四章 燃料与燃烧化学.ppt

* * 基本思路： 一、燃料的基本知识 二、燃料燃烧时的化学反应和空然比的计量 三、燃料是如何着火和燃烧的？ 汽油、柴油及代用燃料的性能 第四章 燃料与燃烧化学 过量空气系数与空然比 着火与燃烧的基本理论 第一节 发动机燃料 汽油：主要由C 5～11碳原子的烷烃、环烷烃和稀烃组成； 柴油：由C 10～21烃类混合物组成。它们几乎都是由石油炼制，热值高，便于运输储存。 一、汽油 抗爆性 蒸发性 氧化安定性 清净性 二、柴油 自燃性 雾化和蒸发性 硫含量 安定性 低温流动性 第二节 代用燃料 代用燃料 气体代用燃料 液体代用燃料 醇类燃料 二甲醚 煤制油 生物柴油 液化石油气 天然气 氢气 代用燃料的分类 ？ 可燃化工液体副产品 一般按物态分类 按化学成分区分 烃燃料 CnHm 含氧燃料 (醇类燃料） 一、气体代用燃料 目前在内燃机上使用的气体燃料有天然气、液化石油气、沼气、煤气、氢气等，其中以压缩天然气（Compressed Natural Gas，缩写 CNG）和液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，缩写LPG）为主。 燃气汽车 单一燃料汽车（Mono－Fuel Vehicle） 两用燃料汽车（可切换）（BI－Fuel Vehicle） 混合燃料汽车（双燃料）（Dual－Fuel Vehicle） 指使用一种气体燃料的汽车 指可以在气体燃料和另一种液体燃料之间进行切换的汽车 指工作时同时使用一种气体燃料和一种（或一种以上）其他 燃料的汽车 LPG的主要成分是丙烷和丁烷，发动机用的 LPG一般是纯丙烷（ C3 H8）或丙烷与丁烷（C4H10）的混合物。 它的主要技术特点如下： l）汽化温度低。常温下，石油气在0．2～0．6MPa的压力下即可液化（随组分不同而定），因此，液化石油气的汽化较为容易，与空气混合的均匀性大大优于汽油，有利于燃料的完全燃烧，排放低， 2）LPG的燃烧特性与汽油相当，其热值略高于汽油。 3）LPG的辛烷值高（102～105），抗爆性能优于汽油，允许采用较高的压缩比，有利于提高发动机的热效率。 汽化的LPG对发动机的充量系数有不利影响，因此简单改装后的气体燃料发动机的功率会有所下降。 （一）液化石油气 （LPG） (二）天然气 NG的主要成分是甲烷， 它的存储方式主要有两种，一是直接以气体方式储存，即将其压缩至特制的容器中（压力为20～30MPa），再经减压器减压后供给发动机。 另一种是以液体方式储存，由于甲烷的临界温度低，通常采用低压（或略高于常压）和低温（－ 160℃左右）下液化后储存。因此LNG的储存要求高，相应的成本也较高。 相比之下，CNG的应用要比 LN G方便和广泛得多。 CNG发动机的主要技术特点如下： l）CNG发动机的排放特性、经济性要优于LPG发动机。同时，由于天然气资源较丰富，CNG汽车具有广阔的发展前景。 2）CNG的辛烷值高（130），抗爆性好，有利于提高压缩比。 3）CNG的能量密度较小(单位体积），其续驶里程低于LPG汽车。 目前，LPG与CNG作为内燃机的代用燃料，大多是在常规汽车上采用加装气体燃料供给系统的方法来实现。这种方法没有充分发挥LPG和CNG的潜力，但这种两用燃料汽车具有燃料灵活性的优点。由主机厂开发的单一燃料或混合燃料汽车，其动力性经济性显著高于简单改装的汽车（广州采用公交车玉柴的发动机）。 LPG及 C N G的大规模使用取决于气体燃料的价格、环境保护的要求和供气网络的建立和完善。 二、液体代用燃料 醇类燃料主要有甲醇（ CH3 OH）和乙醇（ C2 H5 OH）。 甲醇可以从