甲醇-柴油混合燃料羰基排放物的形成及試驗研究.pdf

1、我國石油資源嚴重短缺，甲醇作為可再生替代燃料受到了人們的廣泛關注，然而在柴油機上應用甲醇燃料還有許多問題需要解決。燃用醇類燃料時，排氣中有未燃醇、醛酮、芳烴等非常規(guī)有害成分，為消除人們的顧慮，降低尾氣非常規(guī)排放對人體的危害，有必要研究摻醇發(fā)動機的醛酮羰基排放特性及生成過程，從而制定科學的控制策略。
　　 試驗使用自制的甲醇/柴油混合燃料，在發(fā)動機臺架試驗時對尾氣非常規(guī)成分進行采集，為此首先根據(jù)試驗要求設計了采樣裝置。并用高效液相

2、色譜法對尾氣中的各成分進行定性分析和定量分析，通過優(yōu)化分離方法，在20分鐘內可將尾氣中的甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、異丁烯醛、丁酮、丁醛、苯甲醛、正戊醛、對甲基苯甲醛、己醛完全分離。
　　 在一臺4826柴油機上進行臺架試驗，試驗發(fā)現(xiàn)在噴油量相同時隨著摻燒比例的增加動力性下降，HC和CO排放升高，低比例時變化較小。通過對羰基排放的研究表明：無論是柴油還是甲醇/柴油混合燃料尾氣中都含有醛酮排放物，其中甲醛和乙醛是最主要

3、的羰基排放物，所占比例占總羰基排放物的52．7％～65．3％，而且C1～C3的小分子醛酮含量多于高分子醛酮。隨著甲醇添加量的增加，羰基排放呈上升趨勢，如10％負荷條件下，M15燃料的總羰基排放分別為M0、M5、M10燃料的4．14、2．03和1．26倍。當發(fā)動機負荷增大時，羰基排放明顯降低，在小負荷時排放量最多，中等負荷和大負荷時總排放量基本不變。在小負荷時使用純柴油，中高負荷時使用甲醇/柴油；采用電控方式、雙燃料噴射，使摻燒比例可調，

4、同時根據(jù)負荷的不同靈活控制甲醇的使用，可以有效改善羰基排放。
　　 以正庚烷作為柴油的機理，加入甲醇的反應機理構成甲醇/柴油混合燃料的機理。通過CHEMKIN4．1化學動力學軟件分析了影響甲醛生成與消耗的反應，通過敏感性分析獲得了其主要反應路徑。通過對甲醇添加比例、過量空氣系數(shù)、壓縮比的分析發(fā)現(xiàn)：隨著添加比例的增加，甲醛和乙醛的生成量增加；過量空氣系數(shù)增大，甲醛、乙醛生成量減少，并且生成反應延遲；壓縮比對甲醛和乙醛的影響最明顯，