二甲醚替代燃料可行性评价

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二甲醚燃料的燃烧性能研究

二甲醚燃料的燃烧性能研究

二甲醚燃料的燃烧性能研究摘要:将二甲醚用作替代能源,是我国抑制高油价影响的重要措施之一。

制取二甲醚的工艺主要有二步法和一步法,其中,对煤深加工并采用二步法制取DME 是我国较为现实、合理的工艺路线。

二甲醚因为本身含氧的缘故,具有燃烧效率高的特点,通过对其燃烧机理进行研究分析发现,同等热量条件下,与天然气、液化石油气等其它燃气相比较,二甲醚燃烧效率提高3.0~5.0%左右,而由于其十六烷值较高,特性与柴油相近的原因,可作为理想的柴油发动机洁净燃料,排放性能优越,因此,推广应用前景十分广阔。

而需要注意的是,由于二甲醚具有富氧燃烧特性,燃烧温度较高,必须关注其氮氧化物的排放情况。

关键词:二甲醚;燃烧机理;富氧燃烧;二步法工艺;一步法;替代;低排放;氮氧化物;能源。

1、引言实施替代能源战略是我国抑制高油价影响的重要国策。

二甲醚作为一种优质、现实的替代能源,产业发展前景十分广阔,从战略的高度,全面、系统、深入地研究二甲醚生产及其利用技术,符合我国能源发展方向,对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重要意义。

2、二甲醚特性二甲醚分子式为C2H6O,分子量46.07,常压下是一种无色气体,具有与液化石油气(LPG)相似的特性,二甲醚与其它燃料特性比较如下表1。

表1:二甲醚与其它燃料特性比较3、二甲醚的制取与生产物耗二甲醚(DME)可以用天然气和煤作为原料来生产。

中国煤炭储藏量十分丰富,通过对煤深加工办法得到DME是合理途径。

目前国内外DME的生产工艺主要有三种。

(1)二步法以煤炭为原料,先制甲醇,再由甲醇脱水得到DME,该工艺在国内外均已十分成熟。

按目前的工艺条件,一般是2.5吨煤炭(劣质煤)可以合成1吨DME。

a) 先由煤氧吹气化以后得到合成气,其主要组分是CO + H2 ;b) CO + 2H2→CH3OH (甲醇生产)c) CO2 + 3H2→CH3OH+ H2O (甲醇生产)d) CO + H2O→CO2 + H2e) 2CH3OH→CH3OCH3 + H2O (二甲醚生产)(2)一步法据报道,一步法工艺已在美国、日本、丹麦等国开发成功,并进入中试阶段,预期不久将可建设工业化装置。

2024年二甲醚市场分析现状

2024年二甲醚市场分析现状

2024年二甲醚市场分析现状引言二甲醚(Dimethyl Ether,简称DME)是一种无色、无臭的气体,具有良好的可燃性和可溶性特性。

它被广泛应用于涂料、洗涤剂、化工产品等行业。

本文将对二甲醚市场的现状进行分析。

二甲醚市场概述二甲醚是一种新型清洁能源,被认为是取代传统石油燃料的理想替代品之一。

由于其燃烧净化程度高、无有毒气体排放等优点,二甲醚在航空、交通运输和工业领域受到越来越多的关注。

二甲醚市场规模根据市场研究报告,二甲醚市场规模呈现稳步增长的趋势。

截至2020年,全球二甲醚市场总产量达到XX万吨,市场价值超过XX亿美元。

预计未来几年,二甲醚市场规模将继续增加。

二甲醚市场应用1. 涂料工业二甲醚在涂料工业中被广泛应用。

它可以用作增塑剂和稀释剂,并且能够提供良好的流动性和附着性,使得涂料更易于施工和干燥。

2. 化学工业二甲醚在化学工业中也具有重要的应用价值。

它可以用于合成多种化工产品,如丙烯酸甲酯、乙酸甲酯等,这些化工产品在医药、农药和塑料等领域都有广泛的用途。

3. 能源领域作为一种清洁能源,二甲醚在能源领域的应用前景广阔。

它可以用于替代传统石油燃料,如柴油和液化石油气,用于发电、供暖和交通运输领域,以降低排放和改善空气质量。

二甲醚市场竞争格局目前,二甲醚市场存在一定的竞争格局。

主要的二甲醚生产企业包括XX公司、XX公司和XX公司等。

这些企业在二甲醚生产技术、产品质量和市场份额等方面具有一定的竞争优势。

二甲醚市场发展趋势1. 环保要求推动发展随着环保意识的增强,对于清洁能源的需求逐渐增加。

二甲醚作为一种清洁能源,受到政府和企业的重视,并有望在能源替代领域得到广泛应用。

2. 技术进步促进创新随着科技的不断进步,二甲醚生产技术也在不断改进和创新。

新的生产技术能够提高生产效率和产品质量,进一步推动二甲醚市场的发展。

3. 政策支持助推市场增长许多国家和地区出台了支持清洁能源发展的政策和措施,从而助推了二甲醚市场的增长。

浅析二甲醚代替LPG用于工业生产的可行性

浅析二甲醚代替LPG用于工业生产的可行性

煤炭是世界能源 中重要化 石燃料 之一 , 人类 社会 的发 展 在 过程 中起着至关重 要 的作 用 , 而且在 未来相 当长 的时 间 内其 在 能源结构 中的重要地位仍不会改变 。我 国能源结构 是少油 多煤 型, 是世界第一 产煤 大国 , 占世界煤炭总产量 的 3 % 。煤 炭在 约 0 我 国能源结构 中占 7 % , 6 对我 国经济的 发展起 到极其 重要 的作 用 。随着各 国经济 的快速增长 , 能源的需求 1益增 长 , 对 3 能源 以 成为 国家经济和社 会发 展的制 约性 因素 , 由于石 油资 源 的大 量 消耗 , 势必对煤 炭资源的依赖逐步加深 。同时 , 国际油价仍 处于 在一个相对较高 位 , 得原 来主要 以石 油为原料 的化 工工业 及 使 其它依属行业承 受很 大的压 力 , 纷将原 料 由石油转 向煤 炭为 纷 进行生产 , 导致近几 年煤化 工行 业十分 火爆 。受 到金 融危机 的 影响, 给煤化工行业带来 了一定程度 的冲击 , 是按 目前 的石油 但 及煤炭 价格对 比计算 , 各种 低碳烯 烃和 油料 等原来 以石油 为原 料 的产 品 , 以煤 炭为 原料 来 生产 已经 具备 了很强 的竞 争 力 。 改 随着大煤化工时代 的到来 和科技 水平 的不断 发展 , 煤化 工势 必
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二甲醚项目投资可行性评估报告

二甲醚项目投资可行性评估报告

二甲醚项目可行性研究报告索引一、可行性研究报告定义及分类 (1)二、可行性研究报告的内容和框架 (2)三、可行性研究报告的作用及意义 (4)四、二甲醚项目可行性研究报告大纲 (5)五、项目可行性研究报告服务流程 (13)六、智研咨询可行性研究报告优势 (15)一、可行性研究报告定义及分类项目可行性研究报告是投资经济活动(工业项目)决策前的一种科学判断行为。

它是在事件没有发生之前的研究,是对事务未来发展的情况、可能遇到的问题和结果的估计。

可行性研究报告对项目市场、技术、财务、工程、经济和环境等方面进行精确系统、完备无遗的分析,完成包括市场和销售、规模和产品、厂址、原辅料供应、工艺技术、设备选择、人员组织、实施计划、投资与成本、效益及风险等的计算、论证和评价,选定最佳方案,作为决策依据。

项目可行性研究报告为决策者和主管机关审批的上报文件。

国家发展和改革委立项的可行性研究报告可行性研究报告分类——按用途二、可行性研究报告的内容和框架1、项目投资预算、项目总体投资环境对资源开发项目要深入研究确定资源的可利用量,资源的自然品质,资源的赋存条件和开发利用价值。

2、全面深入地进行市场分析、预测全面深入地进行市场分析、预测。

调查和预测拟建项目产品在国内、国际市场的供需情况和销售价格;研究产品的目标市场,分析市场占有率;研究确定市场,主要是产品竞争对手和自身竞争力的优势、劣势,以及产品的营销策略,并研究确定主要市场风险和风险程度。

3、深入进行项目建设方案设计。

包括:项目的建设规模与产品方案、工程选址、工艺技术方案和主要设备方案、主要材料辅助材料、环境影响问题、项目建成投产及生产经营的组织机构与人力资源配置、项目进度计划、所需投资进行详细估算、融资分析、财务分析等等。

4、项目总结项目总结系统归纳,包括国民经济评价、社会评价、项目不确定性分析、风险分析、综合评价等等。

可行性研究报告的内容可行性研究报告的框架三、可行性研究报告的作用及意义可行性研究报告的作用项目可行性研究的意义四、二甲醚项目可行性研究报告大纲核心提示:二甲醚项目投资环境分析,二甲醚项目背景和发展概况,二甲醚项目建设的必要性,二甲醚行业竞争格局分析,二甲醚行业财务指标分析参考,二甲醚行业市场分析与建设规模,二甲醚项目建设条件与选址方案,二甲醚项目不确定性及风险分析,二甲醚行业发展趋势分析。

二甲醚纯烧作为民用燃料的可行性报告

二甲醚纯烧作为民用燃料的可行性报告

二甲醚纯烧代替民用燃料《石油液化气、天然气》可行方案报告能源、环境和人口是当今全球发展战略的三大问题,能源是国民经济发展的基础资源和重要战略物质,石油产品是国民经济的“血液”。

根据已探明的能源储量预测:全球石油可再维持30-50年,面对石油的短缺,能源的不可再生性,我国石油对外依存度日益过高。

因此,发展替代产品有利于缓解我国石油供需矛盾,降低石油对外依存度。

国家将资源优势和技术优势结合,大力发展我国碳一化学、二甲醚将为清洁燃料系列产品,作为能源的替代品,具有非常广阔的前景,对开辟节能新领域,具有十分现实和深远意义。

2010年底,我国共有二甲醚生产企业约60家,产能合计达1484万吨,我国已经成为全球最大的二甲醚生产国。

目前我国对二甲醚的开发利用非常重视,对替代能源,尤其是煤基替代能源非常重视。

二甲醚是国家推广的新型燃料,2007年8月建设部颁布了《城镇燃气用二甲醚》行业标准,财政部和国家税务总局在2008年6月发布的《关于二甲醚增值税适用税率问题的通知》宣布,自2008年7月1日起,我国将二甲醚增值税税率由17%下调为13%,从国家替化能源的战略高度来看,《城镇燃气用二甲醚》行业标准的实施有助于二甲醚作为民用燃料的推广,可缓解目前我国液化石油气供应的巨大压力。

据统计,我国每年进口液化气约2000万吨,如果能替代其中的10%,就将有200万吨二甲醚的市场需求量,由于油价高涨,液化石油气价格已超过5000元/吨,最高达7000元/吨。

以当前液化石油气与二甲醚的市场比价计算,二甲醚是一种经济实惠的液化石油气替代燃料。

国家发改委与住建部都曾批文表示二甲醚“能用”,但“如何用”的问题却一直没有解决。

虽然国家出台相关优惠政策,但是推广应用中,二甲醚作为民用燃料的技术指标和配套设施的不完善,导致二甲醚不能真正走向市场,企业的开工率逐减,全国的生产量只占20%-30%左右,以至90%以上二甲醚只能主靠混掺液化石油气(LPG)来生存,如果仅靠20%的比例掺混来寻找二甲醚产业的出路,对于年产近1484万吨的二甲醚产业来说,如同杯水车薪,如此小的掺混量怎能消化得了如此大的产能,实质上混掺二甲醚是国家明文禁止的属违法行为。

二甲醚燃料项目可行性研究报告

二甲醚燃料项目可行性研究报告

二甲醚燃料项目可行性研究报告核心提示:二甲醚燃料项目投资环境分析,二甲醚燃料项目背景和发展概况,二甲醚燃料项目建设的必要性,二甲醚燃料行业竞争格局分析,二甲醚燃料行业财务指标分析参考,二甲醚燃料行业市场分析与建设规模,二甲醚燃料项目建设条件与选址方案,二甲醚燃料项目不确定性及风险分析,二甲醚燃料行业发展趋势分析提供国家发改委甲级资质专业编写:二甲醚燃料项目建议书二甲醚燃料项目申请报告二甲醚燃料项目环评报告二甲醚燃料项目商业计划书二甲醚燃料项目资金申请报告二甲醚燃料项目节能评估报告二甲醚燃料项目规划设计咨询二甲醚燃料项目可行性研究报告【主要用途】发改委立项,政府批地,融资,贷款,申请国家补助资金等【关键词】二甲醚燃料项目可行性研究报告、申请报告【交付方式】特快专递、E-mail【交付时间】2-3个工作日【报告格式】Word格式;PDF格式【报告价格】此报告为委托项目报告,具体价格根据具体的要求协商,欢迎进入公司网站,了解详情,工程师(高建先生)会给您满意的答复。

【报告说明】本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告,此报告为个性化定制服务报告,我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求,修订报告目录,并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容,为企业项目立项、上马、融资提供全程指引服务。

可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前,对该项目实施的可能性、有效性、技术方案及技术政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价,以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。

可行性研究报告主要内容是要求以全面、系统的分析为主要方法,经济效益为核心,围绕影响项目的各种因素,运用大量的数据资料论证拟建项目是否可行。

对整个可行性研究提出综合分析评价,指出优缺点和建议。

为了结论的需要,往往还需要加上一些附件,如试验数据、论证材料、计算图表、附图等,以增强可行性报告的说服力。

二甲醚项目可行性分析报告

二甲醚项目可行性分析报告

二甲醚项目可行性分析报告规划设计/投资方案/产业运营报告说明—该二甲醚项目计划总投资11415.53万元,其中:固定资产投资10066.31万元,占项目总投资的88.18%;流动资金1349.22万元,占项目总投资的11.82%。

达产年营业收入11123.00万元,总成本费用8566.68万元,税金及附加202.87万元,利润总额2556.32万元,利税总额3111.79万元,税后净利润1917.24万元,达产年纳税总额1194.55万元;达产年投资利润率22.39%,投资利税率27.26%,投资回报率16.80%,全部投资回收期7.45年,提供就业职位187个。

二甲醚是一种有机物,标准状态下为无色有气味的易燃气体,化学式是C2H6O。

与空气混合能形成爆炸性混合物,接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。

接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物,密度比空气大,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

主要作为甲基化剂用于生产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亚乙基二甲酯和乙烯等;也可用作烷基化剂、冷冻剂、发泡剂、溶剂、浸出剂、萃取剂、麻醉药、燃料、民用复合乙醇及氟里昂气溶胶的代用品。

用于护发、护肤、药品和涂料中,作为各类气雾推进剂。

在国外推广的燃料添加剂在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。

目录第一章概况第二章建设单位基本信息第三章项目建设背景分析第四章投资建设方案第五章选址方案评估第六章项目工程方案第七章项目工艺可行性第八章环境保护和绿色生产第九章安全卫生第十章项目风险概况第十一章节能第十二章项目进度说明第十三章投资估算第十四章项目经营收益分析第十五章综合结论第十六章项目招投标方案第一章概况一、项目提出的理由二甲醚是一种有机物,标准状态下为无色有气味的易燃气体,化学式是C2H6O。

与空气混合能形成爆炸性混合物,接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。

车用石油燃料的替代品—二甲醚

车用石油燃料的替代品—二甲醚

车用石油燃料的替代品—二甲醚赵品 09化工二班***********摘要从二甲醚的特性以及对环境的贡献,并从可持续发展和经济技术的角度分析了二甲醚作为石油替代品的竞争力最后还介绍了二甲醚的应用现状和未来关键词:二甲醚,石油替代品,竞争力,未来前言二甲醚,又名甲醚。

二甲醚(简称DME)由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用作气雾剂、致冷剂、民用燃料、汽车用燃料、发泡剂及化工原料。

二甲醚简称DME,是一种无毒含氧燃料,它从煤、天然气等多种资源中制取,能实现高效清洁燃烧,在交通运输、发电、民用等领域有着十分美好的应用前景。

近年来已引起欧美、日、韩及我国政府和专家的高度重视,加快了其应用技术的开发研究。

二甲醚含氧量为34.8%,可作为燃油的补充,用作汽车燃料、民用燃气。

作为汽车燃料时,尾气排放能够达到欧Ш排放标准,替代柴油时十六烷值比柴油高10%,发动机爆发力大,性能好。

二甲醚作为民用燃料可具备燃烧充分、无残液、不析碳的优点。

二甲醚作为车用代用燃料,有着液化气、天然气、甲醇、乙醇、氢气等不可比拟的综合优势。

基本介绍二甲醚是汽车发动机,特别是柴油发动机燃料的理想替代品。

无需任何废气循环和处理装置,碳烟排放为零,汽车尾气指标低于目前使用的替代燃料液化丙烷和压缩天然气等,在我国部分地区试用效果良好。

如果我国改用二甲醚作车用燃料,需求量将超过100万t/a。

作为优良的气雾剂,已广泛用于化妆品工业、日用化学品、喷塑、胶粘剂等的生产。

据有关部门统计,到2000年国内对二甲醚的需求仅气雾剂一项突破2万t/a。

作制冷剂方面,可能成为最理想的氟里昂替代产品之一。

我国已决定于2010年全部停止使用氟里昂。

据报导,国外公司已掌握了利用二甲醚及其衍生物的混合液生产制冷剂的技术。

因此,二甲醚有望成为现用制冷剂的替代品。

此外,发泡剂、有机合成也需要一定量的二甲醚。

DME及其它燃料的物理性质与特性(注1)十六烷值,表示柴油着火性的指数,该值高表示着火性好。

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第四章二甲醚4.1二甲醚的资源情况二甲醚可以从天然气、煤、煤层气和生物原料中制取,先生成甲醇,然后通过甲醇脱水制取DME。

而对于我国的天然气及甲醇资源情况在前面已作了详细论述;对于煤炭资源,我国已探明直接利用的煤炭储量1886亿吨,人均探明煤炭储量145吨,按人均年消费煤炭1.45吨,即全国年产19亿吨煤计算,可以保证开采上百年[16]。

对于生物质资源,我国生物资源丰富,仅农作物秸秆和薪柴等农林废弃物,年产量可分别达6亿吨和1.3亿吨,加上未予统计的城市垃圾、水生植物、野生植物等,资源量相当巨大[41]。

4.2二甲醚的理化性质常温常压下,二甲醚是一种无色、具有微弱的醚类芳香味的气体,室温环境下,它的蒸气压大约在0.51 MPa左右,具有惰性,无腐蚀性、无致癌性,几乎无毒。

DME的化学分子式CH3-O-CH3,是最简单的醚类。

其基本物理化学性质见表格:表1二甲醚与柴油的理化性质比较[42]- 45 -4.3二甲醚燃料的优缺点二甲醚成为压燃式发动机最具吸引力的燃料,其主要优点可归纳为:1)排放好。

二甲醚燃料无C-C键,只有C-O和C-H键,且燃料中含有较大比例的氧,因此,燃烧后生成的微粒少,可实现无烟燃烧,解决了柴油机不能同时降低碳烟颗粒和NOx排放的矛盾。

2)噪声低。

二甲醚的十六烷值高于柴油,自燃温度低,滞燃期比柴油短,因此最高燃烧温度和压力升高率都有所降低,可减少内燃机工作的粗暴性,明显降低柴油机的燃烧噪声。

3)动力性不会降低。

二甲醚理论混合气热值为3066.7 kJ/kg,而柴油的理论混合气热值为2911kJ/kg。

由此可知,二甲醚发动机的升功率不仅不会比柴油低,反而会升高。

4)气化潜热高。

如按等重量计算,它的汽化潜热值为柴油的1.64倍,如按等放热量计算,二甲醚的汽化潜热值为柴油的2.53倍。

它可大幅度降低柴油机的最高燃烧温度,改善NOx的排放。

5)冷启动性能好。

二甲醚的沸点较低,能够在燃烧室内涡流较小的情况下快速形成良好的混合气,从而缩短点火延迟期,使柴油机具有较好的冷起动性能。

二甲醚燃料的主要缺点是:1)易产生气阻。

二甲醚在常压下为气态,使用中需避免发生气阻现象。

2)腐蚀橡胶。

一些合成橡胶是不能和二甲醚共存的,在与二甲醚长期的接触后会被腐蚀。

3) 容易溢出泄露。

在环境温度和压力下,二甲醚的爆炸极限为3-17%(在空气中的比),范围宽广,其闪点温度低(-41℃),而且二甲醚的低粘度同时也容易- 46 -使其泄露汽化。

4)润滑性差,易产生磨损。

二甲醚的粘度只有柴油的0.05~0.1倍,这就使得燃油润滑效果极差,柴油机上柱塞副、出油阀与出油阀座、针阀与针阀体三大相对运动的精密偶件容易因为润滑不好而产生磨损。

4.4二甲醚燃料的发展状况[4-6]二甲醚的工业生产技术主要有甲醇脱水工艺和合成气直接合成工艺。

按反应相的不同甲醇脱水工艺又可分为液相甲醇法和气相甲醇法。

目前世界上绝大多数装置采用的技术即为气相脱水法。

国外开发此技术的公司主要有美国的空气产品和化学公司、丹麦的托普索(Topsφe)公司等[43],使用这种方法合成二甲醚的成本得到大幅度的降低,据称有可能低于或相当于生产柴油的成本。

中国科学院大连化学物理研究所近年来开发了固定床合成气一步法合成二甲醚新工艺。

一步法合成二甲醚,特别是浆态床一步法合成二甲醚技术,是目前新开发的技术。

与传统甲醇脱水工艺相比,该工艺装置结构简单,便于移出反应热,易于实现恒温操作,并防止催化剂失活,使二甲醚在成本上更具有优势。

目前,该技术正处于小试及中试阶段[43] 。

清华大学、浙江大学、西南化工研究院、兰化研究院等单位均致力于该工艺的研究,并取得可喜成果。

目前一步法生产二甲醚面临的几个关键问题是:需要高效、低价的煤制气工艺及设备;需要能满足大型化二甲醚生产用的反应器;解决以煤为原料制二甲醚生产过程中CO2 的利用;相关催化剂的开发与生产;成熟经济的二甲醚分离和提纯技术[44]。

总之,我国煤炭和天然气丰富,石油相对匮乏,以二甲醚作为能源载体,部分代替石油,这对于能源的优化利用及实现我国的可持续发展具有十分重要的意义。

4.5 二甲醚燃料在柴油机上的应用[8-14]二甲醚的十六烷值高,很适合用于压燃式发动机的燃料,尤其是纯烧二甲醚可以获得相当优良的综合性能,在柴油机上,加装一套储气装置和加压设备,即可把柴油机改造成为二甲醚发动机。

工作时,在压缩冲程终了附近,液态二甲醚经由原柴油机供油系统中的高压泵和喷油器喷入汽缸,迅速与缸内的空气混合并在缸内的高温作用下自燃、进行扩散燃烧。

纯二甲醚发动机需要配备一- 47 -定压力的储气瓶,同时还需要配备用以保证二甲醚保持液态的加压设备(如高压氮气瓶)。

用二甲醚作为压燃式发动机替代燃料的想法和大规模制造DME 的可能性以及其首次的发动机试验情况已经由AMOCO 公司、Haldor Topsoe A/S 公司、NA VISTAR 公司和A VL 公司联合发表于1995 年在底特律举行的SAE 年会[45]。

从那时起, A VL 公司一直致力于适用于DME 的从油箱到喷嘴整套燃油系统的技术研究。

这些技术研究工作是必需的, 因为现有的燃油喷射系统不适用于DME 燃料。

A VL在一台货车或公共汽车柴油机上的研究表明,使用DME 作燃料,发动机能够在不带排气再循环和任何排气后处理装置的情况下满足加洲超低排放车辆标准(ULEV)针对二甲醚饱和蒸汽压高,在较低启喷压力下就能获得优异发动机性能的特点。

不久,A VL又做了进一步研究,研究表明:二甲醚发动机燃烧柔和,排放好,同时还具有直喷柴油机的高热效率。

在2 000 r/min,50 %负荷时二甲醚发动机的燃烧噪音与柴油机相当,而在100 %负荷时噪音比燃烧柴油时低10 dB(A) ,接近于汽油机的噪音水平,且有潜力达到加利福尼亚超低排放标准[46]。

美国一些机构对DME替代柴油做了大量工作,进行了燃烧性能对比。

在中型载货汽车上的试验研究结果显示,DME和柴油在热效率、碳氢化合物CO的排放上是具有可比性的。

其氮氧化物的排放量比柴油约低25%。

排放指标符合美国加州标准[47]。

二甲醚优良的排放性能被发现后,近年来世界各国对其进行广泛深入的研,SrenelErik Mikkelsen和S.C.SorenSon于1995年在一台风冷单缸四冲程非增压柴油机上进行了燃用二甲醚的研究[48]。

实验结果表明,即使柴油机是专为柴油而设计(在燃油喷射系统针对二甲基醚的基本特点作了少量改动),二甲醚显示了良好的动力性能和排放性能。

二甲醚和柴油在试验中不同负荷下两者热效率相同,并且二甲醚的燃烧燥声要低(实验结果显示燃烧二甲醚时的燥声比柴油低15dBA),整个负荷范围内,二甲醚可以实现无烟燃烧,颗粒排放也极低,它的NOx排放只有柴油排放的25%,,当采用废气再循环(EGR)技术时,就可进一步降低NOx的排放而不会增加颗粒排放(由于二甲醚可实现无烟燃烧),实验中表明,当EGR率达到30%时,NOx的排放可减少90%而颗粒并没有测到有增加。

日本NKK公司在一台由3.6L柴油机稍加改装后的发动机上燃用二甲- 48 -醚结果表明黑烟排量几乎为零,与柴油机相比NOx排放量约下降了25%, 发动机在启动、加速、停机时的响应与柴油机一样快[49]。

对小型非增压直喷式柴油机(单缸工作容积小于0.5L)而言,只须对普通的供油系统稍加改装,对有关参数加以调整,即可燃用DME。

然而,若要实现最佳的DME燃烧过程,尚须研究新型的DME 供油系统,以便根据发动机的转速和负荷的变化,精确控制DME 的喷油定时、喷油速率及其喷油量。

目前,A VL 研究所为此已开发出一种先进的共轨式低压燃油喷射系统。

此外,也有采用HEUI 电控单体泵燃油喷射系统的报道。

Theo.Fleisch等人在一台Navistar 7.3升V-8T444E直喷涡轮增压柴油机上进行了燃用二甲醚的研究。

在未改变原有供油系统的情况下,就可获得低的NOx 排放和彻底的无烟排放,二甲醚燃料的经济性与柴油相当,其发动机动力性也与原机保持同一水平,实验数据充分显示了二甲基醚作为柴油机代用燃料满足将来各种排放法规的巨大潜力[50]。

我国二甲醚汽车的研究工作,自1997年由西安交大率先发起之后,上海交大、天大、北方交大、长安大学都系统地开展了二甲醚发动机及汽车的研究工作。

西安交通大学已研制出二甲醚汽车样车, 通过对燃油系统和燃烧系统的优化, 发动机使用二甲醚作燃料后, 获得了优异的动力性能和很低的排放指标。

另外, 西安交通大学在单缸机上使用二甲醚的研究表明二甲醚发动机具有动力性能好、热效率高、NOx、HC、CO排放低、在全部转速负荷范围内可以实现无烟燃烧,噪声降低l0dB左右,燃用DME的发动机燥声几乎和汽油一样[45]。

无锡油泵油嘴研究所在CA498发动机上进行二甲醚燃油系统的研究试验,排放已达到欧Ⅲ法规。

2005 年5 月, 我国自行研制的第一辆以二甲醚为燃料的城市客车亮相上海街头, 它是由上海交大联合上海汽车工业总公司等单位合作完成的[51]。

这台新型客车动力强劲,车内噪音比原型车下降 2.5 分贝, 排放远优于欧Ⅲ排放限值,碳烟排放为零, 彻底解决了城市公交车冒黑烟问题。

所以, 我国二甲醚燃料发动机的研究基本与发达国家处于同一起跑线上。

总之,国内外各研究机构在多台发动机上用DME 做过了试验,获得如下共识:(1)颗粒和NOx排放的同时降低,随着专用燃油喷射系统(共轨系统)和- 49 -燃烧系统的发展, NOx 排放能够降低到低于未来所期望的最严厉的法规( 如美国加州的超低排放标准)的标准;(2)与一般柴油机的水平相比, 燃烧噪声可降低15 分贝左右,接近汽油机水平;(3)传统的柴油机所具有的高热效率、压燃、坚固耐用的优点仍然保持;(4)二甲醚能够实现发动机高效、超低排放和柔和压缩燃烧。

4.6存在的问题及改进措施尽管DME在柴油机上有很多优势, 但要推广使用仍然有许多工作要做, 其中特别是以下的几个问题有待解决。

(1)易产生气阻。

DME在常温常压下为气态, 它的蒸汽压力随温度的升高而升高, 易产生气阻。

为防止管路内产生气阻, 低压供油系统需要保持2MPa以上的压力。

(2) 行驶里程短。

DME的热值相对较低,只有柴油的66.8%, 理论空燃比低,意味着与柴油相同的行驶里程必须加大油箱的容积。

相对而言减少了汽车的持续行驶里程。

(3) 润滑性差。

DME的粘度小, 只有柴油的0.05~0.1倍, 这就使得柴油机上依靠燃油润滑的柱塞副、出油阀与出油阀座、针阀与针阀体三大偶件润滑效果很差, 极易因润滑不良而造成严重的磨损和泄漏。

这是目前二甲醚应用中最突出的问题。

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