第8章 燃料及排放

發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染及控制主講人

龔金科等2023年2月3日8.1燃料對(duì)排放的影響8.2燃料的改善8.3代用燃料第8章燃料與排放第8章燃料與排放概述：主要內(nèi)容主要介紹了燃料對(duì)汽車排放的影響；敘述了汽油和柴油的改良方法及常用的代用燃料。第8章燃料與排放汽油對(duì)排放的影響第8章燃料與排放汽油對(duì)排放的影響汽油的辛烷值高，抗爆燃能力強(qiáng)；辛烷值低可能引起較強(qiáng)的爆燃，并增加NOX排放量。汽油的揮發(fā)性對(duì)NOX排放沒有明顯影響，對(duì)CO排放影響也很小。汽油密度變化對(duì)于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃料調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)的排放影響可以忽略不計(jì)。第8章燃料與排放汽油對(duì)排放的影響第8章燃料與排放烷烴的熱穩(wěn)定性好；烯烴具有較高的辛烷值，但熱穩(wěn)定性差，在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)里易形成膠狀沉淀物；芳烴燃燒溫度高，導(dǎo)致NOX排放量增加，硫可降低三效催化轉(zhuǎn)化器的效率，對(duì)氧傳感器也有不利影響。汽油添加劑對(duì)排放有一定影響。柴油對(duì)排放的影響第8章燃料與排放柴油對(duì)排放的影響第8章燃料與排放十六烷值下降時(shí)柴油機(jī)冷起動(dòng)性能變差，排氣容易冒白煙，排放增加。柴油粘度增加，霧化性能變差，燃燒惡化，碳煙排放增加；柴油密度較高會(huì)導(dǎo)致微粒排放量增加；柴油的餾程也會(huì)影響柴油機(jī)的微粒排放量。芳烴是柴油中的有害成分，芳烴燃燒時(shí)冒煙傾向嚴(yán)重。柴油對(duì)排放的影響第8章燃料與排放柴油中的硫在柴油機(jī)中燃燒后以SO2形式隨排氣排出，其中一部分SO2被氧化成SO3，然后與水結(jié)合形成硫酸和硫酸鹽。柴油中加入少量堿土金屬或過渡金屬的環(huán)烷酸鹽或硬脂酸鹽（統(tǒng)稱消煙劑），可顯著降低柴油機(jī)排氣的煙度。柴油中還可以加多種有機(jī)添加劑，改善柴油機(jī)的排放狀況。燃料的改善第8章燃料與排放汽油的改善對(duì)于低排放無鉛汽油，規(guī)定鉛的質(zhì)量濃度要從微量降低到零；對(duì)硫含量也作了嚴(yán)格限制；大幅度降低烯烴含量，減少汽油機(jī)內(nèi)的沉積物，對(duì)芳烴特別是苯含量作了限制，以降低排氣的毒性。柴油的改善對(duì)于低排放柴油來說，首先要提高十六烷值；而降低柴油中的硫含量則是低排放柴油的標(biāo)志性特征。能源結(jié)構(gòu)我國(guó)化石能源結(jié)構(gòu)：富煤、缺油、少氣。煤資源石油資源天然氣資源第8章燃料與排放我國(guó)能源利用未來的發(fā)展方向第8章燃料與排放我國(guó)能源利用未來的發(fā)展方向：以煤為基礎(chǔ)的代用燃料多元化。我國(guó)煤炭至少能用100年以上，甲醛技術(shù)安全，耗煤少，已經(jīng)具備從工業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向燃料的基本條件。代用燃料第8章燃料與排放代用燃料概念車天然氣第8章燃料與排放天然氣主要來源于油田，主要成分是甲烷，其余為乙烷、丙烷、丁烷及少量其它物質(zhì)。天然氣資源豐富，是世界上產(chǎn)量增長(zhǎng)最快的能源。

開采天然氣天然氣按其存在形式分為壓縮天然氣和液化天然氣。目前用于汽車上的是壓縮天然氣。天然氣的性能指標(biāo)第8章燃料與排放天然氣與汽油的主要理化性能比較表項(xiàng)目天然氣（甲烷）汽油（90#）密度（液相kg/m3）424700～780分子量M16.04396沸點(diǎn)（℃）-161.530～90低熱值（MJ/kg）50.0543.9辛烷值（RON）13092著火極限（%）537390～420火焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）33.839～47火焰溫度（℃）19182197天然氣的排放性能第8章燃料與排放燃用壓縮天然氣的CO和HC排放較汽油明顯降低，但甲烷的排放增加。此外，使用純壓縮天然氣的汽車的NOx排放較高。

天然氣在汽車上與空氣混合時(shí)是氣態(tài)，因此，與汽油、柴油相比，其混合氣更均勻，燃燒更完全。液化石油氣第8章燃料與排放車用液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷，污染物排放總體較低。液化石油氣(LPG)與汽油、柴油常規(guī)汽車燃料相比，具有燃燒完全、積炭少、污染物排放低等優(yōu)點(diǎn)。CNG汽車系統(tǒng)示意圖LPG汽車醇類燃料第8章燃料與排放醇類燃料汽車是指以甲醇或乙醇為燃料的汽車。醇類燃料汽車發(fā)展較早，在技術(shù)和成本方面，醇類汽車已經(jīng)達(dá)到實(shí)用階段。醇類分子醇類燃料的性能指標(biāo)第8章燃料與排放醇類燃料的主要性能指標(biāo)項(xiàng)目汽油甲醇乙醇常壓沸點(diǎn)（℃）30～22064.878.3低熱值（MJ/kg）44.5220.2627.20汽化潛熱（kJ/kg）2971101862辛烷值（RON）90,93,95,97112111自燃點(diǎn)（℃）260470420分子量100～1153246醇類燃料的應(yīng)用第8章燃料與排放污染物E85汽油車變化率(%)CO(g/km)81.7+371HC(g/km)1400300+367NOX(g/km)2641.5-37.3E85汽車怠速排放與同型汽油車排放對(duì)比醇類燃料應(yīng)用在汽車上的三種主要類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。醇類燃料對(duì)降低汽車排放污染的效果明顯。植物油第8章燃料與排放植物油的許多性質(zhì)與柴油比較接近，因此主要用作柴油機(jī)替代燃料。與柴油相比，體積熱值較接近、霧化困難、發(fā)火性差，著火延遲期長(zhǎng)、殘?zhí)几?，易生成膠狀物堵塞油路。純植物油用作柴油機(jī)燃料時(shí)，通過一些措施可以獲得良好的動(dòng)力性。但使用純植物油冷起動(dòng)困難，而且容易出現(xiàn)多種問題。植物油第8章燃料與排放相對(duì)密度運(yùn)動(dòng)粘度(38℃)mm2/s殘?zhí)?熱值MJ/kg自燃點(diǎn)℃十六烷值豆油0.92640.200.5838.936327芝麻油0.92236.890.5637.2320

玉米油0.92234.740.4237.2357

菜籽油0.92134.710.5238.935032米糠油0.92239.530.3537.2340

花生油0.91939.300.3637.6360

向日葵油0.92431.00.3436.236033柴油0.845.030.00342.522050幾種植物油的主要性質(zhì)表氫氣第8章燃料與排放氫氣資源豐富，熱值高，排放污染少，其燃燒產(chǎn)物既沒有HC、CO和碳煙等污染物，也沒有造成溫室效應(yīng)的CO2，其唯一的有害排放物是NOx，因此氫是理想的清潔燃料。氫氣動(dòng)力車氫氣的局限和前景第8章燃料與排放儲(chǔ)氫金屬的研究成果為解決氫氣儲(chǔ)存問題展現(xiàn)了良好前景。氫作為