Применение метанола
Сложности, связанные с организацией процесса конверсии традиционных моторных топлив, обусловливают необходимость поиска других сырьевых источников для получения водородосодержащих газов. К ним можно отнести углеводородные соединения, имеющие более простую по сравнению с моторными топливами молекулярную структуру и пониженную температуру диссоциации. При этом более предпочтительными для применения в ДВС являются соединения, имеющие температуры диссоциации и тепловых эффектов в эндотермических реакциях разложения (тепловая энергия, необходимая на преодоление внутримолекулярных связей), соизмеримые с температурой ОГ. В этом случае появляется возможность использования «бесплатной» теплоты и пропадает необходимость в дополнительном источнике энергии.
Подобными свойствами обладают спирты и ряд эфиров. Этиловый и особенно метиловый спирты уже давно применяются в ДВС в качестве частичных заменителей традиционных топлив. В настоящее время проводятся работы по изучению возможности использования спиртов в качестве основного топлива для дизелей. Однако перевод автомобиля на спиртовое топливо, например, метанол в ближайшем будущем маловероятен из-за его неудовлетворительных химмотологических свойств и, в первую очередь, низкого цетанового числа (менее 5).
Получение водородосодержащего газа из метанола изучено достаточно хорошо. Применительно к двигателям подобные исследования нашли свое отражение относительно недавно, в основном, для двигателей с искровым зажиганием.
В процессе поиска способов получения водородных смесей на борту транспортного средства на основе каталитической конверсии метанола и использования их в ДВС уже накоплен опыт, который может быть успешно использован при создании относительно недорогих систем, не уступающих по энергоемкости традиционным системам питания и значительно их превосходящих по экологическим качествам.
Улучшение экономических и экологических показателей двигателей при работе на водородных смесях, получаемых из метанола на борту автомобиля, полностью компенсируют дополнительные затраты на оборудование для получения и подачи водородной смеси в двигатель.
Возможность синтезирования водорода из метанола, для получения которого имеются достаточные ресурсы в виде отходов деревообрабатывающей и пищевой промышленности, делает его перспективным энергоносителем, что предопределяет расширение работ по созданию нового поколения двигателей.
Процесс конверсии метанола сопровождается поглощением тепловой энергии, которая расходуется на предварительный нагрев и испарение метанола, подогрев паров метанола до требуемой температуры начала реакции и на проведение самой эндотермической реакции разложения метанола. В результате термохимического преобразования энергосодержание конвертированной водородной смеси увеличивается по сравнению с метанолом на 20% (теплота сгорания метанола 20 МДж/кг, водородной смеси 24 МДж/кг).
В ходе конверсионного процесса часть энергии ОГ двигателя преобразуется и может быть повторно использована. Реализация подобного способа утилизации теплоты ОГ для увеличения энергоемкости топлива позволяет значительно повысить КПД двигателя.
Для проверки возможности совершенствования экологических и топливно-экономических показателей дизеля путем применения присадки и продуктов конверсии метанола были проведены исследования на моторном стенде с дизелем 1Ч 8/7,5, в систему питания которого входил реактор конверсии метанола. Испытания показали, что снижение содержания сажи и оксидов азота в ОГ и повышение эффективного КПД двигателя наблюдалось во всем диапазоне нагрузочных режимов. На режиме, близком к номинальному (
= 0,55 МПа), добавление к воздушному заряду 0,4% продуктов конверсии метанола способствовало повышению КПД дизеля на 4,5% и снижению содержания сажи в ОГ с 3,2 до 1,8 ед. Бош, т.е. на 44% при уменьшении концентрации в ОГ оксидов азота на 16%.
В то же время участие в сгорании топливно-воздушной смеси добавленных к ней продуктов конверсии метанола обусловило рост, хотя и не значительный, выбросов с ОГ монооксида углерода (СО). Это можно объяснить тем, что часть СО, поступившего в цилиндр со свежим воздушным зарядом, не успевает окислиться вследствие наличия в камере сгорания дизеля «холодных» пристеночных зон. Вместе с образующимся при сгорании основного топлива СО формируется более высокий суммарный фон эмиссии по данному компоненту ОГ.
Пониженное содержание сажи в ОГ дизеля, работающего с добавками конверсионных продуктов, предопределяет возможность его форсирования по дымлению.
Эффективное функционирование конверсионной системы обеспечивается подводом необходимого количества тепловой энергии и поддержанием необходимой температуры в рабочей камере каталитического реактора, тем самым могут быть достигнуты наибольшая степень термохимического преобразования метанола и максимальная конверсия:
Актуальное на сайте:
Охрана окружающей среды
Существенное влияние на загрязнение среды оказывает техническое состояние машин, при ухудшении которого атмосфера начинает больше загрязнятся оксидом углерода, содержащимся в отработавшихся газах двигателей машин. Не допускается к использ ...
Составление укрупленной таблицы нагрузки и удиферентовка судна
Для определения начальной остойчивости и посадки судна необходимо провести расчет весовой нагрузки. Согласно правилам Морского Регистра судоходства, производится для случаев нагрузки, предусмотренных разделом “остойчовость”.
Произведен р ...
Затраты на техническое обслуживание и эксплуатационный ремонт подвижного
состава
Зто,р = + Амто,р=+307125=834365( руб.)
Нто,р = Нз.пл.*Кпов.з.пл.*Котч.+Нм.*Кпов.м.+Нз.ч.*Кпов.з.ч. =
=20,16*32*1,34+9,1*110+9,5*110= 2911(руб.)
Амто,р = = = 307125( руб.)
Сопф,то,р = = = 3071250( руб.)
Савт. = Цавт.*Кдост.+Цп/р* ...
Автомобильные дизельные топлива