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汽车运行材料车用替代燃料汽车运行材料车用替代燃料本文由陈亮 03 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT,或下载源文件到本机查看。石油面临枯竭2007 年全球石油探明储量为 1686 亿吨,储采比(又称回采率 或回采比,指年末剩余储量除以当年产量得出剩余储备按当 年水平尚可开采的年数)由 2003 年 41.0 年减少到 2004 年 40 .5 年、2005 年 40.6 年、2006 年 40.5,但增加到 2007 年 41.6 年。 中东探明储量占世界比例由 2005 年 61. 9%下降至 2006 年 61.5%、2007年 61%,储采比相应由 81.0 年下降至 79.5 年, 61.5% 2007 61% 81.0 79.5 并增大到 2007 年 82.2 年。非洲探明储量占世界比例由2005 年 9.5%上升至 2006 年 9.7%,并下降至 2007 年 9.5%,储采比相 应由 31.8 年上升至 32.1 年,并下降至 2007 年 31.2。亚太地区 探明储量占世界比例 2005 和 2006 年均为 3.4%,2007 年下降 至占3.3%,储采比由 13.8 上升至 14 年和 14.2 年。2007 年世界各地区石油探明储量分别为:北美 95 亿吨(占 世界总量的 5.6%) ,中南美 159 亿吨(占世界的 9.0%) , 欧洲和前苏联 194 亿吨(占世界的 11.6%) ,中东 1029 亿吨 (占世界的 61.0%) ,非洲 156 亿吨(占世界的 9.5%) ,亚 太地区 54 亿吨(占世界的 3.3%) 。其中,欧佩克为 1276 亿 吨(占世界 75.5%) ,储采比由 2002 年 82年,2003 年 79.5 75.5% 2002 82 2003 79.5 年进一步减少到 2004年 73.9、2005 年 73.1、2006 年 72.5, 2007 年增大至 72.7。石油储量排名前五位的国家是:沙特、 伊拉克、科威特、阿联酋、伊朗环 境 污 染 和 温 室 效 应汽车尾气的排放使得现在环境越来越恶劣: 1 臭氧层的破坏 2 烟雾污染 3 酸雨 4 温室效应及气候变暖1994 年,人们首次观察到了至今为止最大的臭氧层空洞。南 极上空的臭氧层是在 20 亿年的漫长岁月中形成的,可是仅在 一个世纪里就被破坏了 60%。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、 喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂,氟利昂在使用中被排 放到大气后,其稳定性决定它将长时间滞留大气中达数十年 至 100 年,由于氟利昂不能在对流层中自然消除,只能缓慢地 从对流层向平流层,在那里被强烈的紫外线照射后分解。分 解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。研究表明,臭氧层被破 坏后,紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会 强烈的紫外线照射会 抑制人的免疫力,会使白内障和皮肤癌患者增加。 抑制人的免疫力,会使白内障和皮肤癌患者增加臭氧空洞人类正在面临臭氧空洞 的危害如果臭氧层的总量减少 1%的话,UV-B 就将增加 2%,其结 果是使皮肤癌发病率提高 2-4%。此外,紫外线的增强还会 紫外线的增强还会 影响农作物的生长,并通过对海洋中的藻类产生的影响, 影响农作物的生长,并通过对海洋中的藻类产生的影响, 从而破坏整个水生生态系统。 从而破坏整个水生生态系统。据统计,目前全世界氟利昂 的年使用量超过 100 万吨,迄今为止向大气中排放的氟利 昂总量达 2000 万吨,大部分仍停留在对流层中。只有 10% 左右到达了平流层。目前,最早使用 CFC 的 24 个发达国家 已于 1985 年和 1987 年分别签署了限制使用 CFC 的维也纳 公约和蒙特利尔议定书 。1993 年 2 月,中国政府批 准了中国消耗臭氧层物质逐步淘汰方案 ,确定在 2010 年完全淘汰消耗臭氧层物质,1995年 1 月 23 日,联合国大 会通过决议,为纪念 1987 年 9 月 16 日签署的关于消耗臭 氧层物质的蒙特利尔议定书 ,把每年的 9 月 16日定为 “国际保护臭氧层日” 。 (摘抄自自然之友编20 世纪环 境警示录 )随着工业和交通事业的发展,由工厂和汽车排放的有害气体,在 一定的气候条件下形成烟雾,对生物和人类造成毒害,称为烟雾 烟雾 污染。 污染 举例 1:马斯河谷烟雾事件(原因是气候异常,大气层出现逆转 层,烟雾不能扩散) 比利时马斯河谷烟雾事件:马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段 长 24 公里的河谷地段。这一段中部低洼,两侧有百米的高山对峙, 使河谷地带处于狭长的盆地之中,马斯河谷地区是一个重要的工 业区,建有 3 个炼油厂,3 个金属冶炼厂,4 个玻璃厂和 3 个炼锌厂, 还有电力,硫酸,化肥厂和石灰窑炉。1930 年 12 月 15 日,整个 比利时大雾笼罩,气候反常。当气候反常时,低层空气温度就会 比高层空气温度还低,发生“逆转层”现象。逆转层会抑制烟雾 的升腾,马斯河谷工业区内13 个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷 上空无法扩散,有害气体在大气层中越积越厚,其积存量接近危 害健康的极限,发生呼吸道疾病,症状表现为胸疼、咳嗽、流泪、 咽痛、声嘶、恶心、呕吐、呼吸困难等。马斯河谷烟雾事件是 20 世纪最早记录下的大气污染惨案。例 2:洛杉矶的烟岩化学雾染 美国洛杉矶光化学烟雾事件,从本世纪 40 年代初开始,洛杉 矶的烟雾就使人眼睛发红,咽喉疼痛,呼吸憋闷、头昏、头 痛。1943 年以后,烟雾更加肆虐,以致远离城市 100 千米以 外的海拔 2000 米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘减产。 1955 年,因呼吸系统衰竭死亡的 65 岁以上的老人达400 多人。 1970 年,又发生了光化学烟雾污染事件。光化学烟雾是由 于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低,气 温在 24-32度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯 烃类碳氢化合物和氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强 烈的阳光紫外线照射下,会吸收太阳光所具有的能量。吸收 了太阳光的能量后,这些物质会变得不稳定起来,从而形成 新的物质,这种化学反应被称为光化学反应 光化学反应,其产物为含剧 光化学反应 毒的光化学烟雾。光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤 的大城市的一个隐患。治理方法:尽量减少工厂和汽车 CH 化合物,NOx,CO 的排放,开发利用新的清洁能源。主要指燃烧化石燃料排放的 SO2、NOx 等污染物与大气中 的水结合形成硫酸和硝酸,使得降水的 PH 蒸发潜热大着火极限是指:混合气可以 着火的最小浓度和最大浓度 之间的范围,浓度是以空气 中可染混合气的体积分数表 示。 醇类燃料的着火极限比汽油 宽的多,可以实现稀薄燃烧, 能有效降低发动机在部分负 荷是的能量消耗与排放污染。热值低 醇类燃料的热值比汽油低。 甲醇热值约为汽油的一半,以纯的热值约为汽油的 61%。 但由于醇类燃料存在自供氧 效应,理论空燃比比汽油低, 甲醇理论空燃比约为汽油的 43%,乙醇理论空燃比约为 汽油的 60%。所以在同样的 过量空气系数下混合气得热 至于汽油相当,汽车 使用醇 类燃料时动力性不会降低 。着火极限宽醇类燃料的化学性较强,对铜铝等金 属具有较强的腐蚀能力。对橡胶和塑 料等非金属也具有较大的溶胀作用腐蚀性大醇类燃料的沸点低,有助于形成燃料 与空气的混合气。但温度高时,容易 在燃油供给系中产生气阻现象,严重 会使供油中断,发动机熄火。易产生气阻醇类燃料在常温下为液态,和传统燃 料汽油和柴油相似,所以储存 和使用 比较方便。储存和运输 方便排放污染低 醇类燃料的蒸发潜热大,甲醇的蒸发潜热约为汽油的 3.7 倍,乙醇的蒸发潜热约为汽油的 2.9 倍,所以使用醇类 燃烧的燃烧温度较低,对氮氧化和物的生成有抑制作用; 醇类燃料分子没有 C-C 健结构,燃烧中不会有多环芳香烃 通过缩和形成碳烟粒子的现象,因此排气中基本没有碳烟; 醇类燃料氧含量很高,且 C/H 值比汽油小,混合气燃烧较 完全,因此排气中未然烃类与CO 含量也相应降低。但醇 类燃料的排气中未燃醇类和相应醛类较多。醇类燃料的辛烷值高,是良好的机油替代燃料。但由于其 着火性差,十六烷值比柴油低好多,所以在柴油机上使用 比较困难。汽油机应用醇类燃料主要有两种方法:掺醇 燃烧和纯醇燃烧。掺醇燃烧掺醇燃烧时指把甲醇和乙醇以不同的比例掺入汽 油中。甲醇和乙醇与汽油的混合燃料分别用 M(methanol)和 E(ethanol)加一数字表示,其后数字表 示混合燃料中甲醇和乙醇的体积分数,如 M15表示甲 醇体积分数是 15%的混合燃料,M10 表示乙醇体积分 数为10%的混合燃料。1)抗暴性好。 醇类燃料的辛烷值比汽油高,掺和后,可以明显提高 汽油的抗暴能力。因此,燃烧掺醇汽油时,可以通过 提高发动机的压缩比来提高其热效率,进而提高其动力 性和燃油经济性。2)排放尾气中 NO 烃类及 CO 的含量低. 掺 醇 汽 油 的 优 点 醇类燃料蒸发潜热高,使掺醇汽油形成的混合气燃烧温 低,因而排放尾气中 和 含量低,醇类燃料含 , C/H 值 汽油 ,使掺醇汽油形成的混合气燃烧 ,因而尾气中烃类 含量 低。 3) 低 醇燃料的 比 通汽油的 低 其 的 经济。 , 醇汽油的掺醇汽油的优点突出,对其使用的研究也 较多。 我国对低比例汽油研究较多,产醇比例在 15%以下掺醇汽油和纯汽油比较,不需要 改变现有的发动机,不增加改动成本,不 存在技术上的难度。因此低比例掺醇汽油 是比较实用的醇类能源的利用形式。 掺 醇 汽 油 的 使 用 2001 我国 醇 的发 , 在 。 , , 醇的 点 。 纯醇燃烧 纯醇燃烧是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料。从弥补石油资源短缺 的角度来说,纯醇燃料用于发动机燃烧比掺醇燃料,尤其比低 掺醇燃料更具有实际意义。因此,对纯醇燃料的使用也进行了 许多研究工作。 纯醇燃烧时,可根据甲醇或乙醇燃料的特点对发动机进行改造, 使其动力性经济性和排放性比燃烧汽油时由;较大的提高。燃 烧甲醇时,发动机的平均有效压力,热效率比燃烧汽油时高, 排放气体中的 氮氧化合物、未燃碳氢化合物和一氧化碳的含量 比燃烧汽油时 低;但燃油消耗率和排放中的甲醛含量比燃烧汽 油时高。燃烧乙醇时的有关性能和燃烧甲醇时相似,只是排放 气体中的乙醇和乙醛的含量较大。 使用纯醇燃料需对发动机的改动较大,主要更改之处有:调整 供油系统,加大油泵供油量,加装进气 预热装置和改善零部件 的抗腐蚀性能等。结束语:在石油资源日益减少、环境污染日益严重的双 重作用下,开发和寻找污染少经济便宜的车用替代燃料 已成为当务之急。 作为石油的替代能源 ,甲醇和乙醇 在技术和成本方面已达到实用阶段。醇类燃料的资源比 较丰富,可以从多种原料中进行提取。在2003 年由山 西政府组织在五个城市率先封闭推广使用甲醇燃料。目 前我国河南、山西、黑龙江、四川、云南等省市对甲醇 燃料的推广使用给予了大力支持,在一定范围内实现部 风替代石油产品。乳化燃料是指汽油和柴油等燃料和水相混合并经特殊处理后 形成的一种相对稳定的乳化液。 燃料油的乳化技术,在世界范围内的研究已经持续数十年, 由于其明显的节能效果和环保效益,在其科学机理尚未完全 揭示的同时,各方面的应用已在全世界迅速展开。在当前世 界各国城市现代化发展中,内燃机排放污染已成为城市中一 大污染源,乳化燃料由于其独特性质,在使用期间,可有效 减少氮氧化物、一氧化碳、颗粒物生成,目前该项技术已在 美国、意大利、法国、德国、英国得到积极推广使用。左图 为“ZGH-FY 富氧闭环反馈系统”在福建省立医院 4 吨蒸发量 的燃油锅炉应用,ZGH-FY 富氧闭环反馈系统是利用水溶性 助燃液及因此产生的富氧尾气的回收产生的节能环保效果。将水掺到燃料油中改善燃烧这一设想,早在上个世纪就已有 人提出,到本世纪初,美国、前苏联、及欧洲一些工业国家, 开始乳化掺水燃料油的应用研究,由于在当
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