低碳氨发动机的研究

低碳氨发动机的争论【摘要】化石燃料的过度使用引发了一系列能源和环境问题,氨作为可再生环保燃料可有力缓解石油资源短缺的现状和改善大气环境.文章试验争论了氨气/液化气混合燃料发电机的性能和低碳处理效果.在改造汽油、液化气双燃料发电机组的根底上,争论了混合燃料中氨百分比渐渐增大时发动机性能的变化以及氨水装置对尾气/液化气混合燃料发电机在肯定程度上可以保持其负载性能,氨气比例增加到肯定值时,发电机的输出功率和电压会渐渐下降;氨发动机的1％左右,实现低碳排放.《可再生能源》【年(卷),期】2023(032)0105(P1505-1509)氨气;混合燃料发电机;低碳排放;氨水装置胡剑全;谢珊;吴一纯;郑剑香;梅文中【作者单位】361000;厦门大学能源争论院,福建厦361000361000;厦门大学能源争论院,福建厦门361000361000【正文语种】中文TK464引言的产物只有水和氮气。氨是一种可再生资源[1]，[2]，氨具备常用燃料应有的主要[3]。只要承受适当的化工技术，它还具有低污染特性。因此，氨燃料将在肯定程度上解决能源危机和环境问题。1960X-15下人类航空史上最高时速纪录[4]2023AmmoniaConference[5]；EnergomashAtsetam。氨气/液化气混合燃料发动机的性能，并对氨发动机尾气进展处理，保证系统的低碳低污染排放。本争论将为我国开发可再生清洁能源——氨燃料发动机供给试验数据根底，为实现发动机低碳减排供给有效的方法。氨的燃烧特性进入大气也不会加剧温室效应。氨气与其他常用燃料的局部燃烧性质[11示。1Table1Ammoniacombustionpropertiescomparedwithotherfuelsincommonuse?1氨发动机高效率运转。[6]助燃和调整发动机点火提前角及压缩比等方法，来改善发动机内氨的燃烧效果。试验内容试验装置液化气是一种清洁燃料，关于汽油/液化气两用燃料发动机[7]的争论较多。本文在EY1800/液化气双燃料发电机组的根底上，进展氨气/液化气混合燃料发动机性能和尾气净化的争论。EY18002示。氨气/1减压阀、流量计、混合器、零压阀和氨水装置等部件构成。氨具有腐蚀性，会腐蚀局部金属，如铜、银、锡、锌及其合金，内燃机的金属材料根本为铸铁与钢，氨气装置的接头和阀门使用不锈钢材质，不会被氨腐蚀。2EY1800Table2MaintechnicalparametersofEY1800gasolinegeneratingset?1/Fig.1Ammonia/LPGmixedfuelgeneratorsystem试验过程13.1kJ/L87.7kJ/L，为保证进入气缸内的能量不变，调整氨气和液化气流量计以及减压阀，使进入气缸内的氨气和削减的液化气的体积比为6.7∶1。来自气瓶的氨气和液化气经过两级减压阀减压到一样压力后在混合气配比器中混合，GC-2023仪对几种常见污染物的体积百分比进展检测。氨气/JSY-MK-109式计量模块强电采集系统猎取纯电阻用电器的功率、电压和电流等参数。试验结果及分析氨气/液化气混合燃料发电机的运行A，屡次读取氨气的流量值〔b1，b2，b3…〕，B，则〔A，B〕对应着2/液化气混合燃料发电机在空载和负载〔0.55kW〕工况下测得的氨气与液化气流量变化状况。200kPa〔本文所列流量值均已通过流量计误差修正为标准状态下的流量值〕203.7L/min0.9L/min0.34L/min0.56L/min07.0L/min1.5L/min0.44L/min，下降了约1L/min。通过燃气流量的调整可以保证发电机的正常运行，由于氨不易燃烧，所以原有发动机不能完全燃用氨气。2LPG，NH3Fig.2Ammonia/LPGflowrateatidleandonload220V30.55kW〔图中数据是屡次测量的平均值〕3氨气的体积百分比较小时，发电机的输出电压和输出功率根本保持不变，可以正常60%后，发电机的输出电压和输出功率会渐渐下降。3Fig.3GeneratorpowerandoutputvoltagevariationoverNH3percentage高、辛烷值高且燃烧火焰传播速度比较慢，因而在现有汽油发电机组〔压缩比为8.56～9°〕内燃烧，氨气的能量不能被全部利用，燃烧质量和做成效率低。为保证氨气在发动机中的燃烧质量和做成效率[8]，应当将火发动机的1720°，1，因此氨气/液化气混合燃料发动机试验系统有待进一步改进。尾气的净化处理150～200有很大影响。氨气完全燃烧时只产生水和氮气，氨气/液化气混合燃料发动机尾气N2，H2O，CO2，CO，CxHy，NOxNH3。氨水能够吸取酸性氧化物〔CO2SO2〕，将发动机尾气通入装有氨水CO2从而降低其排放，未完全燃烧的氨气也被氨水吸取。NH3pHNOx[9]。目前，柴油机上已经广泛使用选择性催化复原〔SCR〕NOx。丰田汽车公司发表的氨发动机尾SCRNOx90%[10]，[11NOxNOx，故没NOx试验觉察，随着混合燃料中NH3的体积百分比的上升，尾气中未完全燃烧的NH301.25‰。尾气经过氨水装置之后，氨的排放量根本稳定在0.16‰COCxHyCOCxHy降〔几乎降低为零〕，COCxHy统已经可以准确掌握化学计量空燃比，COCxHy范围之内。4/CO2CO24CO2CO21%左右甚至以下，净化效果很明显。4/Fig.4Ammonia/LPGgeneratorlowcarbonemissionprocessing结论与展望EY1800/液化气双燃料发电机组的根底上争论了以氨/液化气混合燃气作为燃料时发动机性能的变化。试验改装的氨气/液化气混合燃料发电机在一定程度上可以保证发电机所带负载的性能，能够满足肯定的输出功率和电压的要求。②对氨气/液化气混合燃料发动机的尾气进展氨水装置净化试验，结果说明，尾气CO2CO21%左右。通过氨水净扮装在可承受范围之内。常使用过程中不会对人体和设备带来损害。④氨不仅是可再生环保燃料，更是一种重要的化工原料和肥料。本争论工程不仅可动机技术具有格外重要的现实意义。参考文献：ChristopherGross，GeorgeZacharakisJutz，SongCharngKong.Updateonammoniaenginecombustionusingdirectfuelinjection[Z].SanAntonio：IowaStateUniversity，2023.DouglasGTiffany.Windtoammoniaprojectupdate[Z].Portland：IowaStateUniversity，2023.[M].北京：化学工业出版社，2023.60-62.FengXiangfa.Methanol-AmmoniaandNewEnergyE-conomy[M].Beijing：ChemicalIndustryPress，2023.60-62.RobertWSeaman，GeorgeHuson.ThechoiceofNH3tofueltheX-15rocketplane[Z].Portland：IowaStateU-niversity，2023.TerrenceMeyer，PraveenKumar，MiaoLi，etal.Ammoniacombustionwithnear-zeropollutantemissions[Z].Romulus：IowaStateUniversity，2023.ShawnGrannell，DonaldEGillespie.Ammoniaflamecrackersystem，methodandapparatus：US，0148925A1[P].2023-06-14./液化石油气两用燃料摩托车的性能与排放争论[J].内燃机学报，2023，21〔1〕：49-52.ZhengBaoqing，GongChangming，LiLiguang，etal.Researchonperformanceandemissionsofgasoline/LPGdualfuelmotorcycle[J].Journalofinternalcombustionengine，2023，21〔1〕：49-52.CatherineDuynslaegher，HervéJeanmart，JacquesVandooren.Ammoniacombustioninsparkignitionengineconditions[Z].KansasCity：IowaStateUniversity，2023.SongCharngkongbustionefficiencyandexhaustemissionsofammoniacombustionindieselEngines[Z].SanFrancisco：IowaStateUniversity，2023.丰田自动车株式会社