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:
Организация работы отдела запчастей
При поступлении заявки по факсу или по e-mail, она обрабатывается, т.е. по серийному номеру машины определяется, какой номер имеет деталь, установленная конкретно на этой машине (определяется по заводской комплектации). Далее найденный но ...
Обоснование выбора типа охлаждающего устройства
Компромиссным решением, используемым на большинстве типов тепловозов, является открытая двухконтурная система охлаждения (Рис. 3.1.). В двухконтурной системе контур охлаждения элементов дизеля и контур охлаждения наддувочного воздуха и ма ...
Эффективность применения комплекса машин
Сравним два варианта организации планово- предупредительных работ (летний сезон):
1. Вариант- выполнение работ вручную или с применением средств малой механизации
2. Вариант - выполнение работ вручную и с применением комплекса машин.
П ...
Автомобильные дизельные топлива