第8章8.3压缩天然气

1、汽车排放及控制技术汽车排放及控制技术8.1 8.1 燃料对排放的影响燃料对排放的影响8.2 8.2 燃料的改善燃料的改善8.3 8.3 代用燃料代用燃料第第8 8章章 燃料与排放燃料与排放8.3 8.3 代用燃料代用燃料 代用燃料应具备的条件代用燃料应具备的条件（1 1）资源丰富，能长期可靠地供应。）资源丰富，能长期可靠地供应。（2 2）能量密度大，能使汽车有足够的）能量密度大，能使汽车有足够的 续驶里程续驶里程（3 3）低毒或无毒，污染小。）低毒或无毒，污染小。（4 4）价格低廉）价格低廉（5 5）易于输送、贮存和使用。）易于输送、贮存和使用。（6 6）对发动机的可靠性无不良影响）对发动机的

2、可靠性无不良影响 主要代用燃料天然气液化石油气醇类燃料植物油氢气天然气天然气天然气主要来源于油田，它是地表下岩石储集层中天然气主要来源于油田，它是地表下岩石储集层中自然存在的、以轻质碳氢化合物为主体的气体混合自然存在的、以轻质碳氢化合物为主体的气体混合物，主要成分是甲烷，其余为乙烷、丙烷、丁烷及物，主要成分是甲烷，其余为乙烷、丙烷、丁烷及少量其它物质。地球上天然气资源丰富，是世界上少量其它物质。地球上天然气资源丰富，是世界上产量增长最快的能源。产量增长最快的能源。 开采天然气开采天然气天然气按其存在形式分为天然气按其存在形式分为压缩天然气和液化天然气。压缩天然气和液化天然气。目前用于汽车上的是

3、目前用于汽车上的是压缩压缩天然气天然气。天然气的性能指标天然气的性能指标天然气与汽油的主要理化性能比较表天然气与汽油的主要理化性能比较表项目项目天然气（甲烷）天然气（甲烷）汽油（汽油（90#）密度（液相kg/m3）424700780分子量M16.04396沸点（）-161.53090低热值（MJ/kg）50.0543.9辛烷值（RON）13092着火极限（%）537390420火焰传播速度（cm/s）33.83947火焰温度（）19182197天然气天然气的排放性能的排放性能实验表明，燃用压缩天实验表明，燃用压缩天然气的然气的COCO和和HCHC排放较汽排放较汽油明显降低，甲烷的排油明显降低，

4、甲烷的排放增加。此外，使用中放增加。此外，使用中发现纯压缩天然气汽车发现纯压缩天然气汽车NOxNOx排放高。排放高。天然气在汽车上与空气混合时是气态，因此，与汽天然气在汽车上与空气混合时是气态，因此，与汽油、柴油相比，混合气更均匀，燃烧更完全。另外，油、柴油相比，混合气更均匀，燃烧更完全。另外，天然气的主要成分甲烷中只有一个碳分子，从理论天然气的主要成分甲烷中只有一个碳分子，从理论上讲，燃烧产物中上讲，燃烧产物中COCO较少。较少。CNG汽车系统示意图汽车系统示意图液化石油气液化石油气车用液化石油气的主车用液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷。要成分是丙烷和丁烷。丙烷沸点低，极易汽丙烷沸点低，极易

5、汽化，冷起动性好，但化，冷起动性好，但热值低；丁烷沸点高，热值低；丁烷沸点高，不易汽化，但热值高。不易汽化，但热值高。LPGLPG排放污染物较低，排放污染物较低，但比但比CNGCNG的排放要高。的排放要高。LPG汽车汽车液化石油气液化石油气(LPG)(LPG)与汽油、柴油常规汽车燃料相与汽油、柴油常规汽车燃料相 比，具有燃烧完全、积炭少、排放污染物低等优比，具有燃烧完全、积炭少、排放污染物低等优点。点。醇类燃料醇类燃料醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。它与电动车、天然气汽车一样，都是新能源和低公害汽车。醇类燃料汽车发展较早，到目前为止，在技术方面和成本方面醇类汽车已经达到实用阶段。醇类

6、燃料资源丰富，可从众多的原料中提取。醇类燃料资源丰富，可从众多的原料中提取。醇类燃料的性能指标醇类燃料的性能指标醇类燃料的主要性能指标醇类燃料的主要性能指标项目项目汽油汽油甲醇甲醇乙醇乙醇常压沸点（常压沸点（）3022064.878.3低热值（低热值（MJ/kg）44.5220.2627.20汽化潜热（汽化潜热（kJ/kg）2971101862辛烷值（辛烷值（RON）90,93,95,97112111自燃点（自燃点（）260470420分子量分子量1001153246醇类燃料的应用醇类燃料的应用污染物污染物E85汽油车汽油车变化率变化率(%)CO(g/km)81.7+371HC(g/km)14

7、00300+367NOX(g/km)2641.5-37.3E85E85汽车怠速排放与同型汽油车排放对比汽车怠速排放与同型汽油车排放对比醇类燃料在汽车上的主要三种类型：掺烧、纯烧和改醇类燃料在汽车上的主要三种类型：掺烧、纯烧和改质。掺烧主要是醇（甲醇或乙醇）以不同的比例掺入质。掺烧主要是醇（甲醇或乙醇）以不同的比例掺入汽油中；纯烧类型是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料；改汽油中；纯烧类型是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料；改质类型现在主要是指甲醇改质。利用发动机的余热将质类型现在主要是指甲醇改质。利用发动机的余热将甲醇生成为甲醇生成为H H2 2和和COCO，然后输送到发动机内燃烧。醇类，然后输送到发动机内燃烧

8、。醇类燃料对降低汽车排放污染的效果明显。燃料对降低汽车排放污染的效果明显。植物油植物油植物油的许多性质与柴油比较接近，植物油的许多性质与柴油比较接近， 因此主要用作因此主要用作柴油机替代燃料。柴油机替代燃料。与柴油相比，植物油热值略低，但因密度大，体积与柴油相比，植物油热值略低，但因密度大，体积热值较接近；植物油馏分比柴油重得多，粘度和表热值较接近；植物油馏分比柴油重得多，粘度和表面张力比柴油大，雾化困难；自燃点高而十六烷值面张力比柴油大，雾化困难；自燃点高而十六烷值低，发火性差，着火延迟期长；残碳高，燃烧室易低，发火性差，着火延迟期长；残碳高，燃烧室易生成沉积物。此外，植物油易生成胶状物堵塞

9、油路。生成沉积物。此外，植物油易生成胶状物堵塞油路。纯植物油用作柴油机燃料时，通过加大喷油提前纯植物油用作柴油机燃料时，通过加大喷油提前角，增加油泵循环供油量等措施，可以获得良好角，增加油泵循环供油量等措施，可以获得良好的动力性。但使用纯植物油冷起动困难，而且容的动力性。但使用纯植物油冷起动困难，而且容易出现过滤器堵塞、燃烧室积碳、活塞环粘接、易出现过滤器堵塞、燃烧室积碳、活塞环粘接、 润滑油稀释等问题。润滑油稀释等问题。相对相对密度密度运动粘度运动粘度(38)/mm2/s残炭残炭%热值热值MJ/kg自燃自燃点点十六十六烷值烷值豆油0.92640.200.5838.936327芝麻油0.922

10、36.890.5637.2320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几种植物油的主要性质表几种植物油的主要性质表氢氢 气气氢气作发动机燃料有许多优点：资源丰富，热值高，氢气作发动机燃料有许多优点：资源丰富，热值高，排放污染少。它既可以借助化工技术从煤、天然气等排放污染少。它既可以借助化工技术从煤、天然气等化石能源制取，也可利用太阳能、核能

11、等自然能源分化石能源制取，也可利用太阳能、核能等自然能源分解水获解水获 得。氢作为代用燃料，其燃烧产物既没有得。氢作为代用燃料，其燃烧产物既没有HCHC、COCO和碳烟等污染物，也没有造成温室效应的和碳烟等污染物，也没有造成温室效应的CO2CO2，其唯，其唯一的有害排放物是一的有害排放物是NOxNOx，因此氢是理想的清洁燃料。，因此氢是理想的清洁燃料。 氢作为车用发动机燃料的主要问题是氢作为车用发动机燃料的主要问题是: :1 1、氢的能量密度很低，以目前的技术，相对、氢的能量密度很低，以目前的技术，相对 而言，使用液氢比较可行，但超低温技术而言，使用液氢比较可行，但超低温技术 价格昂贵；价格昂贵；2 2、氢的制造成本还很高。、氢的制造成本还很高。近年来，储氢金属的研究成果为解决氢气储存问近年来，储氢金属的研究成果为解决氢气储存问题展现了良好前景；氢可以在汽油机和柴油机上题展现了良好前景；氢可以在汽油机和柴油机上使用，在汽油机上使用时，通过氢气使用，在汽油机上使用时，通过氢气空气混合空气混合气经氢气与空气混合在进气行程送入汽缸即可；气经氢气与