研究方案课题总结报告.docx
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研究方案课题总结报告
铜陵金泰化工股份有限公司
课题总结报告
课题名称：
碳酸二甲酯在无烟柴油中的应用
报告日期：
2015年7月3日
课题组成员
课题名称
碳酸二甲酯在无烟柴油中的应用
负责人姓名
王杰
性别
男
民族
汉
出生日期
1990年7月
行政职务
专业职称
助理工程师
研究专长
工作单位
技术（研发）中心
联系电话
5868434
主
要
参
加
者
姓名
性别
出生年月
学历
学位
职务
职称
研究专长
工作单位
徐利林
男
1979.8
本科
高级工程师
技术中心
方诒胜
男
1982.8
本科
工程师
技术中心
王杰
男
1990.7
本科
助理工程师
技术中心
一、课题研究的背景及依据
柴油是我国油品中最重要的产品之一，其效率高、动力大，在公交车、运输车、工程机械中有广泛应用。
2011年柴油表观消费量高达1.66亿吨，占成品油消费量的63%。
目前我国每年新增的柴油需求800～1000万t，国内柴油、汽油比约为2：
1。
但柴油存在的碳黑和烟尘问题一直困扰应用领域。
世界卫生组织（WHO）2012年6月将柴油引擎废气重列升级为致癌物。
国家环保部2012年报告显示，柴油机车是99％车辆尾气颗粒物（PM）排放的来源，主要由PM2.5及更细颗粒组成，柴油机车排放是空气污染的元凶之一。
柴油机排放出来的黑烟，主要是由于柴油燃烧不充分而产生的细微碳颗粒物聚集而成。
碳黑颗粒是组成柴油燃烧排放颗粒的核心，核的外部依次包裹着有机碳化合物、硫酸盐和硝酸盐、金属及其它有毒物质等。
柴油车排出的这些细微颗粒物可进入人体的肺泡深处，在人体内沉积，使器官产生病变，是对人体危害最严重的可吸入颗粒物，严重危害公众健康。
美国洁净空气工作组报告同时也指出，柴油车排出的颗粒物的空气污染，其长周期温室效应是二氧化碳的2000倍。
而就目前来看，能解决或改善柴油机颗粒物排放的主要途径包括：
1）利用新技术改进优化柴油发动机，如采用先进电子控制燃油喷射技术和新型燃油喷射装置，实现燃油系统各环节的精确控制，以有效控制柴油在燃烧过程中产生的颗粒物；2）采用颗粒排放后处理技术，如利用颗粒过滤器除去柴油机尾气排放中的颗粒物，采用这种方法会造成能量损失从而增加燃料消耗，而且经过一段时间的使用，颗粒过滤器需要“再生”处理除去吸附在过滤器上的颗粒物；3）改善燃料组成，从源头阻止颗粒物的生成。
而方法三又包括提高柴油本身品质和在柴油中添加有效组分这两种途径。
前两种方案都需要附加装置，成本较高而且以损失动力为代价。
提高柴油本身品质需要油品制造企业持续不断地应用新技术和新工艺，是个长期的过程；而通过添加有效组分消除颗粒物的排放,是最方便易行的方法。
无烟柴油正是解决柴油颗粒物/烟尘排放的最佳方案。
普通柴油+无烟柴油酯→无烟柴油
高效洁净柴油添加剂+碳酸二甲酯→无烟柴油酯
高效洁净柴油添加剂中的氧元素在燃烧过程中起到助燃作用，特别在燃油浓度高的富油区，提高了氧的含量，促进燃烧，从而避免了因缺氧而生成颗粒物，同时提高了发动机热效率，有效降低CO排放。
高效洁净柴油添加剂，无色，无毒，环保，是由多种功能试剂，以特定工艺配制而成，可以确保环保的同时，使柴油机的功效也有所提高。
高效洁净柴油添加剂使用方便，无需对发动机、油路、加油站、运输工具和现有设施做改变，即可大幅减少甚至消除各类柴油车辆的烟尘排放。
研究发现，DMC与普通柴油互溶性能优异并且长期稳定，DMC所提供的氧使得柴油能够在气缸中充分燃烧从而抑制柴油烟尘的生成，同时提高柴油机热机效率，并对油库、油箱、发动机无特殊要求，无毒、环保、可生物降解，成为替代柴油、减少进口的理想产品。
据预测，国内潜在市场逾 3500万吨，每年潜在市场价值近2000亿元。
二、课题研究的目的及意义
本课题通过向普通柴油中添加不同比例的无烟柴油酯得到不同型号的无烟柴油，然后将其应用于以柴油为燃料的交通工具（包括各类机动车辆及船舶）以及以柴油发动机为动力的工程、矿山、农林机械等。
在不改变柴油发动机结构及参数，观察能否满足发动机的稳定性，且与同标号成品柴油具有等同的适用范围的条件下，烟尘及CO、NO等有害尾气的排放量的对比。
全面考察无烟柴油在实际运用中可行性。
三、课题具体研究内容及研究计划
本课题旨在探讨加入不同无烟柴油酯比例的无烟柴油在以柴油为燃料的交通工具以及以柴油发动机为动力的机械设备中应用的稳定性；加入不同无烟柴油酯比例的无烟柴油与普通柴油的在实际应用中烟度和尾气排放量的对比。
研究计划分为3个阶段：
1、检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用普通柴油的烟度及尾气排放量。
2、无烟柴油酯的调配。
3、不同无烟柴油酯比例的无烟柴油的调配。
4、检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用不同比例的无烟柴油的烟度及尾气排放量。
四、实验研究过程
1、检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用普通柴油的烟度及尾气排放量。
利用以下两台仪器（由亚申科技提供）检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用普通柴油的烟度及尾气排放量。
烟度分析仪:
SaxonOpacilyt1030，德国进口
尾气分析仪:
SaxonInfralytELD柴油机专用排放分析仪，德国进口
2、无烟柴油酯的调配。
将我公司生产的碳酸二甲酯与亚申科技公司提供的柴油添加剂按照质量比1:
1混合均匀，得到无烟柴油酯。
3、不同无烟柴油酯比例的无烟柴油的调配。
将普通柴油与无烟柴油酯按照质量比100:
5，100:
10，100:
15的比例混合均匀，分别标记为D5,D10,D15号无烟柴油。
表1无烟柴油配置记录表
配制日期
0#柴油/升
柴油酯/升
无烟柴油牌号
备注
2014/10/15
380
16
D5
铜冠冶化
2014/10/16
450
20
D5
铜冠冶化
2014/10/20
451
20
D5
铜冠冶化
2014/10/22
452
20
D5
金冠铜业
2014/10/27
430
40
D10
铜冠冶化
2014/10/28
450
20
D5
金冠铜业
2014/11/3
430
40
D10
金冠铜业
2014/11/4
430
40
D10
铜冠冶化
2014/11/7
430
40
D10
金冠铜业
2014/11/10
430
60
D14
铜冠冶化
2014/11/14
400
60
D15
金冠铜业
2014/11/28
215
20
D10
金冠铜业
4、检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用不同比例的无烟柴油的烟度及尾气排放量。
利用以下两台仪器（由亚申科技提供）检测铜冠冶化铲车和金冠铜业叉车、铲车使用不同型号的无烟柴油的烟度及尾气排放量。
烟度分析仪:
SaxonOpacilyt1030，德国进口
尾气分析仪:
SaxonInfralytELD柴油机专用排放分析仪，德国进口
。
五、课题研究结果
具体实验研究结果和实验现象如下：
烟度测试结果记录
油品
烟度k（1/m）
平均值
降低率（%）
普通0#柴油
0.095
0.095
-
D5无烟柴油
0.033
0.055
42%
0.077
D10无烟柴油
0.031
0.0245
74%
0.018
D15无烟柴油
铜冠冶化铲车
油品
烟度k（1/m）
平均值
降低率（%）
普通0#柴油
0.958
0.958
-
D5无烟柴油
1.114
1.114
-16%
D10无烟柴油
0.93
0.89
7%
0.85
D15无烟柴油
金冠铜业叉车
油品
烟度k（1/m）
平均值
降低率（%）
普通0#柴油
0.557
0.557
-
D5无烟柴油
0.292
0.31
44%
0.328
D10无烟柴油
0.253
0.235
58%
0.217
D15无烟柴油
金冠铜业铲车
-
尾气测试结果记录
尾气测试主要测量CO（ppm）、CO2（ppm）、NOX（ppm）、CH（ppm）等数值在车辆行驶过程中随时间的变化过程。
六、结论
从实验结果来看，无烟柴油随无烟柴油酯添加比例的增加，柴油机动力会有所下降，添加比例为15％时动力下降明显。
随无烟柴油酯添加比例的增加，碳烟排放量有明显下降。
比例为15%时碳烟下降约40%。
随无烟柴油酯添加比例的增加，氮氧化物（NOx）略为降低。
随着无烟柴油酯添加比例的增加，CO排放量有所下降，碳氢化合物（HC）略有升高。
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