甲醇柴油互溶实验

沈阳理工大学课程设计专用纸 No 沈阳理工大学 沈阳理工大学课程设计专用纸 No 沈阳理工大学 第一部分 前言 1 .1 甲醇-柴油互溶实验的产生 随着国民经济的快速发展，对能源的需要日趋增大。柴油作为大功率内燃机的主要燃料，常有供不应求局面出现。虽然国际原油价格近期暂时回落，但从长远来看，原油资源总有枯竭。而且柴油机尾气中颗粒物、氮氧化合物和碳氢化合物的含量很高，污染环境，严重损害人体健康，因此研究开发清洁可再生能源是国家立项研究的重要课题。醇类燃料作为重要的可再生燃料是近年来人们研究的最大热点，其中甲醇燃料由于可由煤、天然气直接转化得到尤受人们重视。甲醇与汽油和柴油的比较接近[1]，具有燃烧性能良好、热效率高、比能耗低、排放的颗粒物和氮氧化物(NOX)含量低[2] 、来源广泛，价格低廉等优点. 甲醇在柴油机上的应用主要方法有乳化液法、混合燃料法、熏蒸法、双燃料喷射系统法。乳化燃料的历史较长，20 世纪60 年代开始对柴油-水乳化燃料进行广泛研究，但是由于甲醇和柴油极性上的巨大差异，要实现甲醇与柴油的溶解，形成稳定均匀的混合燃料，必须在原有的甲醇-柴油体系中加入一定比例的表面活性剂、助溶剂，使两者能够充分混溶，并保持稳定。该混合燃料不仅价格低廉，解决了柴油短缺的问题，而且燃烧后废气的排放也大幅度减少，可以作为一种清洁能源，替代现有的柴油直接用于民用和工业生产，具有十分广阔的应用前景。 1 .2 甲醇-柴油的节能、环保机理 1 .2 .1 节能机理 乳化油作为燃料，在节能方面目前公认的机理为微爆理论[4]。①微爆作用，对于油包水型的微乳液，由于甲醇的沸点低于燃油沸点 (130 ℃以上)，当油表面燃烧时,内部甲醇受热并汽化,体积急剧膨胀,产生的巨大压力使油滴爆破，油滴进一步微粒化，形成“二次雾化”，油和空气的接触面积大幅度增加，提高了燃烧效率，达到节能的效果。②加速燃烧反应，甲醇在汽化过程中，分子中的 OH 基团活性大大增强，一氧化碳尽可能完全燃烧。相当于“水煤气反应”，从而加速燃油裂解所形成焦炭的燃烧，抑制了烟尘的生成。 1 .2 .2 环保机理 一般柴油机中产生碳氢化合物的主要原因是混合不均匀，及燃烧不良所致一氧化碳是一种不完全燃烧产物，生成柴油机碳烟，概括地说是由烃类燃料在高温缺氧条件下裂解生成的[5]。乳化柴油能发生“二次雾化”，其雾化质量是任何柴油机喷嘴都难以达到的，它使柴油分子与高温空气的混合更均匀，燃烧环...