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醇醚類燃料及煤炭液化技術(shù)對(duì)汽車節(jié)能的影響
作者：北京羅道羅環(huán)?？萍加邢薰?時(shí)間：2020-05-25 瀏覽：
醇醚類燃料及煤炭液化技術(shù)對(duì)汽車節(jié)能的影響
劉海博
摘要：根據(jù)醇醚類燃料的理化特性、與汽油等常規(guī)燃料的特性對(duì)比，分析了醇醚類燃料的可行性，并指出醇醚類燃料在替代能源應(yīng)用上存在的問題以及相應(yīng)的解決方法。通過燃料經(jīng)濟(jì)性計(jì)算和動(dòng)力性能計(jì)算，說明醇醚類燃料是良好的車用替代燃料，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。同時(shí)對(duì)煤炭液化技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的介紹。
關(guān)鍵詞：醇醚類 汽車節(jié)能 煤炭液化
The of effect Alcohol ether fuel and coal liquefaction technology on automobile energy saving
LIU hai bo
Abstract: According to the alcohol ether fuel physicochemical characteristics, and gasoline and other conventional fuel characteristics, analyzes the feasibility of alcohol ether fuel, and points out that the alcohol ether fuel in alternative energy application, existing problem and corresponding solution. Through the calculation of the fuel economy and power performance calculation, description of alcohol ether fuel is a good vehicle alternative fuels, has huge development potential. The coal liquefaction technique were introduced as well.
Keyword: Glycol ether Vehicle energy saving Coal liquefaction
0 前言
隨著我國(guó)汽車工業(yè)不斷發(fā)展，截至到2011年底，我國(guó)汽車保有量已達(dá)到1.06億輛，并以年近20％速度遞增. 內(nèi)燃機(jī)汽車燃料主要消耗柴油、汽油為主的石油礦物能源,但的石油資源日趨減少，石油燃料的短缺現(xiàn)象已經(jīng)出現(xiàn)，并且日益嚴(yán)重，2010年我國(guó)全年消耗汽油7675萬噸,消耗柴油15900萬噸．汽車用汽油約占汽油總消耗量的85％．柴油占20％．隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及汽車進(jìn)入家庭速度的加快．我國(guó)能源供求矛盾將更加突出,巨大的燃油消耗不僅對(duì)日益枯竭的石油能源造成巨大壓力．同時(shí)大量燃油燃燒不當(dāng)所排放出的污染物已成為威脅人類生存的主要因素。能源供需矛盾在其它國(guó)家同樣存在，各國(guó)都在圍繞這一課題進(jìn)行研究，相繼找到了合成油、甲醇、乙醇、天然氣液化石油氣、二甲醚等替代燃料。醇醚類燃料具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點(diǎn)；作為汽車燃料，醇醚類燃料本身含氧，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中可提高氧燃率，幾乎無碳煙排放，汽化潛熱高，可降低進(jìn)氣溫度，提高充氣效率，降低燃燒溫度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NO的排放量,因此，在國(guó)內(nèi)適宜地區(qū)使用醇醚類燃料，不僅可以改變能源結(jié)構(gòu)，緩解石油緊缺的矛盾，而且可以改善汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。另外,與我國(guó)石油資源量相比，煤炭資源相對(duì)豐富，預(yù)計(jì)今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煤炭作為我國(guó)主要能源的格局不會(huì)改變。如果利用煤炭來代替運(yùn)輸燃料，煤炭必須被轉(zhuǎn)化成有類似氫含量的液體物質(zhì)。為此需要直接或間接地從煤中脫碳或加氫。其中種工藝是眾所周知的焦化或熱解，第二種工藝就是煤炭液化。
1 醇醚類燃料的適用性
醇醚類燃料主要是指甲醇和乙醇和甲醚。甲醇來源廣泛，具有能源多樣性，生產(chǎn)工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)甲醇的原料有：木柴、天然石油氣、城市生活垃圾等，凡是可以得到CO及H的原料都可以合成甲醇。上85％以上的甲醇產(chǎn)品是以天然氣為原料生產(chǎn)的。乙醇的生產(chǎn)工藝采用生物發(fā)酵法，生產(chǎn)乙醇的原料有單糖類(甘蔗、甜菜等)、淀粉類植物(玉米、土豆、紅薯、大麥等)、化石原料(乙烯)及纖維類(木屑、植物及農(nóng)作物秸稈)。以玉米為原料的淀粉質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較好，是日前乙醇生產(chǎn)的最主要的工藝。甲醇、乙醇在常溫常壓下以液態(tài)形式存在。乙醇燃料主要從農(nóng)作物中制取，屬于可再生能源，在生態(tài)循環(huán)中可減少大氣中的CO和溫室效應(yīng)，已作為車輛的重要環(huán)保措施。而從目前的車輛應(yīng)用角度看，車用代用燃料主要有三類：含氧燃料(醇／醚／酯)、合成油(BTL／CTL／GTL)、氣體燃料(甲烷氣／合成氣／氫氣)。缺油、少氣、富煤是我國(guó)的能源資源典型特征。全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量超過萬億噸，探明可采儲(chǔ)量7650億噸，可開采年限為114年：石油資源量1000億噸，占的2．3％，剩余可采儲(chǔ)量32．7億噸，可開采年限20年；天然氣地質(zhì)資源量估計(jì)超過38萬億立方米，預(yù)計(jì)可采儲(chǔ)量13萬億立方米，剩余可采儲(chǔ)量15000億立方米，占的l％，可開采年限為50年。而其中醇醚類燃料作為液體燃料，其儲(chǔ)運(yùn)、分配、攜帶、使用都和傳統(tǒng)的汽、柴油相差無幾，并且其原料資源多，燃燒排放污染物低于石油類燃料，國(guó)際和國(guó)內(nèi)研究比較多，技術(shù)相對(duì)來說也比較成熟。而我國(guó)又有較好的資源基礎(chǔ)。因此，當(dāng)前大力推廣醇醚類燃料是完全可行的。
2 醇醚類燃料的理化性質(zhì)
2.1醇類燃料的性質(zhì)
甲醇和乙醇的理化特性相似。醇類的共有特點(diǎn)是其分子中含有羥基一0H(氫氧基)，這個(gè)羥基從本質(zhì)上決定著醇類的理化特性。醇類是羥基與烴基的化合物，其通式為R-OH，其中R代表烴基，OH代表羥基。甲醇和乙醇等是羥基與烴基中的烷基相結(jié)合的烷基醇，即脂肪醇。甲醇和乙醇可以視為甲烷與乙烷中一個(gè)H原子被一OH所取代而構(gòu)成。醇類是含氧燃料(而石油系燃料幾乎是不含氧的)，其含氧百分率隨所含碳原子數(shù)的增加而迅速下降。含氧燃料盡管其熱值較低，但伴隨而來的是相應(yīng)的理論空燃比比石油系燃料低。而且含氧百分率愈大，理論空燃比愈小。這就形成醇類燃料理論混合氣的熱值與石油系燃料的理論混合氣熱值大致相仿。對(duì)于醇類燃料有條件作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料來說，這一特點(diǎn)是極為重要的。具備這一特點(diǎn)，就使內(nèi)燃機(jī)燃用醇類燃料時(shí)，可以保證與原機(jī)同等的動(dòng)力性，即可以發(fā)出與原機(jī)大致相等的功率和扭矩。乙醇燃料與汽油、柴油物理化學(xué)特性的比較,醇醚類是一種無色透明、易揮發(fā)、易燃的液體。內(nèi)燃機(jī)燃用的石油燃料(汽油、柴油等)是烴類燃料，而醇類是烴基和羥基組成的化合物。這就從化學(xué)性質(zhì)上決定了醇類可以作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料。與汽油和柴油相比，甲醇和乙醇的熱值都很低。因此使用醇類燃料的汽車有效燃油消耗率較高。甲醇和乙醇的辛烷值很高，可以通過適當(dāng)提高內(nèi)燃機(jī)的壓縮比來改善熱效率。它們的汽化潛熱都比汽油高，這就使得使用醇類燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫狀況下啟動(dòng)困難。較高的汽化潛熱可以使燃燒溫度下降，這對(duì)減少NO的排放是有利的，同時(shí)醇類燃料富含氧，有利于燃料徹底燃燒，理論上可以降低尾氣中HC、CO含量。含氧燃料對(duì)減少碳煙排放也是非常有利的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，燃料含氧量達(dá)34％以上，發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下均不產(chǎn)生碳煙。醇類燃料的飽和蒸氣壓比汽油低，低的蒸汽壓力和高的汽化潛熱使其蒸發(fā)困難，因而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣形成系統(tǒng)提出了更高的要求。醇類燃料的十六烷值很低，著火性能很差因此在柴油機(jī)上使用還需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施。醇醚類和汽油、柴油在自身的物理化學(xué)性質(zhì)上，有相似的地方，也有不同的地方。
2.2 常見燃料理化性質(zhì)對(duì)比
常見燃料的主要理化性質(zhì)如下表所示：
從表中可知醇類與汽油、柴油的理化性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在：
(1)從分子結(jié)構(gòu)上看，汽油中不含氧，而醇類中含氧，更有利于促進(jìn)燃料的燃燒完全，節(jié)省燃料；
(2)醇類含氧量高，使燃料燃燒更加充分，大大改善了尾氣排放性能，C0和CH化合物平均減少了30％以上；
(3)從密度上看，它們的差別不大，混合燃料的密度相近，混合后分離的傾向?。?BR style="FONT-FAMILY: ">(4)從沸點(diǎn)看，醇類沸點(diǎn)比汽油低，因此在汽油沸騰的條件下，醇醚類也能沸騰，這對(duì)汽化有利。但它是單一組分，缺少高揮發(fā)性的組分，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)不利；
(5)從凝固點(diǎn)看，二者都較低，在低溫環(huán)境溫度下都能正常使用；
(6)閃點(diǎn)是在試驗(yàn)室狀態(tài)下測(cè)量的燃料接觸火源時(shí)能夠著火的溫度，它影響到燃料的運(yùn)輸和存放、使用過程的安全性，醇類的閃點(diǎn)遠(yuǎn)低于柴油的閃點(diǎn)；
(7)從汽化潛熱看，遠(yuǎn)大于汽油的汽化熱，燃料醇類的汽化潛熱約是汽油的2.7倍，燃料醇類汽化時(shí)吸收的熱量比汽油大得多，這會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度降低，增加了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的困難；
(8)從低熱值看，醇類比汽油約低40％，因此，做同樣的功，用醇醚類汽油耗量要比普通汽油要多；
(9)從著火溫度看，燃料醇類約為434℃，汽油為250～468℃，可見通常情況下醇醚類要比汽油更難以點(diǎn)燃，這也增加了使用含醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的難度；
(10)從理論空燃比看，醇類比汽油小；
(11)從抗爆性看，醇類辛烷值高，抗爆性強(qiáng)，可采用高壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，降低耗油量，可抵消因熱值低，耗油量大的不足；
(12)從十六烷值看，醇類十六烷值低，著火性能差，在柴油機(jī)中燃用時(shí)比較困難。
3 使用醇類燃料的常見問題及解決方案
1．油耗增加
原因：(1)醇類沸點(diǎn)低，揮發(fā)性強(qiáng)，在環(huán)境溫度高時(shí)，車用醇類汽油的揮發(fā)量要比車用無鉛汽油的揮發(fā)量大；(2)由于駕駛員對(duì)醇類燃料的特性不太了解，措施要點(diǎn)掌握不夠，如點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整得不合適、混合氣偏稀等；(3)隨著行駛里程數(shù)的增加，車用醇類汽油比普通汽油更易在進(jìn)氣閥門表面及周圍形成積炭，且沉積物的生成會(huì)隨著行駛里程數(shù)的增加而增加。如果不及時(shí)清洗，會(huì)影響進(jìn)氣閥關(guān)閉的嚴(yán)密性，導(dǎo)致燃燒不完全、油耗上升。
解決辦法：(1)清潔油箱、油路；(2)適當(dāng)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間、混合氣濃度等；(3)使用清洗型醇類汽油清潔劑。
2．易產(chǎn)生氣阻(主要在天熱的情況下)
原因：盡管醇類燃料在38℃時(shí)的飽和蒸汽壓比汽油低得多(汽油為74～88kPa，醇類為17KPa)，但醇類燃料的沸點(diǎn)低，在超過其沸點(diǎn)溫度的高溫下，氣壓會(huì)迅速增大。因此夏季行車時(shí)，在長(zhǎng)時(shí)間大功率、大負(fù)荷高速行駛和在市區(qū)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的低速升空調(diào)行駛的情況下，都會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)溫度偏高，產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。
解決辦法：(1)降低醇類汽油組分油的蒸汽壓數(shù)值；(2)檢查油箱附件一蒸汽閥的工作狀況，必要時(shí)予以疏通維護(hù)或更換。
3．起步發(fā)動(dòng)和加速不良
原因：(1)一般都與油路不暢有關(guān)，致使供油不足，因?yàn)樵谑褂么碱惾剂虾?，將原來粘在油箱壁上的膠質(zhì)顆粒等雜質(zhì)沖洗掉，堵塞了汽油濾清器或燃油噴嘴；(2)混合氣偏稀。
解決方法：(1)檢查清理油路，排除故障；(2)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間。
4．使用中分層現(xiàn)象
原因：醇類與汽油難以互溶，但抗水性較差，醇類汽油一旦遇水就會(huì)發(fā)生相分離，造成油箱上、中、下各部醇類與汽油的比例不同，使車用醇類汽油不能正常燃燒，影響使用效果。
解決方法：GBl8351—2004《車用乙醇汽油》對(duì)水分含量有嚴(yán)格的限制，規(guī)定車用乙醇汽油水分含量不大于O．20％。因此，只要是正規(guī)加油站出售的車用乙醇汽油就不會(huì)出現(xiàn)因含水產(chǎn)生分層而帶來麻煩。
5．腐蝕現(xiàn)象
原因：醇類在燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生乙酸，對(duì)汽車燃料系統(tǒng)的許多金屬都有腐蝕性，可以腐蝕銅、鐵、鋁、鉛、鎂、鋅及它們的許多合金，且醇類含量越高，腐蝕性越大。
解決方法：(1)改變發(fā)動(dòng)機(jī)金屬材料，使用耐腐蝕的金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)；(2)在燃料中加防腐蝕添加劑。
6．橡膠材料出現(xiàn)溶脹裂紋現(xiàn)象
原因：醇類汽油對(duì)供油系統(tǒng)的橡膠部件(如油泵的油封、墊圈等)有一定的溶脹作用，可導(dǎo)致后者產(chǎn)生溶脹、軟化、龜裂進(jìn)而失效，對(duì)塑料件也有類似的作用。
解決方法：(1)選擇合適的橡膠或塑料材料作為燃料系統(tǒng)部件，如采用氟橡膠、氟硅橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠等耐醇類汽油混合燃料的材料代替合成橡膠、聚脂樹脂等材料。(2)在燃料中加入某些添加劑也可以減輕醇類汽油對(duì)橡膠和塑料材料的溶脹。
7．發(fā)動(dòng)機(jī)磨損
原因：(1)醇類汽油能將氣缸和活塞環(huán)等部位的潤(rùn)滑油膜洗掉，加大磨損；(2)醇類汽油燃燒時(shí)生成酸，能直接腐蝕金屬，造成腐蝕磨損，而且酸還能與潤(rùn)滑油中的抗氧防腐劑(如二烷基二硫代磷酸鋅)發(fā)生反應(yīng)而使其失效，從而增大各摩擦部位的腐蝕與磨損。
解決方法：(1)改變發(fā)動(dòng)機(jī)材料(如活塞環(huán)鍍鉻)；(2)使用專用的醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油(堿度較高，可中和醇類燃料燃燒產(chǎn)生的酸)。
4 醇類燃料在汽車上性能的計(jì)算分析
4.1燃料經(jīng)濟(jì)性計(jì)算
汽車的燃料消耗量能從試驗(yàn)中得出，也可以從理論上進(jìn)行估算，這主要依據(jù)于燃料本身的低熱值。以乙醇為例：
汽油燃料的低熱值為43.5 MJ／kg，而乙醇的低熱值為26.77 MJ／kg，甲醇更低為9.66 MJ／kg，乙醇低熱值為汽油低熱值的61．5％。從理論上講其燃料消耗量的比值應(yīng)該是l：1.6。不考慮燃燒效率等因素，可以肯定的是汽車燃用醇類燃料比汽油的每百公里消耗量要增大。但這并不意味著每百公里燃料費(fèi)用就會(huì)上升。因?yàn)榇碱惾剂仙a(chǎn)成本比汽油要低很多，折算下來，汽車的最終運(yùn)行成本要更低一些。即便成本一樣，在當(dāng)今石油匱乏的情形下也是可以接受的。當(dāng)然，不同醇類與汽油以不同比例摻燒，所取得的經(jīng)濟(jì)效益也不一樣，這里以低比例的E3093#乙醇汽油進(jìn)行理論計(jì)算。主要以燃料的低熱值進(jìn)行估算。
式(1)為醇類汽油密度的計(jì)算公式，式(2)為醇類汽油低熱值的計(jì)算公式。
() (1)
式中：醇類汽油密度；純汽油的密度：純汽油的體積百分比；醇的密度；醇的體積百分比；添加劑的密度；添加劑的體積百分比.
(kj/kg) (2)
式中：、、，分別為汽油、乙醇、添加劑的低熱值，單位取kJ/kg。這里以E3093#乙醇汽油進(jìn)行計(jì)算，該乙醇汽油未加添加劑。
=0．735×0．7+0．790×0．3=0．752()
=(43500×0．735×0．7+26770×0．790×0．3)／0．752=38223．9(kJ／kg)
汽油與E3093#乙醇汽油低熱值之比為1.14，說明在理想狀態(tài)下，汽車以E3093#乙醇汽油為燃料其消耗量應(yīng)該比汽油高14％．
4.2動(dòng)力性能計(jì)算
當(dāng)氣缸工作容積和進(jìn)氣條件一定時(shí)，每循環(huán)加給工質(zhì)的熱量取決于單位體積可燃混合氣的熱值，而不僅僅取決于燃料的熱值。影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的是可燃混合氣熱值，是指每燃燒一千摩爾的混合氣所能放出的熱量，以kj／kmol或kj/表示，理論上可由式(3)、式(4)計(jì)算。
式中：-可燃混合氣的熱值；過量空氣系數(shù)； Mr-燃料分子量；-燃料低熱值； 理論空氣量；實(shí)際所需空氣量
理論空氣量為lkg燃料完全燃燒理論上所需要的空氣量，是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?？梢园聪率接?jì)算。
(5)
式中燃料中碳的質(zhì)量成分； 燃料中氫的質(zhì)量成分；燃料中氧的質(zhì)量成分：
因此，lkg醇類燃料完全燃燒理論上所需要的空氣量
為： ．’
而醇類混合燃料的平均分子量計(jì)算如下：
式中：醇類混合燃料所需要的空氣量；酵類混合燃料的平均分子量；
、和，分別為汽油、醇、添加劑的分子量，
經(jīng)計(jì)算，汽油、乙醇的理論空氣量分別為由式(4)計(jì)算得到E3093#乙醇汽油與汽油混合氣的熱值分別為.E3093#比汽油混合氣的熱值僅降低0．70％，降幅很小，汽車動(dòng)力性應(yīng)該不會(huì)受到很大的影響。
5 醇類燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響
甲醇與汽油摻燒在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)上使用時(shí)，甲醇體積分?jǐn)?shù)小于15％(M15)時(shí)不需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)作任何改動(dòng)，當(dāng)甲醇大于該含量時(shí)需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)。對(duì)于未作改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在使用甲醇汽油時(shí)，隨著甲醇比例的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩下降，有效效率增加。對(duì)于使用M85或M100的發(fā)動(dòng)機(jī)，改變壓縮比后，其熱效率可以提高。另外，甲醇有較高的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋@將使燃燒提前結(jié)束，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，壓縮比相同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)使用甲醇的熱效率比使用汽油高7％一13％。其主要原因是甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的滯燃期和主燃期縮短，燃燒速率高，燃燒壓力循環(huán)變動(dòng)小。因此，經(jīng)過改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)在使用甲醇時(shí)可以擁有良好的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。使用甲醇和乙醇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)滑油都有一定的影響。主要體現(xiàn)在對(duì)各機(jī)械部件的磨損和對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)的影響。相關(guān)研究表明，使用醇類燃料使?jié)櫥蜏囟壬?、黏度增加、?rùn)滑油含水量、戊烷不溶物、鐵粒等污染物增多用。醇類發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)的磨損主要發(fā)生在高壓油泵和燃料噴射系統(tǒng)。造成燃料供給系統(tǒng)磨損的主要原因是醇類燃料的潤(rùn)滑性差、腐蝕性強(qiáng)。醇類燃料對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在汽缸壁，氣門傳動(dòng)組，和連桿軸承的磨損。造成汽缸壁和氣門傳動(dòng)組磨損的主要原因時(shí)醇類燃料在燃燒過程中產(chǎn)生了酸性物質(zhì)，水和液態(tài)醇對(duì)潤(rùn)滑油膜的沖洗作用。而連桿軸承的磨損主要是由以上兩種磨損產(chǎn)生的金屬磨粒所引起的。使用低滲醇率汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損不是很明顯，隨著滲醇率的增高，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損將增大。
乙醇燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用主要采用與汽油摻燒的方式，也可以用乳化劑使乙醇和柴油生成穩(wěn)定乳化液，但目前乙醇與柴油摻燒尚未進(jìn)入實(shí)用化階段。當(dāng)汽油中摻醇含量不超過10％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以不作任何調(diào)整或稍作改進(jìn)。使用乙醇汽油時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)后，其動(dòng)力性能與原汽油機(jī)相當(dāng)。乙醇的低熱值比甲醇高但比常規(guī)燃料低。在汽油機(jī)上使用乙醇汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率增加，但發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提高。由于乙醇的粘度比汽油高很多，在管路流動(dòng)阻力較大，在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，有可能使高速、高負(fù)荷時(shí)功率上不去使用乙醇燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)滑油也有一定的影響。但與甲醇相比，乙醇燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)較少，因此對(duì)機(jī)械的磨損程度較小。
6 煤炭液化技術(shù)的分類
6.1煤炭的直接液化技術(shù)
煤的直接液化是指煤在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?，催化加氫裂?熱裂、溶劑、萃取、非催化裂化等)成液體烴類，生成少量氣體烴，脫出煤中氮、氧和硫等雜原子的深度轉(zhuǎn)化過程?。理論上講，煤加氫液化分為輕度加氫和深度加氫。通過加氫，煤結(jié)構(gòu)中某些鍵斷開，將固態(tài)煤轉(zhuǎn)變成液體產(chǎn)物和氣態(tài)產(chǎn)物。直接液化工藝旨在向煤的有機(jī)結(jié)構(gòu)中加氫，破壞煤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生可蒸餾液體。目前已經(jīng)開發(fā)出多種直接液化工藝，但就基本化學(xué)反應(yīng)而言，它們非常接近，共同特征是：在高溫和高壓的條件下在溶劑中將較高比例的煤溶解，然后加入氫氣和催化劑進(jìn)行加氫裂化過程。直接液化是目前可使用的最有效的液化方式。在合適的條件下，液體產(chǎn)率超過70％ (以干燥、無礦物質(zhì)煤計(jì))。如果允許熱量損失和其它非煤能量輸入的話，采用現(xiàn)代化的液化工藝時(shí)總熱效率一般為60％-70％。
6.2煤炭的間接液化技術(shù)
煤的間接液化是將煤氣化制得一氧化碳和以后，在溫度為250℃左右中壓為15—40 MPa和催化劑作用下，合成主要產(chǎn)物碳水化合物，再經(jīng)過一系列加工，最終得到汽油、柴油、石蠟和化學(xué)品的工藝過程。間接液化的“核心”部分是合成反應(yīng)環(huán)節(jié)。因此，人們普遍認(rèn)為應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用漿態(tài)床流化床反應(yīng)器。最近，大部分研究工作集中在研制性能先進(jìn)的催化劑上，因?yàn)殚g接液化催化劑并不針對(duì)具體的工藝。
結(jié)語(yǔ)
從醇醚類燃料的綜合性能來看，醇類燃料有較大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ跊]有開發(fā)出更優(yōu)越的汽車替代能源之前，醇醚類是比較理想的替代燃料。甲醇價(jià)格低，可以有效降低常規(guī)有害排放，然而其對(duì)金屬的腐蝕性和對(duì)橡膠的溶脹性成為其推廣使用的障礙。另外甲醇燃燒時(shí)甲醛排放較高也成為影響其推廣使用的不利因素。乙醇在儲(chǔ)存運(yùn)輸、燃燒排放方面具有良好的性能，而且乙醇是可再生能源，發(fā)展前景廣闊。與甲醇相比，乙醇在價(jià)格上處于劣勢(shì)，這給乙醇的推廣使用帶來了很大困難。糧食乙醇無益于減少溫室氣體排放，而且糧食在生產(chǎn)過程中所使用的化肥農(nóng)藥等也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。從經(jīng)濟(jì)角度來講，發(fā)展糧食乙醇的意義不大。而纖維素乙醇能降低乙醇生產(chǎn)成本，相對(duì)降低溫室氣體排放。我國(guó)的煤炭資源豐富，煤種齊全。發(fā)展煤炭液化技術(shù)具有重要意義，它能使我們更好的發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)，從而補(bǔ)充國(guó)內(nèi)石油供需缺口。
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