发明通过调压阀控制氨催化反应制氢装置中氨气转化为氢气和氮气的混合压力小于50kPa，并使进气歧管中的氢气占混合气体10-20％，可以减小氨催化反应制氢装置的体积及对催化剂转化效率的要求。
C.本发明在制氢过程中，充分利用了发动机动能，为发动机压气机进行增压驱动，同时利用发动机排出的冷却水为液氨汽化器进行换热，提高系统的能量循环利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机的结构示意图；
图2为本发明所述的一种基于低压氨反应制氢的加热器的控制逻辑图；
图3为本发明所述的一种基于低压氨反应制氢的发动机排气旁通阀的控制逻辑图；
图4为本发明提供的控制方法流程图。
图中标识具体如下：
1-液氨罐；2-开关阀；3-液氨泵；4-液氨汽化器；5-调压阀；6-缓冲装置I；7-低压氨气喷射阀；8-后处理装置；9-氨催化反应制氢装置；10-加热器；11-温度传感器；12-排气旁通阀；13-压力传感器；14-换热器；15-过滤器；16-缓冲装置II；17-氢氮气喷射阀；18-氢氮气混合器；19-压气机；20-涡轮；21-排气歧管；22-火花塞；23-发动机；24-进气歧管；25-节气门；26-中冷器；27-空气过滤器；28-控制阀；a-第一管路；b-第二管路；c-第三管路；d-第四管路；e-第五管路；f-旁路；g-空气进气管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，包括液氨罐1、液氨泵3、液氨汽化器4、后处理装置8、氨催化反应制氢装置10、氢氮气混合器18和发动机23，液氨罐1通过管路与液氨泵3的进口端连接，液氨泵3的出口端与液氨汽化器4的进口通过管路连接，且在液氨泵3和液氨罐1之间的管路上安装有开关阀2，液氨泵3用于将液氨燃料从液氨罐1中抽出并输送至液氨汽化器4中，液氨汽化器4用于将液氨汽化为气态氨；液氨汽化器4出口连接第一管路a，第一管路a的出口端连接氨催化反应制氢装置9的进口端，氨催化反应制氢装置9的出口端通过第二管路b与氢氮气混合器18连接，氢氮气混合器18上还连接一空气进气管g，优选在空气进气管g上设有空气过滤器27，用于过滤掉空气中的杂质，发动机23的压气机19进气端与氢氮气混合器18连接，发动机23的压气机19出气端通过第三管路c与发动机23的进气歧管24连接，第一管路a上设有调压阀5，用于调整进入氨催化反应制氢装置9中气态氨的压力，比如调整到4Bar。氨催化反应制氢装置9中填充的催化剂优选为钌基催化剂，氨气在催化剂的作用下能够更快更完整地分解生成氢气和氮气，氨催化反应制氢装置9可以在催化剂温度中温时，比如550℃，使得氨气转化制氢效率达到99％以上。
本发明所提供的发动机系统结构紧凑，为了在发动机23冷启动或排气温度较低时加热氨催化反应制氢装置9，作为本发明的其一实施方式，在氨催化反应制氢装置9中还设有加热器10和温度传感器11，温度传感器11用于监测氨气分解过程中氨催化反应制氢装置9内部的催化温度，加热器10根据温度传感器11的反馈温度，控制氨催化反应制氢装置9的加热温度。
这里的加热器10用于在发动机尾气温度较低或者冷启动时加热氨催化反应制氢装置9，在发动机冷启动或排气温度较低，可以通过加热器10加热氨催化反应制氢装置9，使温度控制在一定的范围，比如290-300℃；本发明在氨催化反应制氢装置9内部填充有催化剂，优选采用钌基催化剂，使得氨气在加热器10的共同作用下能够更快的分解生成氢气和氮气，提高了氨气的分解效率和混合气体中氢气的含量。本发明通过在氨催化反应制氢装置9上设置温度传感器11，可以准确获知催化温度，更便于控制氨催化反应氢气的转化效率，本发明进一步在第一管路a上设置调压阀5，在氨催化反应制氢装置9上还设有压力传感器13，压力传感器13用于监测氨气分解过程中氨催化反应制氢装置9内部的压力，并通过调压阀5控制经汽化的氨气压力，通过温度传感器11和压力传感器13来监控氨催化反应制氢装置9，根据温度传感器11和压力传感器13所检测到的温度和压力，来相应调整氨催化反应制氢装置9内部的温度和压力，从而控制氨催化反应制氢装置9的转化效率；根据不同类型的催化剂，压力和控制温度范围有所区别；比如，对于某一种催化剂在低压(1bar(表压))和温度300℃时，其转化效率可以达到20％，以控制混合气体中的氢气比例，优选的，氨催化反应制氢器的转化效率控制在10％～20％范围内；通过控制催化剂的入口压力，来控制从氨催化反应制氢装置9排出的含有氢气、氮气和氨气混合气体的压力；其中，从氨催化反应制氢装置9排出的含有氢气、氮气和氨气混合气体的压力小于一定压力，比如50kPa。
氨催化反应制氢装置9在催化分解反应过程中，为了充分利用发动机的燃烧尾气热能，减少发动机23中排出的气体中氮氧化物和未燃烧氨的产物对环境的影响，本发明将发动机23的排气歧管21通过第四管路d与后处理装置8连通，后处理装置8能够处理发动机23排出的气体中的氮氧化物和未燃烧氨产物，使得发动机23的尾气达到排放标准。
作为本发明的其一实施方式，将第四管路d贯穿于氨催化反应制氢装置9后，与后处理装置8连接，第四管路d与氨催化反应制氢装置9的制氢腔室形成换热设置，第四管路d上还连接一绕经氨催化反应制氢装置9的旁路f，在旁路f上设有排气旁通阀12，根据温度传感器11的反馈温度，通过控制排气旁通阀12的开度，控制氨催化反应制氢装置9的加热温度。
本发明将发动机23的排气歧管21与氨催化反应制氢装置9相连，从发动机23中排出的发动机尾气热量能够用于加热氨催化反应制氢装置9。这里结合图2和图3，针对发动机23在启动时以及正常运行过程中，对氨催化反应制氢装置9的温度控制，具体方法如下：
当从发动机23中排出的尾气温度较低时，或者发动机23冷启动时，通过加热器10加热氨催化反应制氢装置9，使氨催化反应制氢装置9中的温度控制在一定范围内，例如290～300℃；具体的，先读取温度传感器11和压力传感器13的检测值，如果温度传感器11中显示的数值小于温度阈值，则开启加热器10对氨催化反应制氢装置9进行加热，当温度传感器11中显示的温度达到温度阈值时，控制加热器10停止加热；若温度传感器11中显示的数值大于温度阈值，则加热器10停止工作。
当从发动机23中排出的尾气温度较高时，在氨催化反应制氢装置9的一定压力下(比如，1bar(表压))，温度传感器11的采集温度高于预定的温度阈值时，比如300℃，开启排气旁通阀12，使一定量的高温排气经过氨催化反应制氢装置9；具体的，先读取温度传感器11和压力传感器13的值，如果温度传感器11中显示的数值大于温度阈值，则开启位于旁路f上的排气旁通阀12，排气旁通阀12的开度大小与温度传感器11和压力传感器13检测值相关，当温度传感器11的检测值达到目标温度阈值时，维持排气旁通阀12的开度；如果温度传感器11中显示的检测值小于温度阈值，则发动机23的排气旁通阀12处于关闭状态。
作为本发明进一步优选的实施方式，本发明在沿着第一管路a中的氨气走向，在第一管路a上依次设有调压阀5、缓冲装置I6和低压氨气喷射阀7，通过调节调压阀5，控制含有氢气和氮气混合气体的压力小于50kPa。低压氨气喷射阀7用于控制喷入氨催化反应制氢装置9的氨气量，经过汽化后的氨气通过低压氨气喷射阀7喷入氨催化反应制氢装置9内部。本发明通过控制调压阀5，将经过汽化的氨气压力控制在一定范围内，例如3～5Bar。
作为本发明进一步优选的实施方式，沿着第二管路b中的氢气、氮气流动走向，在第二管路b上依次设有换热器14、过滤器15、缓冲装置II16和氢氮气喷射阀17。换热器14和氨催化反应制氢装置9的混合气体出口相连，换热器14用于冷却经过氨催化反应制氢装置9分解后的氢氮混合气体；过滤器15用于过滤混合气体中的杂质，氢氮气喷射阀17用于将氢氮气和微量未分解的氨气混合气体喷入氢氮气混合器18中；氨催化反应制氢装置9用于将输入的氨气转化为含有氢气和氮气的混合气体，含有氢气和氮气的混合气体的压力小于一定压力，比如50kPa；转化后的含有氢气和氮气的混合气体经过氢氮气喷射阀17喷入氢氮气混合器18中；空气过滤器27用于过滤空气，过滤后的空气输入氢氮气混合器18；氢氮气混合器18与发动机23上的压气机19相连，压气机19将经过氢氮气混合器18混合后的氢气、氮气、氨气和空气混合气体吸入至发动机23的进气歧管24中，压气机19用于提高空气和氢氮混合气体的压力，在进气歧管24内形成可燃的氢气、氮气、氨气和空气的混合气体，混合气体进入发动机23的缸内。
作为本发明进一步优选的实施方式，本发明还在第三管路c上设有中冷器26和节气门25，即，进气歧管24和压气机19之间设置有中冷器26，在中冷器26和进气歧管24之间设置有节气门25，中冷器26用于将压气机19压缩后的空气、氢气、氮气混合气体进行降温处理。
为了更好的利用发动机23高温废气能量，作为本发明进一步优选的实施方式，发动机23的排气歧管21与涡轮20相连，涡轮20与压气机19同轴相连；涡轮20能够带动压气机19提高空气和氢氮混合气的压力；压气机19将增压后的空气和氢气、氮气、氨气的混合气体吸入至进气歧管24之后，在发动机23上的进气歧管24内能够形成可燃的氢气、氮气、氨气和空气的混合气体，其中氢气占混合气体的10～20％；混合气体进入发动机23的缸内，在发动机23的压缩上止点附近火花塞22点燃缸内的混合气体，将燃料的燃烧化学能转换为发动机的机械能，为发动机23提供动力。这里的发动机23包含凸轮轴、进排气门、曲轴、活塞连杆等必要的发动机部件；混合气体燃烧后的尾气经过发动机23上的排气歧管21排出，而后进入后处理装置8。
发动机23在稳定运行时，发动机23排出的冷却水的温度可达到90℃以上，为了更进一步的利用发动机23的冷却水，提高系统的能量循环利用率，作为本发明进一步优选的实施方式，发动机23的冷却水通过第五管路e与液氨汽化器4之间相连，用于针对液氨汽化器4中的液氨形成换热，发动机23的冷却水流经液氨汽化器4，将液氨气化，发动机23和液氨汽化器4之间设置有控制阀28。
另外，如图4所示，本发明还提供了一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机的控制方法，其包括如下步骤：
【S01】液氨罐中的液氨经液氨泵输入至液氨汽化器中汽化。
汽化后的氨气进入第一管路，通过调压阀控制氨催化反应制氢装置中的氢氮混合气的压力为50kPa以下。本发明通过打开与液氨汽化器连接的第五管路上的控制阀，将发动机排出的冷却水为液氨汽化器提供汽化热量，供液氨汽化器对液氨进行汽化。
【S02】汽化后的氨气经第一管路进入氨催化反应制氢装置，将氨气分解为氢气、氮气和氨气，再经第二管路进入至氢氮气混合器。
氨催化反应制氢装置将氨气分解为氢气、氮气和氨气，再经第二管路进入至氢氮气混合器；在氨催化反应制氢装置内催化剂的作用下，促进氨气发生分解反应生成氢气、氨气和氮气的混合气体，催化剂优选为钌基催化剂，通过控制调压阀的开度，将含有氢气、氮气和氨气的混合气体的压力控制在3～5bar范围内。
具体方法包括如下两种情况：
当从发动机中排出的尾气温度较低时，或者发动机冷启动时：
根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度低于温度阈值时，开启加热器对氨催化反应制氢装置进行加热，直至将氨催化反应制氢装置的催化温度加热到所设定的温度阈值，停止加热器加热；氨催化反应制氢装置将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
当从发动机中排出的尾气温度较高时：根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度高于温度阈值时，通过调节旁路上的排气旁通阀开度，使第四管路中燃烧尾气流量经氨催化反应制氢装置减小，控制氨催化反应制氢装置的催化温度维持在设定的温度阈值；氨催化反应制氢装置将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
【S03】经发动机的压气机增压，在氢氮气混合器中经空气过滤器和空气进气管吸入空气，并同氢气、氮气和氨气形成混合气体，混合气体经第三管路进入至发动机的进气歧管。将含有氢气、氮气和氨气的混合气体排出氨催化反应制氢装置，并且冷却至30～60℃，再将冷却至30～60℃的含有氢气、氮气和氨气的混合气体与空气经氢氮气混合器混合；再通过压气机将混合气体压缩，经第三管路上的中冷器和节气门后直接进入至进气歧管。
【S04】发动机处于进气冲程时，混合气体进入发动机的缸内。
【S05】在发动机的压缩上止点附近，火花塞点燃缸内的混合气体，将热能转换为发动机的机械能。
【S06】发动机产生的燃烧废气排至发动机的排气歧管，经第四管路排至后处理装置中。后处理装置能够处理发动机排出的气体中的氮氧化物和未燃烧氨产物，使得发动机的尾气达到排放标准。
本发明未述及之处适用于现有技术。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，包括液氨罐、液氨泵、液氨汽化器、氨催化反应制氢装置、氢氮气混合器和发动机，所述液氨罐通过所述液氨泵与所述的液氨汽化器进口连接，所述液氨汽化器出口通过第一管路与所述氨催化反应制氢装置的进口端连接，所述氨催化反应制氢装置的出口端通过第二管路与所述氢氮气混合器连接，所述氢氮气混合器上还连接空气进气管，所述发动机的压气机进气端与所述氢氮气混合器连接，所述发动机的压气机出气端通过第三管路与所述发动机的进气歧管连接，所述第一管路上设有调压阀；所述发动机的排气歧管出气端通过第四管路与后处理装置连接。
2.根据权利要求1所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述氨催化反应制氢装置中还设有加热器和温度传感器，所述温度传感器用于监测氨气分解过程中所述氨催化反应制氢装置内部的催化温度，所述加热器根据所述温度传感器的反馈温度，控制所述氨催化反应制氢装置的加热温度。
3.根据权利要求2所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述第四管路贯穿于所述氨催化反应制氢装置后，与所述后处理装置连接，所述第四管路与所述氨催化反应制氢装置的制氢腔室形成换热设置，所述第四管路上还连接一绕经所述氨催化反应制氢装置的旁路，所述旁路上设有排气旁通阀，根据所述温度传感器的反馈温度，通过控制所述排气旁通阀的开度，控制所述氨催化反应制氢装置的加热温度。
4.根据权利要求1所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述空气进气管上还设有空气过滤器，用于净化空气。
5.根据权利要求1所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，沿着所述第一管路中的氨气走向，在所述第一管路上依次设有调压阀、缓冲装置I和低压氨气喷射阀，通过调节所述调压阀，控制含有氢气和氮气混合气体的压力小于50kPa；沿着所述第二管路中的氢氮气走向，在所述第二管路上依次设有换热器、过滤器、缓冲装置II和氢氮气喷射阀。
6.根据权利要求5所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述第三管路上还设有中冷器和节气门，所述中冷器用于将所述压气机压缩后的空气、氢气、氮气和氨气混合气体进行降温处理。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述发动机的涡轮与所述排气歧管连接，所述发动机的涡轮与压气机同轴连接，用于带动所述压气机提高空气和氢氮混合气的压力。
8.根据权利要求7所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述氨催化反应制氢装置中填充有钌基催化剂。
9.根据权利要求7所述的基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机，其特征在于，所述发动机的冷却水通过第五管路与所述液氨汽化器连接，用于针对所述液氨汽化器中的液氨形成换热，所述第五管路上设有控制阀。
10.一种基于低压氨反应制氢的氨氢融合发动机的控制方法，其特征在于，其采用权利要求1-9任一项所述的氨氢融合发动机，包括如下步骤：
液氨罐中的液氨经液氨泵输入至液氨汽化器中汽化；
汽化后的氨气经第一管路进入氨催化反应制氢装置，将氨气分解为氢气、氮气和氨气，再经第二管路进入至氢氮气混合器；
经发动机的压气机增压，在氢氮气混合器中吸入空气，并同氢气、氮气和氨气形成混合气体，再经第三管路进入至发动机的进气歧管；
发动机处于进气冲程时，混合气体进入发动机的缸内；
在发动机的压缩上止点附近，火花塞点燃缸内的混合气体，将热能转换为发动机的机械能；
发动机产生的燃烧废气排至发动机的排气歧管，经第四管路排至后处理装置中。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，通过调压阀控制氨催化反应制氢装置中的氨氮混合气的压力为50kPa以下，在发动机的进气歧管形成的可燃氢气、氮气、氨气和空气混合气体中，氢气占混合气体的10～20％。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，通过打开与液氨汽化器连接的第五管路上的控制阀，将发动机排出的冷却水为液氨汽化器提供汽化热量，供液氨汽化器对液氨进行汽化。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度低于温度阈值时，开启加热器对氨催化反应制氢装置进行加热，直至将氨催化反应制氢装置的催化温度加热到所设定的温度阈值，停止加热器加热；氨催化反应制氢装置将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
14.根据权利要求10所述的基于高压氨反应制氢的氨氢融合发动机的控制方法，其特征在于，根据氨催化反应制氢装置中的催化剂技术参数设定其催化时的温度阈值；通过温度传感器监测氨催化反应制氢装置中的催化温度；若所测催化温度高于温度阈值时，通过调节旁路上的排气旁通阀开度，使第四管路中燃烧尾气流量经氨催化反应制氢装置减小，控制氨催化反应制氢装置的催化温度维持在设定的温度阈值，使其将氨气分解为氢气、氮气和氨气。
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