甲醇裂解氣-柴油混合燃料對(duì)柴油機(jī)排放的影響.pdf

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1、甲醇裂解氣一柴油混合燃料對(duì)柴油機(jī)排放的影響陳福洲龐宏磊付雷陳鍇1寧波大學(xué)海運(yùn)學(xué)院寧波3152112青島海事局青島266011摘要：為研究甲醇裂解氣一柴油混合燃料對(duì)柴油機(jī)排放的影響，設(shè)計(jì)了一種集成式尾氣裂解甲醇反應(yīng)器和進(jìn)氣共軌系統(tǒng)，將YC6A220型柴油機(jī)改裝成燃燒由甲醇裂解而成的氫富氣與柴油混合燃料的柴油機(jī)。實(shí)驗(yàn)研究表明，改裝后的柴油機(jī)在中、高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可以使NOHC和碳煙大幅度降低，且隨著甲醇裂解氣摻燒量的增加，各排放物質(zhì)的減少量增加。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；甲醇裂解氣；電控；排放中圖分類號(hào)：TK421．5‘文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—0785(2011)08—0045—04Abst

2、ract：Tostudytheimpactofmethanolcrackinggas—dieselblendedfuelondieselengineemission，thepaperdesignsanintegratedexhaust—basedmethanolcrackingreactorandintakecommonrailsy~em，andrefitstheYC6A220typedieselengineintodieselenginewithmixedfuelofdieselandhydrogen—richgasfrommethanolcracking．Theexperimem

3、alstudyshowsthattheconverteddieselengineenablessignificantreductioninNO，HCandsootwhenoperatingundermiddleandhighloads，andtheemissionsofvarioussubstancesreduceastheadditionalcombustionamountofmethanolcrackinggasincreases．Keywords：dieselengine；methanolcrackinggas；electroniccontrol；emission共軌系統(tǒng)將其改

4、裝成燃燒甲醇裂解氣(氫富氣)一0引言柴油的綠色柴油機(jī)。該綠色柴油機(jī)的改造分為2環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，柴油機(jī)的污染物排部分：甲醇裂解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與甲醇裂解氣一柴放成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，改造開發(fā)環(huán)保型油雙燃料供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。柴油機(jī)，尋求清潔的柴油代用燃料，已經(jīng)成為研1．1裂解反應(yīng)器設(shè)計(jì)究的重點(diǎn)。甲醇是目前最有前景的代用燃料之一，該裂解反應(yīng)器采用管殼式熱交熱器的設(shè)計(jì)原甲醇在柴油機(jī)上的應(yīng)用研究主要傾向于甲醇和柴理，將柴油機(jī)尾氣余熱通過反應(yīng)器對(duì)甲醇進(jìn)行裂油摻燒的研究。甲醇和柴油的摻燒按照燃料在進(jìn)解。裂解裝置為圓柱形筒結(jié)構(gòu)，筒中心為甲醇滴入發(fā)動(dòng)機(jī)前是否混合及改制劃分，主要有甲醇一加管，由8根

5、熱管均勻地分布在反應(yīng)器內(nèi)，將甲柴油乳化燃料、甲醇一柴油雙燃料、雙噴射法、醇滴加管包圍，高效裂解催化劑填滿反應(yīng)器內(nèi)部。雙燃料噴射系統(tǒng)(IDIS)I2J、甲醇改制為氫富氣反應(yīng)器結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。反應(yīng)器由3部分組由柴油引燃等，4J。上述方法中，甲醇改制為氫富成：甲醇預(yù)熱區(qū)、氣化裂解區(qū)和裂解緩沖區(qū)，根氣由柴油引燃是一種較實(shí)用可行的方法。本文介據(jù)各反應(yīng)區(qū)不同的反應(yīng)特性選擇不同的催化劑。紹根據(jù)當(dāng)前的甲醇裂解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)甲醇經(jīng)銅管通人甲醇反應(yīng)器，在預(yù)熱區(qū)滴人反應(yīng)YC6A220C型柴油機(jī)改造設(shè)計(jì)的一種利用柴油機(jī)排器。在預(yù)熱區(qū)甲醇吸收熱量并在催化劑的作用下氣余熱裂解甲醇的雙燃料綠色發(fā)動(dòng)機(jī)。部

6、分氣化裂解，經(jīng)預(yù)熱區(qū)后的初步裂解氣在氣化裂解區(qū)催化劑的作用下充分催化裂解，小部分未1綠色柴油機(jī)的改造設(shè)計(jì)裂解的甲醇蒸汽在反應(yīng)器的裂解緩沖區(qū)進(jìn)行再次在不改變YC6A220C柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)裂解。甲醇裂解氣從裂解緩沖區(qū)的裂解氣出口流的基礎(chǔ)上，利用集成式尾氣裂解甲醇反應(yīng)器和進(jìn)氣出反應(yīng)器。浙江省教育廳項(xiàng)目(Y201018046)和寧波大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究開發(fā)項(xiàng)目(SYJS一201001)資助項(xiàng)目《起重運(yùn)輸機(jī)械》2011(8)一45—1．進(jìn)氣共軌管2．燃?xì)鈮毫鞲衅?．燃?xì)鉁囟葌鞲衅?．噴氣電磁閥5．進(jìn)氣閥圖2裂解氣多點(diǎn)噴射共軌管示意圖單元、前置接口通道電路和后置接口通道電路。控制單元是控制核

7、心，前置接口通道電路是信號(hào)1．裂解緩沖區(qū)2、6．透氣隔膜3．催化劑輸入和處理電路，后置接口通道電路主要是噴嘴4．氣化裂解區(qū)5．排氣通管7．甲醇預(yù)熱區(qū)驅(qū)動(dòng)電路。圖3為控制系統(tǒng)ECU結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖1甲醇裂解反應(yīng)器結(jié)構(gòu)1．2反應(yīng)器催化劑的選取針對(duì)甲醇裂解催化劑，研究人員已做了大量研究_5J，技術(shù)成熟。本裂解氣選用d=2．5mm斟匭匝固蕃!廣==]H薯糞Hu露I的改性Cu—Cr—Mn催化劑顆粒作為裂解主反應(yīng)圖3控制系統(tǒng)ECU結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖區(qū)的催化劑。選用d=3．5mm的S