甲醇作为发动机替代燃料应用分析文献综述
2020-04-15 21:22:27
1、目的及意义
1.1 节约石油资源
根据国家相关部门的统计资料,我国于1993 年步入了石油净进口国的行列,当年的对外依存度为6%之后,我国对外石油的依存度逐年增加,据国土资源部统计 2014 年我国石油的总产量约为2.1亿吨,对外依存度接近60%,据预测到2020 年时,对外依存度将超过70%。而在我国的石油消耗中,内燃机的消耗量占一半以上。我国的剩余石油储量只占全球的2%,石油能源的短缺会严重影响我国经济和社会的快速蓬勃发展。面对石油能源日益短缺的现状,我们迫切的需要改善能源结构,寻找开发替代能源。甲醇燃料成本低、来源广泛、清洁环保、生产技术成熟、应用领域广等特点,使其作为发动机替代燃料具有巨大优势。
近年来,我国甲醇产能远大于需求,导致国内甲醇行业的开工仅占到总产能的60%,下游产业除甲醇制烯烃耗醇量接近50%外,其它产业的利用率明显不足,长此以往,将不利于行业发展。为此,发展甲醇燃料,可以减少石油等资源的消耗量,同时还可以带动我国产业结构调整。
1.2 降低化石燃料污染物排放
近年来我国的空气污染日益严重,化石燃料的燃烧排放成为了目前增长最快的大气污染源,车用船用发动机更是化石燃料排放的源头。吕效谱、成海容等人曾就北京、天津、石家庄等8个城市大气污染特性进行分析,发现机动车使用汽柴油等燃料排放的汽车尾气,是产生雾霾气候的主要因素如果不采取措施,化石燃料然收引起的环境问题会越来越严重,所以大力发展清洁能源势在必行。因此可以研发一些可替代汽油的车用燃料,如醇基燃料、二甲醚燃料、混合动力燃料、CNG、LNG、LPG、生物柴油等。
通过对上述车用替代燃料的分析研究,醇类燃料因部分特性与汽柴油等液体燃料相似,在储运过程中可沿袭原有的汽柴油的运输方法,此外,甲醇来源广泛、生产技术方面也较为成熟、产能大,可以使用多种原料制取,多种固体、液体、气体等性质的原料均可以通过合适方法制取出甲醇燃料。同时,由于甲醇内不含苯、硫,同时其成分中也不会含有烃类物质,作为燃料使用不会有PM2.5、二氧化硫生成,与煤、石油相比,具有很大的环保优势, 逐渐成为重要的替代能源之一,大规模推广应用后将会极大缓解改善现如今环境状态。
1.3 降低能耗成本
由于石油资源的日益稀缺,加上其在世界分布不均,所以燃用石油等化工燃料成本巨大。通过对比燃料的低热值可计算出燃料的消耗量之比,甲醇燃料的低热值一般在 20MJ/kg 左右,是柴油、液化石油气等化石燃料的50%左右,所以产生同样的热量,甲醇的消耗量需是柴油或液化石油气的2倍多,但其价格仅为柴油或液化石油气的三分之一左右,相比化石燃料,甲醇燃料具有较好的经济性。
1.4 国内外研究应用状况