醇类代用燃料.docx

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醇类代用燃料

摘　　要

　　随着国民经济的持续高速发展，能源危机与环境污染问题日益突出。

因此，发展清洁代用燃料对于我国减少对进口原油的依赖和减轻环境污染具有十分重要的战略意义。

本文从能源短缺与环境污染的角度出发，说明发展代用燃料的必要性。

充分说明醇类代用燃料是极具潜力的一种清洁代用燃料,从物质本身的结构和性能出发阐述其成为清洁代用燃料的可行性。

结合使用背景和相关实验参数，说明甲醇汽油对发动机功率、扭矩、燃油消耗率等性能和常规排放物CO、HC、NOx的影响并进行论证分析。

除此之外也阐述了甲醇柴油的优缺点，对它的负荷特性和常规排放物HC、NOx、颗粒物等进行了分析，从而进一步说明甲醇是一种值得去开发研究的清洁代用燃料。

本文还对乙醇进行了一定的介绍，从乙醇的基本物理化学性质分析其成为清洁代用燃料的可行性。

说明乙醇汽油、乙醇柴油的使用情况，它们所具有的优缺点和目前在使用上存在的一些问题及相关改进方法。

最后对清洁气体燃料——二甲醚做了相应的简介，根据它的相关性能特点说明它也是一种很有潜力的清洁代用燃料。

关键词：

　汽车；　代用燃料；　甲醇；　乙醇

Abstract

　　Withthehigh-speeddevelopmentofnationaleconomy,theenergycrisisandenvironmentalpollutionproblemshavebecomeincreasinglyprominent.So,itisveryimportanttodevelopcleanalternativefuelstoreducedependenceonimportedoilandreduceenvironmentalpollution.

　　Thisthesisillustratethenecessityofdevelopingcleanalternativefuelsaccordingtoenergyshortageandenvironmentalpollution.Fullyexplainsthefactthatalcoholalternativefuelsisofgreatpotentialasacleanalternativefuel,explainingitsfeasibilitytobecleanalternativefuelsfromtheangleoffromthestructureandthepropertiesofalcohol.illustratestheinfluenceofmethanolgasolineonenginepower,torque,fuelconsumptionandregularemissionsofCO,HC,NOxfromthebackgroundandexperimentaldataandthengivingaanalysis.Inaddition,italsodescribestheadvantagesanddisadvantagesofmethanoldiesel,andtheloadcharacteristicsandregularemissionsofHC,NOx,particlesareanalyzedtofurtherillustratethatmethanolisaworthyofresearchtobecleanalternativefuels.Thispaper

alsointroducesethamol,andanalyzesthefeasibilitytobecleanalternativefuelsfrom

fromthebasicphysicalandchemicalpropertiesofethanol.Giveausagedescriptionofethanolgasoline,ethanoldiesel,illustratetheadvantageanddisadvantageandproblemsincurrentuse,andthengivesomerelatedimprovedmethods.Atlast,thereisabreifintroductionofairfuelsDME,andshowthatitisalsoapromisingcleanalternativefuelsaccordingtoitscharacteristic.

Keywords:

　　Automobile；　　Alternativefuel；　　Methanol；　　ethanol

目录

绪论1

1　汽车，石油与环境2

1.1　中国及世界汽车保有量概况2

1.2　中国和世界石油概况2

1.3　机动车排放污染3

2　汽车代用清洁燃料的提出与意义4

3　甲醇燃料5

3.1　世界和我国甲醇燃料的使用状况5

3.2　甲醇的物化性质7

3.3　甲醇作为汽车燃料的技术可行性8

3.4　甲醇-汽油混合燃料对汽油机性能和排放的影响9

3.4.1　燃用M10燃料对发动机性能的影响10

3.4.2　燃用M10燃料对常规排放的影响11

3.4.3　燃用M10燃料对醇醛类排放的影响13

3.5　甲醇汽油存在的一些问题及改善方法13

3.6　甲醇-柴油混合燃料对柴油机排放和性能的影响15

3.6.1　负荷特性的比较16

3.6.2　排放结果的比较分析16

3.6.3　不同混合燃料的燃烧特性分析19

4　乙醇燃料20

4.1　世界和我国乙醇使用状况20

4.2　乙醇的性质及乙醇汽油可行性分析21

4.3　乙醇作为汽油代用燃料的排放性能分析23

4.3.1　乙醇汽油常规排放物结果分析23

4.3.2　乙醇汽油的优缺点比较26

4.4　乙醇作为柴油替代燃料28

4.4.1　乙醇与柴油的理化性质与性能分析28

4.4.2　乙醇的添加对柴油排放性能的影响28

4.4.3　乙醇替代柴油存在的主要问题29

5　二甲醚清洁燃料简介30

5.1　二甲醚的性质30

5.2　二甲醚的应用简介31

5.2.1　用作民用燃料31

5.2.2　用作汽车燃料31

结论32

参考文献34

致谢36

绪论

　　近年来，中国国民经济取得了持续快速发展，随之而来的是环境污染形势越来越严峻。

就大气环境来说，大气污染呈多元化的发展趋势，特别是随着机动车保有量的迅速增长，城市大气污染在煤烟污染的同时，机动车排放污染越来越严重。

一些大城市的空气污染已由煤油型污染转向煤烟和机动车尾气混合型污染，氮氧化物居高不下，成为主要污染物；交通道路的CO浓度常年超标[1]。

由机动车排放污染物引起的城市光化学污染也逐渐突出。

同时，随着全球工业的迅速发展，石油等不可再生能源也面临着前所未有的能源危机，能源短缺将是一个困扰全球的问题，石油危机也意味着经济危机。

所以，为了改善环境污染和能源结构，我们一方面应该更合理的利用有限的资源，另一方面我们也应该采取相应的措施来寻找可持续的清洁代用燃料

　　本文对醇类代用燃料进行了一定的研究。

由于醇类是烃基和羧基的组合，这从本质上也决定了其作为发动机代用燃料的可行性。

醇类与汽油、柴油某些相似的物理化学性质使其成为有潜力的清洁代用燃料，下文对甲醇汽油、甲醇柴油、乙醇汽油、乙醇柴油以及二甲醚做了相应的介绍，并从技术和实验数据的角度对其可行性与优越性进行了分析。

除了可行性的介绍，本文也对醇类燃料的不足与技术缺陷做了一定的介绍，分析了制约醇类代用燃料发展的一些因素。

发展清洁代用燃料势在必行，这也需要广大的科技工作者和相关部门作出进一步的努力。

我相信，随着时间的推移，相关技术和其它条件将不断成熟，醇类代用燃料的使用与推广将会不断扩大，它将有着光明的前景。

1　汽车，石油与环境

1.1　中国及世界汽车保有量概况

　　根据国外的IHSautomotive汽车咨询公司发布公告称，预计到2013年底，全球的汽车产量有望实现上升态势，包括汽车和轻型卡车在内的总产量将会超过8000万辆。

　　而截至2011年底，全球的汽车包括重型卡车在内，共有9.79亿辆汽车在路上行驶，而在2012年，得益于亚洲特别是中国以及南美等地区汽车需求的增长，全球汽车市场正在缓慢复苏[2]。

　　尽管有报道称,中国汽车市场增长正开始放缓,但仍可以看到，从2000年到2011年间,中国的汽车数量从低于1000万辆快速增长到7300万辆，而且大多数车企认为，中国以及其他新兴市场的需求仍未饱和。

随着近年来中国国民经济快速稳定增长，中国汽车工业也取得了飞速增长。

2012年上半年全国机动车和驾驶人保持快速增长趋势，截至2012年6月底，全国机动车总保有量达2.33亿辆。

其中，汽车1.14亿辆，摩托车1.03亿辆。

全国机动车驾驶人达2.47亿人，其中汽车驾驶人1.86亿人。

截至6月底，全国汽车保有量为1.14亿辆，与2011年底相比，增加811万辆，增长7.66%。

汽车保有量占机动车总量的48.87%，比2011年底上升1.81个百分点。

全国17个城市的汽车保有量超过100万辆，其中北京、成都、天津、深圳、上海等5个城市的汽车保有量超过200万辆。

私人汽车保有量达8613万辆，占全部汽车保有量的75.62%，比2011年底上升1.21个百分点。

　　尽管今年是创纪录的产量水平,但仍然没有完全满足现有的生产能力。

IHS称,如果每个制造商都充分利用发挥他们的生产设施，2012年汽车产量可能达到9500万辆。

但依现在的形势，预计是到2016年才能实现这一目标,也许2016年将是第一次全球汽车年产量超过1亿辆的年份。

　　到2011年底,包括重型卡车等车型在内，估计全球共有9.79亿辆汽车在路上行驶,比2010年增加3000万辆。

而到2012年底,全球汽车总量会突破10亿辆,这意味着在这个星球上大约平均每七人就拥有一辆车。

1.2　中国和世界石油概况

　　1998年6月7日，美国《洛杉矶时报》发表题为《即将来临的石油危机——真正的危机》的文章认为[3]，今后10年左右，世界石油供应似乎是充足的。

在今后20年左右的时间，全球石油产量可能开始持续下降。

虽然市场力量和石油生产技术的改进可能使石油供应继续保持到21世纪，但是石油危机的到来可能比一般人的设想早得多。

美国托莱多大学地质学教授克雷格·哈特菲尔德指出：

“自1979年以来，全世界已烧掉的石油比到那一年为止人类整个烧油史中烧掉的石油还多。

”这位教授认为，自从石油时代开始以来，全世界已烧掉约8000亿桶石油。

据估计，约有1万亿桶到1.6万亿桶石油埋藏在可以廉价开采的地层中。

按目前世界石油消耗速度看，1.6万亿桶石油大约60年就会消耗光。

而且世界石油消耗速度并未停滞，而是在逐年增加。

目前全球每天消耗石油量已达7100万桶，几乎每年增加2％。

以每年这个增加数字计算，到2010年，全世界将消耗掉从经济到技术上都容易开采的全部石油的一半。

尽管地质勘探技术有了惊人的进步，但所探明的新的石油储量明显减少，因为现有石油消费量同新勘探到的石油量的比例是4∶1。

在不久的将来，不论是发达国家还是发展中国家，最终都会面临石油危机。

在本世纪内，世界主要靠丰富的低价石油推动了经济车轮的前进，如果石油枯竭那么世界经济将面临严峻挑战。

《中东报》认为，到1997年底，开采石油已达8070亿桶，其中一半是在石油动荡的70