环保燃料范文

环保燃料范文（精选8篇）

环保燃料 第1篇

【本刊讯】为贯彻落实国务院大气污染防治行动计划, 发展生物质能供热, 替代化石能源, 构建城镇可再生能源体系, 防治大气污染, 促进新型城镇化建设, 国家发展改革委、国家能源局、环保部于近日发布了《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》 (以下简称《示范项目》) 。

《示范项目》指出, 要打造低碳的新型可再生能源热力产业, 形成一定的可再生能源供热能力, 探索生物质成型燃料锅炉供热应用方式及商业模式, 并建立简便高效的管理体系。《示范项目》要求, 相关改造项目规模不低于20t/h (14MW) , 其中单台生物质成型燃料锅炉容量不低于10t/h (7MW) , 且所有锅炉在同一个县级行政区域或工业园区内, 由同一个企业建设经营;所使用的燃料为利用农林剩余物为原料加工生产的生物质成型燃料, 所用锅炉为专用生物质成型燃料锅炉且配置袋式除尘器;应采用专业化投资建设运营模式, 鼓励专业经营生物质热力的企业投资建设生物质成型燃料锅炉系统并负责运营服务;锅炉污染物排放需满足相应的国家 (地方) 排放标准要求。示范项目应按以下要求严格控制排放:烟尘排放浓度小于30mg/m3, SO2排放浓度小于50mg/m3, NOx排放浓度小于200mg/m3。10t/h及以上容量的锅炉应安装环保部门认可的污染物排放自动监测设备;项目应在2015年6月底前完成备案手续, 2015年底前建成 (或完成改造) 投运。

相关部门要组织上报本地区生物质能供热示范项目, 并组织项目实施, 以及对项目运行的监管。

多功能绿色燃料发明专利★环保能源 第2篇

发明人及公司简介

张云，男，山东省平邑县人。大专文化，中共党员，高级教师，多功能绿色燃料的专利发明人，中国发明协会会员，中国能源协会会员，中国AAA级质量诚信会员，国际节能环保协会会员。于1967年任教，长期从事化学专业的教学和教研工作。于1993年在山东创办了鲁南科技市场开发中心，从此他的化学知识就有了新的用武之地。

在一个偶然的机会，张先生见到了一个惨不忍睹的液化气爆炸的现场：这家姓田，一对夫妻、一对龙凤胎，一家四口人过得甜甜美美，亲朋好友不断来分享天伦之乐。这天傍晚，夫妻俩将客人招待的酒足饭饱，送到家门外。刚回到家就闻到了强烈的煤气味，妻子想着去看孩子、丈夫慌着去关煤气。没想到叼着的烟卷引爆了房间的煤气、爆炸的煤气又引爆了煤气罐，连着两声巨响，门窗玻璃粉碎、房顶瓦片横飞……，原本好好的一家四口人，一瞬间竟成了血肉模糊、无法辨认的尸体；原本幸福美满的一个家庭，一瞬间就成了人间地狱!在场的人无不头皮发麻、胆颤心寒!

然而，随着社会的发展，液化气的普及率越来越高。由于其易燃、易爆、易中毒的隐患不能从根本上消除。所以，从农村到城市、从国内到国外，由此引起的中毒、爆炸事故越来越多!每逢耳闻目睹此种悲剧吋，张先生的心情就格外沉痛!耳边又响起了化学老师的声音：“大家学的是化学专业，化学知识不要仅仅停留在课本上，更重要的是用在实际上。要象历代科学家那样去研究新成果、解决大问题……”，当时就指出了许多急需解决的问题，其中就有液化气的隐患问题……从此，血肉模糊的悲剧现场和化学老师的谆谆教导不断地浮现在眼前。于是，在他的脑海里就产生了一种研究液化气的念头和勇气。经过长期的思想斗争之后，终于使心动变成了行动一开始从化学知识的角度，致力于石油液化气的研究和绿色燃料的研制工作。他完全从化学知识的角度设计方案：在重点研究石油液化气的基础上，又深入研究了合成液化气。光是第一个专利就研制了八年，通过大量地分析、对比，实验、解析、分别从分子结构和化学成份上找出了各自的优点和弊端。然后，在实验室研究成功的条件下，经过生产、试用、改进、推广等环节，历经上千次的实验和失败终于研制成功了液化气的更新换代产品一民用型绿色燃料，被国家授权了发明专利及绿然商标。

然而张先生并没有满足，为便于更进一步研发新能源成果，毅然于2001年在首都创办了北京市绿然燃料科技研究所。荣获“第三届中国专利高新技术博览会金奖”、“第六届国际科博会科技创新奖”、“第十二届全国发明展览会优秀新产品金奖”“中国顶尖专利技术大奖赛金奖”、“中国环保产品质量信得过重点品牌”和“国际发明金奖”、“国际专利技术专利产品博览会金牌奖”。

张云先生在北京市绿然燃料科技研究所任职期间，遇到了史无前例的非典时期，在不准进京、不敢出京的非常时期，才将研究所搬到了山东老家，继续他的刻苦攻关。结果又研制成功了新的专利成果一全自动微压气化器(瓶)，授权专利号：ZL200320130762.0，使绿色燃料与液化气灶通用的愿望变成了现实。又荣获“中华人民共和国科技成果进步奖”、“中华人民共和国专利技术发明奖”。

张云先生在研究所任职期间，从国家发改委了解到，国际国内能源越来越紧缺、中国石油进口量越来越大、当时已经出现了汽车排队加油、逐渐实行了按汽车尾号限制出车的规定；工业能源不能维持正常运转的现象。因此，研制环保型绿色燃料已成为中外科学家们苦苦追求的目标。

从此，他的脑海里又产生了研制车用燃料、工业燃料的新念头。想得容易做起来难，特别是在缺技术、缺设备、缺资金的情况下，研制新课题谈何容易!孰进孰退?又使他寝食难安，一次又一次地回想起研制第一个发明专利技术时，八年呕心沥血的坎坷历程。激烈的思想斗争整整持续了三个月，才下定了决心、理清了思绪：一，从研究现有的车用燃料着手；二，确定自己研发的标底；三，考查所需原材料；四，研究新能源产品的配方和生产工艺。

于是，新的攻关开始了：首先进行前两项一以第一个发明专利技术为基础、以现有的车用燃料为参照物，从实验室分析研究为起点，拜改装过的汽车的司机为老师，开始调查研究各种类型的车用燃料，包括乙醇汽油、甲醇汽油、车用天然气、车用液化气……；从北京到山东、从国内到国外(出国护照号：G01413519，出国护照国家码：CHN)。通过大量的调查研究、解析对比，最后确定的自研产品是：环保型、无需高压储存、无需高压使用、无需改装发动机和现有设备、无需清洗油箱：既能单独使用，又能与汽油混合使用的车用型绿色燃料。使用车用型绿色燃料，既能避免改装发动机的后顾之忧和逆反心理，又能避免因改装造成的误工和额外开支。

攻关的后两项是：考查原材料、研制化学配方和生产工艺。从理论研究、到选料、购料、到实验失败，一年、两年、三年……就这样实验了一次又一次、失败了一次又一次，耗尽了自家的资金、耗尽了亲友的资金、耗尽了第一次借贷的资金、耗尽了第二次借贷的资金、耗尽了第三次借贷的资金……债台高筑、成功无望，家人开始反对了、亲朋好友沉不住气了、债主开始讨债了、依法收贷的警车来抓人了(因化学实验失败引起爆燃，张先生伤势过重没被抓走)……!来自方方面面的压力越来越大了!!……

然而，张先生却丝毫没有灰心、没有动摇，因为他始终就有“只差一点就成功了的感觉”；因为他有更坎坷的八年历程和第一次发明专利的成功。终于，又历经了六年的生产、试用，改进、推广等环节，又研制成功了多功能燃料(包括民用型、车用型和焊割型燃料)，用户实用满意后又申报了国家发明专利。由于此发明是属于综合性(民用型、车用型、焊割型…)的尖端技术范畴，因此，国家知识产权局专家持续了6年的实质性审查，圆满完成了每一次答辩，才被授权为多功能燃料的发明专利，授权日：2008 11.26日。专利号：ZL02146770.6。从此，世界上就有了多功能绿色燃料。

为了让多功能绿色燃料远远超过传统产品的性能，张先生在进一步完善了化学配方和生产工艺流程的基础上，引领了①著名数学家华罗庚大师的0.618的优选法；②界面型纳米尖端技术(而不是一般的纳米技术)：纳米(nanometer)是长度单位的一种，1纳米=10的－9次方米，是十亿分之一米。大约相当于头发粗细的八万分之一。然而，微乎其微的纳米微粒具有典型的超双亲性和超双疏性：超双亲是亲水亲油，超双疏是疏水疏油。最神奇而宏大的尖端技术既不在于亲水亲油性，也不在于疏水疏油性，而是在于双亲性和双疏性之间的界面型技术。而

多功能绿色燃料的神奇效果，正是优选法和界面型纳米尖端技术的具体体现，这就是我们多功能绿色燃料的于众不同之处!

在北京市绿然燃料科技研究所的基础上，成立了“北京火之光环保科技有限公司”。继续研发环保型绿色燃料以及其他高新产品。又荣膺“国家权威检测，重点推广企业”、“全国百家特许经营推荐品牌”、“北京市科委认定的高新技术企业”、“中国AAA级质量诚信单位、消费者信得过单位”和“中国能源协会会员单位”、“国际节能环保协会会员单位”，已纳入国际环保节能组织机构……。并光荣地出席了国务院领导在人民大会堂主持召开的“第五届中国科学家论坛会”(点击下图可放大)；之后又出席了第六届国际科博会(照片)、第七届全国发明展览会、2008国际节能环保展览会(照片)、国际节能环保高峰论坛会(大照片)……并分别作了有关绿色燃料节能减排、低碳经济的演讲，深得大会的热烈欢迎和国际友人的高度赞誉，从而促进了国内外朋友对多功能绿色燃料的高度重视和友好合作!

(第五届中国科学家全体合影照片，点击可放大)详情见绿然网站：www.lrzg.com

为了造福全人类、奉献全社会，张先生还多次出国(包括确定研发产品的标底、考查原材料、推广绿色燃料)，深受东欧各国的爱戴和欢迎。但是，他出国不忘祖国，目前正在国内以各种方式大力普及推广，以便让更多的中国同胞享用多功能绿色燃料。让祖国的大地更绿、让世界的天空更蓝!“北京火之光环保科技有限公司”立足北京，面向海内外，为低碳经济、节能减排事业添砖加瓦、为缓解环保能源的燃眉之急努力奉献!发明人手机：13371719969

多功能绿色燃料北京火之光环保科技有限公司

我们的不同之处：

1、我们的不同之处：既有绿色燃料方面的专利，又有灶具方面的专利；

2、我们的不同之处：既有发明专利(专利号：ZL02146770.6)，又有实用新型专利(专利号：ZL2003201307620)；不是初步申请的专利，而是已授权的专利。

3、我们的不同之处：既有绿色燃料的绿然商标(注册号：1632168)，又有绿色燃料灶的绿峰商标(注册号：3741094)；

4、我们的不同之处：既有民用型燃料的国家级权威检测，又有车用型燃料的国家级权威检测，而且测定值优于国标(绿然网站www.lrzg.com有对比表)；

5、我们的不同之处：既发明了多功能绿色燃料，又根据绿色燃料的理化性质发明了十二种规格型号的灶具及配套产品；还发明了化学反应釜，仅反应釜就节省开支五倍至十倍。

6、我们的不同之处：民用型、车用型、焊割型的绿色燃料，是综合性的发明专利，而不是单项的专利。因此，知识产权局的专家们实质性审查了六年，经多次答辩才授权为发明专利。

7、我们的不同之处：不仅有国家金奖，而且有国际金奖：不仅有金杯奖、还有金牌奖。

8、我们的不同之处是：2008年11月26日正式授权的多功能燃料的发明专利，其中的民用型燃料：既能用于煤气灶、液化气灶，又能用于饭店、食堂的柴油灶(变动一下炉芯效果更好)，而且还能用于12种规格型号的新型灶具(包括炒菜、做饭、取暖的家庭灶和涮牛、羊肉的火锅灶)；车用型燃料：直接用于汽车摩托车，无需改装发动机和原有设备。在无铅的基础上，更进一步解决了尾气排放的污染问题，而且耗量低、马力大、易启动、无积碳、延长发动机的使用寿命；焊割型绿色燃料：完全避免了乙炔气成本高、耗量大、污染严重、易爆炸等弊端。常温常压使用，能在罐口直接点火，能用空手直接盖灭的安全效果。

9、我们的不同之处是：享有节能减排的“中国环保产品质量信得过重点品牌”称号；

10、我们的不同之处是：绿色燃料厂开业时，不仅科委、科协领导参加开业典礼，而且工商局、技术监督局、环保局、司法局公证处、电视台等首要政府部门领导也到会祝贺。这不仅证实了项目的真实可靠，更证明了各级政府领导对节能减排项目的重视和支持!

11、我们的不同之处在于由中华人民共和国科学技术部监制、北京市科委认定的高新技术企业认定证书；

12、我们的不同之处还在于能从中华人民共和国知识产权出版社出版的《中国专利发明人大全》中找到绿色燃料发明人张云先生的专利记载；

13、我们的不同之处是绿色燃料专利，已入编《中国专利和国际专利》，成为跨世纪推广项目；

14、我们的不同之处是由发明人创办的“北京火之光环保科技有限公司”成为中国信用企业认证体系示范单位、中国AAA级质量诚信会员单位，消费者信得过单位；

15、我们的不同之处还在于由“国家知识产权报”作绿色燃料的专利宣传，并由“国家知识产权报社”人编《中国专利超市》卷。

16、我们的不同之处还在于由国家知识产权局出版的《专利实施》杂志，定期本专利业务!

17、“中国知识产权网”、“中国专利网”、”中国专利项目网”在首页展示宣传多功能绿色燃料发明专利。

18、我们的不同之处是：绿色燃料可以用漏斗、塑料桶灌装；既有常压使用的成果，又有微压使用的成果，而且合作伙伴学习一个成果，就赠送一个成果；

19、我们的不同之处是：绿色燃料气味、颜色、密度、热值都可以变化调整，而且无烟、无中毒因素、无中毒气味；

20、我们的不同之处：是从2001年开创的北京市绿然燃料科技研究所，发展到北京火之光环保科技有限公司。是有坚实基础的专业研究机构研发成功的高新成果，不是空中楼阁似的临时公司业务。

21、我们的不同之处是：民用型绿色燃料、车用型绿色燃料、焊割型绿色燃料三大系列产品既不是石油液化气，又不是合成液化气、生物柴油；也不是甲醇汽油、乙醇汽油、合成汽油、复合汽油；更不是合成乙炔气、复合乙炔气。与社会上任何单位或个人的技术完全不同，而是专业的化学老师利用专业的化学知识独创的，经国家知识产权局授权的发明专利产品。

22、我们的不同之处：为了让多功能绿色燃料远远超过传统产品的性能，在进一步完善了化学配方和生产工艺流程的基础上，毅然引领了①著名数学家华罗庚大师的0.618的优选法；②界面型纳米尖端技术(而不是一般的纳米技术)：1纳米大约相当于头发粗细的八万分之一。微乎其微的纳米微粒具有典型的超双亲性和超双疏性：超双亲是亲水亲油，超双疏是疏水疏油。最神奇而宏大的尖端技术既不在于亲水亲油性，也不在于疏水疏油性，而是在于双亲性和双疏性之间的界面型技术。而多功能绿色燃料的神奇效果，正是优选法和界面型纳米尖端技术的具体体现，这就是我们多功能绿色燃料的于众不同之处!

23、我们的不同之处还在于绿色燃料发明人应邀出席了由中央领导人主持的人民大会堂第五届中国科学家论坛大会；

24、我们的不同之处还在于本发明人应邀出席了国家资助计划论坛(详见本公司收存的国家六部委无偿资助的中央文件)

25、我们的不同之处是可经专利许可先联合办厂，后技术转让，用分红交转让费；也可直接按半价技术转让。经培训后乙方可以自己生产，甲方可以上门生产，而且退回信誉金。

26、我们的不同之处不仅在产品性能上占优势，而且也在高新品牌上占优势：通过授权许可，实现统一商标、统一专利、统一品牌。甲方靠高新品牌去发展，乙方靠高新品牌去发财，用户靠高新产品去享用；

27、我们的不同之处还在于联营办厂的规模可大可小：设备投资从几百元、几千元、几万元到几百万元，……都可；

28、我们的不同之处还在于拥有按照《世界知识产权组织有关无形资产评估)的相关法则和中国《国有资产评估管理办法》施行细则，对本专利进行了正式评估。评估结果：此发明专利的无形资产价值是8.2亿人民币。

29、我们的不同之处还在于获得了”国际节能环保协会会员资质证书”，纳入国际节能减排低碳经济的组织机构；

30、我们的不同之处是本公司经过多年的发展，已经建立起一套完善的专利业务服务体系，拥有一批又红又专的高素质业务队伍。从接待来人来访、到技术业务培训、到上门生产、到订货发货，均是一条龙服务。确保专利业务的稳步发展。

环保燃料 第3篇

人类研究醇类燃料的历史可以追溯到上世纪初,但由于当时生产醇类燃料的成本高,而二十世纪兴起的石油燃料价格低廉,因此后者处于优势地位。近几年随着石油资源的日益枯竭、汽油消耗量的快速增长以及空气质量的持续恶化,开发和应用清洁替代能源已经迫在眉睫。20世纪70年代世界范围内爆发了第二次石油危机,各国积极展开寻找新型替代燃料的研究工作,醇类替代燃料的前景非常广阔[3]。这里的醇类主要是指甲醇和乙醇,醇类燃料主要包括甲醇燃料和乙醇燃料,甲醇燃料是一类含氧量高的环保型的新型替代能源,甲醇燃料单独使用需要修改发动机,而将小量甲醇掺入汽油中燃烧,不需要对发动机进行改动就能使用。甲醇燃料使用过程中普遍存在的问题:遇水易分层、金属腐蚀、橡胶溶胀、低温冷启动性等。甲醇燃料的优点是可以降低尾气中有害气体的排放,改善环境质量[4]。甲醇和汽油的燃料性质区别较大[5],见表1。

1 甲醇燃料简介

1.1 什么是甲醇燃料

甲醇是无色透明的易挥发易燃的有毒液体,最初由木材和木质素干馏制得,故又称木酒精或木醇。甲醇的原料来源丰富,可以由煤、油、天然气、工业废气以及植物纤维合成,生产工艺技术成熟,生产成本低,不需要政府补贴,可以作为汽油和柴油的替代燃料,缓解我国石油资源短缺造成的能源危机[6]。其中煤合成氨联产获得甲醇的生产成本低且环境效益好,适合于用做汽车代用燃料[7]。甲醇作为燃料主要包括变性燃料甲醇和甲醇汽油两种。

甲醇汽油是由甲醇、汽油和添加剂按一定比例配制而成的车用替代燃料,辛烷值高,抗爆性好,氧含量较高,该燃料的燃烧比汽油更加充分彻底,燃烧后尾气中有害物质如CO的排放量明显比石油类燃料低,因此使用甲醇燃料有利于减少尾气污染从而改善环境质量,甲醇燃料是一种资源丰富、环境友好的新型清洁燃料。2007年我国国家发改委颁布的《我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告(征求意见稿) 》中,确定甲醇燃料为今后20~30年过渡性车用替代燃料[8]。目前我国市场上有M5、M15、M19、M45、M60、M85和M100甲醇汽油[6],其中M表示甲醇汽油,后面的数字5、15、19、45、60、85、100表示甲醇的体积分数为5%、15%、19%、45%、60%、85%、100%,汽油中低比例掺烧甲醇(15%以下),不需要改变发动机的结构就能直接使用,且各项性能参数都不受影响,而高比例掺烧甲醇需要改造发动机或添加甲醇改性剂,根据调配汽油组分的不同,M15车用甲醇汽油标号有:M90#、M93#和M97#[9]。

1.2 甲醇原料及生产工艺

在一定压力、温度和催化剂存在的条件下,以CO和H2为原料合成甲醇,甲醇生产工艺简单,分为高压法、中压法和低压法,基本步骤:合成气催化生成粗甲醇,经过冷凝、精馏获得纯甲醇。甲醇合成气的来源如下:煤和焦炭在常压或加压下气化,以水蒸气和空气为气化剂,生产水煤气,经过水汽变换逆反应和脱除部分CO2得到甲醇合成气;天然气和石脑油蒸汽转化技术生产甲醇合成气;重油部分氧化制备合成气[9]。生产甲醇的气体原料还有焦炉气、地下瓦斯气、黄磷尾气等。

2 甲醇燃料的发展概况及行业标准

2.1 发展简介

国外在甲醇燃料领域做了大量的研究工作,20世纪70年代末期美国加州首次使用了甲醇燃料,日本在20世纪80年代后期开始研究和开发甲醇燃料,德国在20实际70年代生产了甲醇汽车,巴西是甲醇燃料汽车推广规模最大的国家[10]。我国从20世纪80年代开始甲醇燃料的试用和研究工作。我国是世界第二大石油进口和消费国,急需解决过分依赖石油的现状,我国的基本能源状况是少油富煤,丰富的煤炭资源为甲醇燃料工业的发展奠定了坚实的基础,所以甲醇燃料在我国具有非常广阔的发展前景[11]。国外基本上是用天然气来制造甲醇,我国煤炭资源丰富,主要是以煤来制取甲醇,我国的煤制甲醇技术处于世界领先水平。

山西煤炭资源丰富,20世纪80年代就成为了我国最早进行燃料甲醇和甲醇汽车研究和试点的省份,是我国甲醇燃料产业化示范试验较为系统且推广范围较大的地区,通过20多年的努力,取得了显著的成就,总结出了甲醇燃料试验、存储、运输等方面的技术规程,为在全国范围内推广甲醇汽油积累了宝贵的技术经验[12]。目前山西省推广甲醇燃料的工作已经从“试验示范阶段”进入到“产业化推广阶段”[8]。

2.2 甲醇燃料标准

我国颁布和实施的甲醇和甲醇燃料标准为甲醇作为替代燃料提供了标尺,进一步推动和促进了甲醇汽油的发展,有助于规范甲醇燃料市场,对解决我国能源短缺问题具有重要的战略指导意义。

甲醇的质量标准《工业用甲醇》(GB338-2004)[13],规定了12项指标包括色度、密度、沸程、高锰酸钾试验、水溶性试验、水份含量、酸度、碱度、羰基化合物、蒸发残渣、硫酸洗涤和乙醇量,此标准还规定了工业用甲醇的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和安全等,适用于以煤、焦油、天然气、轻油和重油为原料合成的工业用甲醇。

甲醇汽油的推广也需要政府制订相关政策支持,为此,山西、陕西、四川和黑龙江等地先后分别制订了M5、M10、M15等车用甲醇汽油的省级地方标准[6]。例如陕西省发布的地方标准[14]有DB61/T 352-2004《车用M15甲醇汽油》和DB61/T 353-2004《车用M25甲醇汽油》;山西省质量技术监督局出台了4项新车用甲醇燃料系列地方标准[15],于2007年底发布,分别是《M5、M15 车用甲醇汽油》、《M85、M100 车用甲醇燃料》、《车用甲醇汽油变性醇》和《车用甲醇汽油组分油》。

2009年5月20日,国家标准化管理委员会发布了《车用燃料甲醇》(GB/T23510-2009)国家标准[16],于2009年11月起实施,此国标规定了可以掺入汽油的甲醇的各种指标如一些杂质含量等指标、规定了车用燃料甲醇的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和安全等,适用于车用燃料甲醇的生产、检验和销售。这个标准为甲醇由化工产品向燃料转变提供了合法依据,对全面推进和规范我国甲醇燃料的使用具有指导意义。

2009年7月2日,国家标准化管理委员会公布的《车用甲醇汽油(M85)》(GB/T 23799-2009)国家标准[8,17],于2009年12月1日起实施,此国标规定了由体积分数为84%~86%甲醇和16%~14%的车用汽油(符合GB 17930)以及改善使用性能的添加剂调合而成的M85车用甲醇汽油的术语和定义、缩略语、要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存及安全等,适用于作为M85车用甲醇汽油点燃式发动机汽车的燃料。这个标准是直接针对甲醇汽油应用的国标,是甲醇汽油的第一个国家产品标准。

3 甲醇燃料特点

3.1 甲醇燃料的毒性

甲醇具有毒性[18],是一种典型的神经毒物,经呼吸道、消化道和皮肤吸收侵入人体而影响视神经系统和血液系统,损害呼吸道粘膜和视力,甲醇中毒症状包括头痛、乏力、胸闷、恶心、呕吐、胃痛和视力模糊,严重的导致失明,必须严格遵守甲醇的相关操作规程以防止甲醇对操作人员造成伤害。

3.2 甲醇燃料的腐蚀溶胀性

甲醇在生产过程中一般会带有酸性物质;甲醇具有吸水性,在贮存过程中吸收水分,经空气氧化产生少量有机酸;甲醇燃烧后产生少量甲醛和甲酸,这些酸性物质、未燃甲醇以及水蒸汽的存在会使发动机有色金属如铜部件表面产生严重的腐蚀磨损作用[1]。另外,汽油是不良溶剂,不会侵蚀橡胶和塑料,而甲醇是优良的极性有机溶剂,能使燃烧系统、供油系统和储运设备的橡胶和塑料部件产生溶涨或龟裂作用,因此要加入腐蚀抑制剂(含氮物质)和抗溶胀添加剂消除甲醇对发动机和燃烧系统的金属、橡胶和塑料部件的腐蚀溶胀作用[14]。

3.3 甲醇燃料的低温冷启动性

甲醇的汽化潜热是汽油的3~4倍,在进气管道中甲醇蒸发时需要吸收较多热量使得进气系统温度降低,进而导致甲醇难以汽化,因此使用甲醇燃料的发动机存在低温冷启动性能差的问题,尤其是在冬季环境温度较低的情况下甲醇汽油很难启动,添加活性过氧化物或低沸点的醚化物可以改善低温冷启动性[13,19]。

3.4 甲醇燃料的气阻现象

甲醇易与汽油中的某些烃类形成共沸物,使得甲醇汽油饱和蒸汽压增加,在高温时易产生气阻现象[19];而甲醇汽油在燃烧不完全时烃类物质裂解、氧化、聚合产生积碳,堵塞喷嘴导致气阻现象,添加抗阻沉积助剂能有效地抑制该气阻问题[3]。

3.5 甲醇燃料的溶解稳定性

甲醇是含有-OH的具有强极性的醇,汽油是非极性的烃类混合物,甲醇与汽油的相溶性差,超过一定的范围就会出现分层现象。甲醇含量和温度影响甲醇与汽油的相溶性,以甲醇和70#汽油为例,甲醇含量小于5%或大于70%时,甲醇与汽油相溶性很好,甲醇含量在5%~70%时,甲醇汽油易发生分层现象;在没有水分存在的条件下,温度在30℃以上时,甲醇与汽油可以完全互溶,30℃以下易出现分层现象[20]。甲醇含有极性强的羟基,可以与水无限互溶,水分的存在影响甲醇汽油的稳定性,某些助溶剂可以减小甲醇与汽油和汽油与水之间的极性差,增加甲醇与汽油相溶性,加入助溶剂可以提高甲醇汽油的稳定性,改善甲醇汽油稳定性的助溶剂有脂肪烃、芳香族化合物、低碳杂醇、醚类和高级醇如MTBE、异丁醇、叔丁醇等[20]。

3.6 甲醇燃料的动力性

甲醇的热值比汽油的低,汽油中掺入甲醇后热值随之降低,使用甲醇汽油的汽车燃烧动力性会下降,可以添加助燃剂(金属有机化合物、硝基化合物或有机过氧化物)改善其动力性[3,19]。甲醇辛烷值高,抗爆性能好,与汽油调和后的辛烷值增大,使用甲醇汽油可提高发动机的压缩比,进而也可以提高其热效率和动力性[14]。

3.7 甲醇燃料的环保性

甲醇由C、H、O三种元素组成,含氧量为50%,在燃烧过程中有自供氧效应,使内燃机中的燃烧较为均匀,完全燃烧需要的空气量少,燃烧后尾气中有害气体含量比石油类燃料低[14]。与普通汽油相比[2],M15甲醇汽油燃烧产物CO、CH、NOx排放量分别降低23.12%、28.5%、10%,M85甲醇汽油分别降低50%~70%、30%~50%、10%~29%;美国研究中心的一项研究表明[6],使用甲醇汽油(含甲醇5%~10%)燃烧后尾气中CO、NOx和CxHy分别减少30%、30%~50%和30%~60%,因此使用清洁甲醇燃料有利于减少尾气污染从而起到改善环境质量的效果。

3.8 甲醇燃料的安全性

甲醇的燃点高,能点燃爆炸的浓度比汽油大得多,且甲醇的十六烷值低,着火性差,甲醇着火后可用水扑灭,因此甲醇燃料安全性好,不易发生火灾等事故。

3.9 甲醇燃料的热效率

甲醇的汽化潜热大,燃烧时可吸收燃烧室内壁和进气系统的部分热量从而提高汽油机热效率[7]。甲醇的沸点低,有助于形成燃料和空气的混合气,甲醇燃料的挥发性好,有利于混合气的燃烧。甲醇的着火燃烧浓度界限比汽油的宽(汽油:1.4%~6.7%,甲醇:6.7%~36%),可以在稀混状态下燃烧,而且甲醇的燃烧速度和火焰传播速度较快,燃烧的定容性强、持续期短,能有效地提高发动机的热效率[12,21]。

4 结 语

甲醇燃料是一类相对清洁的新型燃料,污染物排放少,原料来源广泛,制备工艺娴熟,工艺路线多,符合我国资源特点,可以作为石油替代燃料缓解石油危机造成的能源短缺,另外由于甲醇燃料制备成本低,经济性好,具有非常广阔的发展前景。但甲醇燃料仍然存在不少的问题有待人们去解决,伴随着科学技术的不断进步,加之以国家政策的大力支持,在不远的将来一定能克服甲醇燃料的种种缺陷,开辟出甲醇燃料更广阔的发展天地,最终甲醇燃料必然会成为能源安全得以保障的主力军,在多元化能源结构中显现优势。

摘要：甲醇燃料是一类经济可行、前景可观的新型清洁燃料。本文综合阐述了甲醇燃料的含义、生产原料和工艺、标准、发展概况以及燃料特点,说明发展甲醇燃料作为一类长期高效的石油替代燃料具有重要的现实意义和战略意义。

环保燃料 第4篇

这项技术的专业名称叫“动力堆/乏燃料/后处理技术”。专家介绍, 核电站发电, 是通过核燃料在核反应堆中发生裂变反应, 放出能量。和火力发电站要不断加煤一样:当核燃料维持不了一定的功率时, 也需要更换。这些被换下来的核燃料组件, 就叫做乏燃料。通俗地说, 乏燃料类似于火力发电站中的“煤渣”, 但是它又绝对不是“煤渣”, 而是“大宝贝”。因为当今世界的核电技术下, 核燃料都只燃烧了3%到4%左右, 就维持不了额定功率了。而这些核燃料在燃烧过程中, 还会产生新的核燃料。

中核集团后处理中试工程总工程师王健:那么这个时候我们就需要把核燃料进行后处理, 也就是通过一系列的化学过程把核电站没燃烧完的核燃料, 还有新产生的核燃料提出来, 再制成咱们核电所需要的燃料元件。循环利用的原理听起来简单, 操作却异常艰难。如何对这些有极强核辐射、对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等?每一步都是难题。我国科学家经过24年的科研, 经过反复实验, 终于突破了全套技术体系。中核集团后处理中试工程总工程师王健:完全是靠咱们国家自主设计、自主建造、自主研发的这么一个设施。中核集团后处理中试工程总指挥王俊峰:我们最后这一次 (试验) , 制备出了合格的铀产品和钚产品, 所以说我们成功了。中国核工业集团总经理孙勤:在核燃料这个工业里面, 我们是极少数几个能够形成核燃料循环的一个国家, 因此来说, 在国际上对整个技术水平、科技水平、我们将能够既有话语权, 甚至还能起到一定的引导作用。

此前, 法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术, 但对自己的核心技术体系每个国家都是严格保密。而我国核燃料已经发展20多年, 目前已经有13个建好的核电机组, 每年都会产生大量的乏燃料组件, 在没有掌握这项技术之前只有一个处理办法存起来。

环保燃料 第5篇

关键词：CG125发动机,生物燃料,醇类燃料

0前言

近几十年来, 我国的经济处于快速发展时期, 交通运输业飞速发展, 交通基础设施建设加快, 机动车产销不断跃上新的台阶, 1999年摩托车的产量就突破1 000万辆。而10年后的2009年, 我国汽车产销量突破1 350万辆。据最新统计, 2013年全年汽车产销分别为2 211.68万辆和2 198.41万辆, 汽车保有量达1.37亿量, 交通运输业的燃油消耗占总耗量的60%~70%。而据我国工程、科学院预测, 我国石油仅可供采19年。我国自1993年开始进口石油, 2008年进口依存度已达到52%, 超过国际公认的保障能源供应安全的依存度50%。同时, 我国的环境污染, 特别是大气污染, 如近期频繁出现的雾霾天气日益严重, PM2.5严重超标, 其中常规的汽油和柴油燃烧产生的NO和硫化物以及微粒占大气中PM2.5总量的25%。为了解决上述问题, 一方面是提高能源的使用效率, 另一方面是开发新的能源。提高能源的使用效率, 难度较大, 短期内难以有大的突破。而开发新的、清洁的、可再生能源则是一条行之有效的办法。生物燃料来源于太阳, 既是清洁的, 也是可再生的, 是一种理想的代用燃料。因此, 研究生物燃料在车用常规动力 (主要是汽油机和柴油机) 中的广泛应用, 意义重大。

1 醇类燃料的特性

生物燃料包括甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油及沼气等, 我们讨论的生物燃料是比较适合于内燃机使用的液体燃料——甲醇、乙醇, 即醇类燃料。

1.1醇类燃料的能量比

所谓能量比是指使用生物燃料时能产生的能量与从种植到生产出生物燃料全过程所消耗的能量的比值。能量比是衡量生物燃料的重要指标之一, 能量比越大越环保。一些国家对此进行了研究, 例如巴西对不同国家使用不同原料生产生物燃料的能量比的研究结果见表1。大多数生物燃料的能量比都大于2, 而巴西用甘蔗生产乙醇的这一比值接近9。

1.2 醇类燃料与常规燃料性质接近

醇类燃料主要包括甲醇 (CH3 OH) 和乙醇 (C2 H 5OH) , 甲醇只含1个碳原子, 乙醇只含个碳原子, 醇燃料含质量比较大的氧及氢。与石化燃料 (汽油和柴油) 相比, 醇燃料着火温度高, 具有较高的辛烷值和抗爆性能, 而十六烷值较低, 黏度较低, 醇燃料与石化燃料的主要理化性质对比见表2。

因此, 使用醇燃料, 发动机的燃料经济性比石化燃料 (汽、柴油) 高, 常规排放及CO2排放都低得多。甲醇及乙醇是世界各国公认的可再生的、清洁的、高效的低碳生物燃料。

1.3 醇类燃料来源广泛

甲醇可用煤及天然气等生产, 而乙醇可用非粮的含淀粉及糖的多种物质作原料。目前国内外已有用资源极其丰富的生物质作原料生产甲醇及乙醇。一些发达国家从20世纪80年代就开始研究将难分解的生物质纤维变成以醇燃料为主的液体燃料, 基本路线有两种:

a.将生物质气化得到的CO及H2合成为甲醇 (CH3 OH) 或乙醇 (CH2 H5 OH) 等, 近几年还在研究捕捉大气中或一些生产过程中的CO2, 再加氢进行反应得到醇燃料。

b.将生物质通过蒸气爆裂或者酸解以及后来开发的利用不同菌株得到的生物质酶等进行分解, 转化成糖类, 然后再发酵成乙醇。

2 CG125发动机燃用醇类燃料方案

2.1 CG125发动机简介

CG125发动机属于单缸小型高速发动机。该机结构紧凑, 发动机和离合器、变速机构设计成一体, 箱体材料为压铸铝合金, 质量轻, 转速高 (最高转速达9 000 r/min) , 广泛应用于摩托车、通用机械等领域。目前, 其年产量在150万台以上, 结构和性能参数见表3。

2.2 CG125发动机燃用醇类燃料方案

从20世纪80年代开始, 我国在汽油车上进行掺烧乙醇的试验研究, 并取得了成功。2000年中国石油科学研究院先进行了车用乙醇的可行性研究。2003年, 在原国家经贸委组织下, 有关单位对使用低比例乙醇汽油E10 (10%无水乙醇与90%的汽油混合的乙醇汽油) 汽车的应用技术进行了研究。河南和黑龙江首先完成使用E10的试点工作, 2005年开始在在东三省等5个省份以及其他省近30个城市推广使用E10。目前, 汽车燃用低比例乙醇燃料, 而且严格控制乙醇的含水量, 已有并取得了一定的成果, 出台了两个国家标准:GB18350-2001《变性燃料乙醇》和GB18351-2013《车用乙醇汽油 (E10) 》。而燃用高比例乙醇燃料的技术尚不成熟, 相关的国家标准没有出台, 也没有大量推广应用。在煤及天然气资源丰富的山西、四川及陕西等省市, 由于甲醇产量大, 价格低, 对甲醇燃料研究比较多, 并有相应的地方标准出台, 如陕西省的DB14/T92-2002《M5, M15车用甲醇汽油》、DB14/T93-2002《车用甲醇燃料》。黑龙江制定的DB23/T988-2005《M15车用甲醇汽油 (含清洁剂) 》等。但是, 由于各种原因, 到目前为止, M15的国家标准仍未出台, 甲醇燃料的应用仍处在试验研究和地方应用之中。

因此, 在CG125发动机上研究燃用乙醇燃料不仅意义重大, 而且可行。鉴于CG125发动机采用化油器式供油系统, 可以采用下述的研究方案。

a.先在CG125发动机上进行燃用纯汽油、E10燃料的对比试验, 分析试验结果, 然后, 逐步进行燃用E25, E85, E100 (100%乙醇燃料) 的试验研究。

b.由于乙醇的热值是汽油的63%, 维持和提高发动机原有的功率, 需要加大乙醇燃料的循环供应量, 需要对化油器按最大功率进行标定和设计油针。

c.乙醇的辛烷值 (RON为111, MON为94) 比汽油高, 压缩比ε可较大, 而不会发生爆燃, 因此, 可以适当提高发动机的压缩比ε。同时, 鉴于醇类燃料有早燃的倾向, 可以采用比原火花塞冷一点的火花塞, 在解决冷起动问题时, 可以考虑采用具有预热功能的火花塞。

d.通过试验研究, 探讨一临界乙醇比例的乙醇燃料, 燃用此比例乙醇燃料以下的乙醇燃料, 发动机结构可以不进行任何改动。而燃用高于此比例乙醇燃料的乙醇燃料, 发动机需要改变一些结构。

3 结束语

汽油机掺烧或使用高比例乙醇都可以在不同程度上降低原汽油机的排放。有些国外公司采用综合的多项技术措施, 可以使醇燃料发动机的排放达到最严格的超低排放车 (ULEV) 的要求。采用上述研究方案, 改进燃油供给系统以及发动机部分结构, 在CG125发动机上燃用乙醇燃料, 可望使发动机排放达到国Ⅳ水平, 功率提高8%左右, 转矩提高5%~15%左右, 并推广到其他类似小型汽油发动机上。同时可为制订高比例乙醇燃料国家标准提供试验依据。

参考文献

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[4]央济春, 等.生物燃料与可持续发展[M].北京:中国石化出版社, 2007.

环保燃料 第6篇

据世界资源研究所和中国环境监测总站测算, 全球10个大城市污染最严重的城市中, 中国就占了7个, 而汽车尾气污染在所有城市的污染物比例都排在第一位。汽车尾气作为城市污染的第一祸源, 发现并推广应用清洁燃料代替传统高污染的燃料是解决汽车尾气污染排放的重要举措, 也成为必要趋势。清洁燃料LNG低温储存性、环保性、经济性、安全性等方面相比传统汽车燃料柴油等具有一定的优越性, 是目前具有推广价值的低污染燃料。清洁燃料LNG已在天津、深圳、贵阳等城市的公交车上得到广泛的应用, 今后也将向更多城市推广应用, 同时向于重卡车、长途汽车等大力推广应用。

2. 清洁燃料LNG典型特性

相比传统燃料柴油, 清洁燃料LNG具有典型的低温特性, 它是将天然气在常压状态下冷却到零下162℃, 过滤掉了所有杂质冷凝成的一种无色、无味、无毒的低温液体。LNG形成过程中过滤掉了杂质、CO2、硫、水、酸等, 所以LNG是清洁、纯净的。LNG储存在双层结构真空储罐中, 当他遇热后会迅速升温、气化。气化后气体可以燃烧, 可用于天然气发动机的燃料。LNG的燃点为645℃, 相对于柴油的燃点约220℃更安全。

3、清洁燃料LNG与传统燃料柴油的污染物排放对比

在相同的运行条件下, 选用相同10米长两台公交车, 一台为LNG公交车采用国Ⅲ的天然气发动机, 另一台为柴油公交车选用国Ⅲ的柴油发电机, 在同一的路段上进行测试, 可得出两台车的百公里燃料消耗量, 同时检测两台公交车的污染物排放指标。清洁燃料LNG与传统燃料柴油污染物排放进行比较如下表一:

通过上表的测试结果, 采用清洁燃料LNG比传统燃料柴油污染物排放指标比较:

CO一氧化碳下降98.97%;

HC非甲烷碳氢化合物下降83.3%;

NOX氮氧化合物下降30.95%;

无颗粒排放物, 无烟尘排放;

LNG基本不含铅尘、硫化物和苯类有害物, LNG排放明显优于传统燃料柴油。

4、清洁燃料LNG的环保性

根据上述的清洁燃料LNG与传统燃料柴油的污染物排放测试, 以一辆10米长的欧Ⅲ排放标准公交车为例, 通过对比测试, 采用LNG的汽车比使用传统燃料汽车每公里碳排放量减少80克。其他污染物每公里减少11.6克。以每年行驶10万公里计算, 可以综合减排约10吨, 其中, 碳减排量8吨, 其他污染物减排1吨多。

5、清洁燃料LNG经济性

LNG车辆燃料的经济性取决于两个方面:第一, 天然气与柴油的价格差;第二, LNG车辆与同功率的柴油车辆百公里燃料消耗量。以下就两方面数据进行对比分析。

通过比较:采用LNG作为汽车燃料, 燃料成本下降15%-20%, 同时维修保养成本节约10%。

6、清洁燃料LNG动力性

LNG车辆的燃料加注时间很短, 甚至比加油的时间还短, 使用LNG作为燃料的车辆, 其动力性能一点都不比柴油车差。而且, LNG车辆加注一次燃料的续航能力可达到400至500公里, 与汽油、柴油车辆相当。

7、清洁燃料LNG目前应用情况

我国大量引进国外的LNG后, 及国内的各地的LNG液化厂迅速发展, 为LNG车辆的迅猛发展提供资源保障, 由原先的北京、杭州、长沙、呼和浩特等几个示范城市, 迅速向天津、深圳、惠州、中山、珠海、海口、贵阳、山东等几十个城市全面推广应用。政府鼓励支持城市的公交车改造、或新更换的公交车优先选用清洁燃料LNG车辆。

塘沽公交公司率先使用LNG公交车, 采购的330量LNG公交车已全部投入使用, 成为LNG公交车行业先行者和示范者。若以上述排放为例, 330辆LNG公交车可以综合减排约3300吨, 其中, 碳减排量2640吨, 其他污染物减排330吨多。如下图二所示。这些数据直接体现了LNG公交车替代传统燃料柴油等的减排指标。切实地减少大气污染, 改善了人们的生活环境。

8、结束语

在倡导低碳、环保的今天, 采用清洁燃料LNG替代传统燃料柴油等在城市交通领域的示范应用, 其清洁环保效应已经初步显现, 随着城市加注业务的不断拓展, 汽车加注站数量不断增加, 网点布设将会像加油站一样方便。

参考文献

[1]顾安忠, 鲁雪生, 汪荣顺, 等.液化天然气技术[M].北京:机械工业出版社, 275-280.

环保燃料 第7篇

二甲醚 (DME) 是一种比较适合柴油机使用的新型、高效和超低污染的代用燃料[1,2,3,4]。常温常压下, 其饱和蒸气压约为0.5MPa。现有的Bosch燃油泵系统 (直列式柱塞斜槽泵) 的柴油机广泛采用DME/柴油双燃料技术方案[5,6,7,8], 这种方案的特点是基本不改变柴油机Bosch高压油泵燃油供给系统, 将较高压力的DME/柴油混合燃料输入原有的柴油Bosch高压油泵。相比柴油Bosch高压油泵供油系统, 这种DME/柴油双燃料系统只需要在Bosch燃油泵前增加DME/柴油燃料的混合和增压装置即可。

实际工程应用中发现, 这种DME/柴油双燃料系统普遍存在高压油路中DME燃料的“气化”现象[9,10,11]。当高压系统中某个局部 (通常在Bosch高压泵腔) 的压力低于DME的饱和蒸气压力时, 液态DME出现局部气化现象, 这种气化现象会导致供油量严重不均和产生“气阻”。DME/柴油双燃料Bosch供给系统中DME燃料的“气化”现象, 已经成为DME/柴油双燃料发动机的技术难题[9,10]。

本文提出了一种旁通单向阀的技术方案, 能够有效解决Bosch燃油泵腔内DME气化现象。并采用AVL-HYDSIM仿真软件, 论证了旁通单向阀技术方案的可行性。

1 DME/柴油双燃料供给系统的气化现象

图1为柴油Bosch供给系统。图2为DME/柴油双燃料Bosch供给系统。DME在常温常压下为气态, 其饱和蒸气压力随温度的升高而升高。在柴油机上使用时, DME是以液态形式喷入气缸内的;因此, 柴油机燃用DME时, Bosch燃油泵前的供油压力应远高于柴油燃料的泵前供油压力, 使DME进入泵腔时保持液态。

但是, DME会在高压泵腔内产生气化现象, 原因分析如下:当供油过程结束后, 柱塞向下运行至挡住回油孔时, 高压泵腔内会形成密封的空间, 随着柱塞的继续下行泵腔体积扩大, 泵腔内的压力会急速下降, 此时, 泵腔内压力会低于DME的气化压力, DME会发生气化。

当柱塞继续下行开启回油孔时, 液态DME进入泵腔, 泵腔内压力迅速增加至Bosch燃油泵前的供油压力。在柱塞下一次供油过程关闭回油孔之前, Bosch燃油泵前的供油压力有可能会使得泵腔内的部分气态DME燃料成为液态DME燃料。但是, 当柱塞关闭回油孔开始下一次供油时, 泵腔内仍然还有气态DME燃料。随着供油过程中泵腔内压力增加, 即使泵腔内的气态DME燃料可以成为液态DME, 但是供油过程中泵腔内的相变会导致高压油路的压力剧烈波动和供油量严重不足。

如果供油过程中泵腔内的气态DME燃料没有完全被“再液化”, 进入高压油路的气态DME燃料还会造成“气阻”现象。

现有的DME/柴油双燃料Bosch供给系统均采用提高Bosch燃油泵前的供油压力, 或者降低双燃料中DME燃料的比例改善泵腔内DME燃料的气化现象。实际工程应用表明更高的供油压力对供油系统的低压油路提出了更高的要求, 却仍然无法消除Bosch燃油泵腔内DME燃料的气化现象。

2 旁通单向阀技术方案

图3为改善DME/柴油双燃料供给系统泵腔内气化现象的技术方案。此方案是在图2所示的DME/柴油双燃料供给系统基础上简单改造而成。在Bosch燃油泵腔与泵前供油源之间增加供给油路, 供给油路上有单向阀, 通过单向阀的DME/柴油燃料只能单方向进入燃油泵腔。取消燃油泵出口处的出油阀, 但是保留出油阀座。在燃油泵出口加装一个三通接头, 三通接头的另外两端分别安装出油阀偶件和单向阀。与三通接头相连的出油阀偶件与原来燃油泵中的出油阀偶件完全相同。出油阀至喷油器的高压油路保持不变, 泵前供油源至回油孔的泵前供给油路也保持不变。

旁通单向阀技术方案的工作原理如下:当柱塞处于下止点时, DME/柴油燃料可以由两条供给油路分别通过回油孔和单向阀充满Bosch燃油泵腔。当柱塞上行关闭回油孔时, 单向阀保证泵腔内的燃油不会流回泵前供油源, 泵腔内形成密封空间, 随着柱塞继续上行, 泵腔内压力迅速升高。当泵腔内燃油压力大于出油阀的开启压力和高压油管内的残余压力之和时, 供油过程开始。当柱塞上行至斜槽与回油孔相通时, 供油过程结束。泵腔内压力迅速降至泵前供油源压力, 同时出油阀关闭。当柱塞下行关闭回油孔, 一旦泵腔内压力下降, DME/柴油燃料立即通过单向阀进入泵腔。随着柱塞继续下行, DME/柴油燃料继续通过单向阀进入泵腔, 泵腔内不会形成密封空间的抽吸过程, 泵腔内压力不会下降到DME的饱和蒸气压力, 因而不会出现DME燃料气化现象。

当柱塞上行关闭回油孔开始下一个供油循环时, Bosch燃油泵腔内不存在气态DME燃料, 因而不会出现实际喷射的燃料量严重不足和气态DME燃料产生的气阻现象。

3 现有DME/柴油双燃料供给系统的仿真

利用AVL-hydsim软件建立现有DME/柴油双燃料供给系统的仿真模型, 并进行仿真计算, 结果表明:高压泵腔内确实存在DME的气化现象, 它与DME掺烧比例、泵前增压压力及燃料的温度均无关。

3.1 高压泵腔内的DME气化现象

图4所示的Hydsim仿真模型可以同时应用于图1所示的原型柴油Bosch供油系统和图2所示的DME/柴油双燃料供给系统。

仿真模型包括燃油泵、等压式出油阀和喷油器模块。双燃料仿真模型对原型柴油仿真模型做了以下修改: (1) 不同的燃料物性参数, 将柴油燃料改为DME/柴油混合燃料; (2) 通过修改泵前供油压力边界模拟Bosch燃油泵前双燃料供油压力源, 将原型柴油系统泵前供油压力边界由0.3MPa增加至1.2MPa; (3) Bosch泵腔内燃油气化压力提高为0.5MPa以上; (4) 柱塞直径由原型柴油系统的17.0mm增加至19.0mm。

图5所示的仿真结果表明了DME/柴油双燃料供给系统的Bosch泵腔内DME的气化现象。当凸轮轴转角从60°CaA左右变化至90°CaA左右时, 泵腔压力保持0.5MPa不变, 恰好等于预先设定的DME气化压力, 清楚表明在此期间泵腔内的DME燃料发生了气化现象。

3.2 DME的掺烧比例对气化现象的影响

取DME所占质量比为10%、20%、30%的DME柴油混合燃料, 分别命名为D10、D20、D30, 在现有系统模型中改变相应的燃料特性参数, 其他参数保持不变, 分别进行仿真计算, 结果如图6所示。由图6可知, 由于DME燃料较高的可压缩特性, 随着DME燃料比例的增加, 泵腔压力相应降低。从泵腔压力局部放大图可看出, 当凸轮轴转角从60°CaA左右变化至90°CaA左右时, 泵腔压力保持0.5MPa不变。仿真计算表明:即使改变混合燃料中DME燃料的比例, Bosch燃油泵腔内仍存在DME的气化现象。

3.3 泵前供油压力对气化现象的影响

分别取系统的泵前供油压力为1.2、1.5、1.8MPa, 保持其他参数不变, 进行仿真计算, 结果如图7所示。由图7可知, 不同的泵前供油压力得到的泵腔压力曲线近似重合。当凸轮轴转角从60°CaA左右变化至90°CaA左右时, 泵腔压力仍然基本保持0.5MPa不变。仿真计算表明:即使提高Bosch燃油泵前的供油压力, Bosch燃油泵腔内仍存在DME的气化现象。

3.4 DME燃料温度对气化现象的影响

实际中, 泵腔的工作温度和混合燃料中DME燃料的比例都会影响DME燃料的气化压力。为此, 当DME燃料温度不同时, 气化压力也会有差别。设置燃料气化压力分别为0.5、0.6、0.7MPa, 在其他参数不变进行仿真计算, 结果如图8所示。由图8可知, 不同气化压力得到的泵腔压力曲线近似重合。当凸轮轴转角从60°CaA左右变化至90°CaA左右时, 泵腔压力分别为0.5、0.6、0.7MPa, 恰好与预先设置的燃料气化压力相同。仿真计算表明:即使降低DME燃料的气化压力 (例如降低泵腔的工作温度或者降低DME燃料温度) , Bosch燃油泵腔内仍存在DME的气化现象。

4 旁通单向阀技术方案的仿真

图9为旁通单向阀DME/柴油双燃料供给系统 (图3) 的仿真模型。与原双燃料仿真模型 (图4) 相比, 旁通单向阀模型做了以下修改: (1) 在泵前供油压力边界与Bosch泵腔之间增加了一条旁通油路; (2) 旁通油路上设置了一个单向阀, 燃料只能单方向通过单向阀进入泵腔; (3) 单向阀启阀压力为0.01MPa, 泵腔初始容积由7mL增加至9mL。

图10为旁通单向阀的升程 (位移) 曲线和由旁通单向阀进入Bosch泵腔的DME/柴油混合燃料的 (体积) 流量曲线。由图10可知, 在原双燃料系统出现DME燃料气化现象期间 (凸轮轴转角60°CaA左右至90°CaA左右) , 旁通单向阀开启, 混合燃料由单向阀进入Bosch泵腔, 泵腔内将不会出现“密封腔抽吸”现象, 泵腔内的压力将不会下降至DME燃料的气化压力, 从而可以避免出现DME燃料的气化现象。

图11为旁通单向阀方案和原双燃料系统的Bosch燃油泵腔压力曲线对比。仿真结果表明:在柱塞下行关闭回油孔期间, 由于旁通单向阀开启, 混合燃料由单向阀进入Bosch泵腔, 泵腔不会成为密封腔。在此期间, 泵腔压力与泵前供油压力基本相同, 从而保证泵腔内压力始终远高于DME的气化压力, 消除了泵腔DME燃料的气化现象。

对于旁通单向阀方案, 不同的泵前供油压力、不同的DME燃料的比例或者不同的DME燃料的工作温度, 都能够消除泵腔的DME燃料气化现象, 得到与图11基本相同的仿真结果。

5 结论

(1) 传统DME/柴油双燃料供给系统的Bosch泵腔不可避免存在严重的气化现象。气化现象是由于Bosch燃油泵的结构所致, 改变泵前供油压力、改变双燃料中DME燃料比例、改变DME燃料的工作温度等措施无法消除Bosch泵腔的DME气化现象。

(2) 旁通单向阀方案能够有效消除Bosch泵腔的DME气化现象, 且简单有效, 便于实际应用。

参考文献

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生物燃料 第8篇

生物燃料是指通过生物资源 (比如:农林作物、农作物残渣、动物粪便和生活垃圾等) 生产的燃料乙醇和生物柴油。它可以替代由石油制取的汽油和柴油, 与生物能、风能、太阳能一样属于可再生能源。受世界石油资源价格、环保和全球气候变化的影响, 许多国家日益重视生物燃料的发展, 并取得了显著的成效。生物燃料分为第一代和第二代。第一代以可食用作物为原料, 包括大豆、玉米、甘蔗;第二代是藻类。生物燃料蕴藏量极大, 地球上的植物每年可生产的生物燃料量, 相当于目前人类每年消耗的矿物能的20倍。现已经有采用100%生物燃料驱动的飞机在柏林国际航空航天展览会亮相, 并完成首飞。以非粮原料或农业废弃物为原料转化的液态燃料纤维素生物燃料也在近期内有希望替代传统石化能源。

据预测, 十年内, 全球航空业所消耗的燃料有10%可能来自可持续替代资源。这不仅能明显地减少航空排放对环境的影响, 还将解决经济和供应安全问题。比如:第二代生物燃料藻类, 每年每英亩可以生产出2万加仑 (7.5万升) 的生物柴油, 原料成本、可持续性都能得到很好的平衡。数据显示, 第二代生物燃料有望减少最高达96%的温室气体排放。所以, 生物燃料大有可为。

目前, 专家正研究怎样将农业废弃物、木材及生长迅速的草本植物, 转化为种类繁多的生物燃料。尤其是生物燃料完全替代传统石化能源之前, 必须具备与原油的价格不相上下。现在, 我们都应该清醒地认识到, 对石油过分依赖, 会让国家安全、经济安全及环境安全遭受威胁, 所以必须找到新的能源。