不同组分生物质气化气作为车用燃料研究-排放特性.docx

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2024-09-12 发布于湖北
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不同组分生物质气化气作为车用燃料研究

排放特性

论文导读:：生物质气化气有合适的热值和能量密度。行驶试验是在自由换挡、加速的情况下进行的。改变内燃机过量空气系数。

论文关键词：生物质气化气，行驶试验，排放特性，过量空气系数

0引言

随着化石资源的枯竭和环境污染的加剧，清洁可再生的代用燃料成为发展的必然趋势。目前，我国应用于机动车的代用燃料主要有压缩天然气和液化石油气，但实质上它们都是化石燃料的衍生品，其发展严重受化石燃料的制约。

理论上，生物质气化气有合适的热值和能量密度，能够满足作为内燃机燃料的要求，而且可以实现CO2净“零排放”。早在第一、二次世界大战期间，生物质气化气就已经作为机动车燃料应用于欧美等国家（1）；目前，我国生物质气化气作为内燃机燃料的试验工作相继展开。任永志等（2）试验研究了内燃式燃气发电机的运行特性；孟凡生等（3-4）分析了我国低热值燃气内燃机的发展及应用现状,并对生物质气化气作为内燃机燃料的燃烧特性做了简单分析；孟凡彬等（4）试验研究了生物质气化气作为车用燃料初步规律。本文以不同组分生物质气化气作为原料，进一步研究了生物质气化气作为车用燃料的适应性和排放特性。

1试验内容

1.1试验原料：

试验原料为生物质气化气，其中1#-6#为生物质空气气化气，7#-12#为生物质富氧气化气，具体见表1。

表1生物质气化气组分及热值

Table1thecomponentsofproducergasandlowheatvalue

NO.

CO2/%

C2H4/%

C2H6/%

H2/%

O2/%

N2/%

CH4/%

CO/%

Qv/kJ/m3

9.00

0.00

15.77

0.99

50.62

0.75

22.88

4853.98

9.68

0.00

16.73

1.07

49.88

0.97

21.68

4884.89

15.87

0.30

0.00

16.46

0.28

45.06

1.89

20.14

5195.70

15.61

0.31

0.00

15.62

0.22

45.77

2.13

20.32

5222.56

11.42

1.55

0.00

12.92

0.67

49.52

2.28

21.64

5969.60

11.00

1.75

0.00

13.61

0.63

49.30

2.14

21.57

6121.69

24.41

0.71

0.00

32.33

0.00

1.33

3.72

37.50

10022.68

23.55

1.39

0.23

28.73

0.54

4.58

4.89

36.10

10480.57

18.34

0.91

0.20

25.76

0.89

7.55

6.07

40.28

10778.35

10#

13.06

0.53

0.00

28.34

0.36

9.77

2.69

45.25

10078.75

11#

13.36

0.55

0.00

27.92

0.55

11.06

2.70

43.87

9877.44

12#

19.80

1.28

0.00

25.26

1.00

14.01

4.69

33.97

9539.22

1.2试验装置与方法：

行驶试验用车为营口市公交公司燃用天然气的中型公共汽车排放特性，耗气量为18m3/100km；尾气排放特性测试用车为德国产Jetta轿车（无三元催化装置），为方便试验，对Jetta车的风帽进行了改造，增设了可调节配风阀门，用于控制进气量，改变内燃机过量空气系数；使用容积为4.5m3的气囊对生物质气化气进行收集，每次实际收集气体3.2±0.2m3；气囊与机动车用软管连接，中间设有水封防止回火；尾气排放用SPX公司生产的Mod488尾气分析仪（五气）进行测试。行驶试验是在自由换挡、加速的情况下进行的，未能按道路行驶试验的相关标准进行。尾气排放测试方法参照GB18285-2005[5]相关标准进行。

2试验结果与讨论：

2.1行驶试验结果

使用生物质空气气化气作为燃料时，公共汽车打火相对容易，运行稳定，最高可以加到4-5档，最大速度可以达到40km/h，但爬坡和拐急弯时偶有灭火现象，动力性较差，急加速相对困难；使用生物质富氧气化气作为燃料时，公共汽车打火容易，运行稳定，最高可以加到5档，最大速度可以达到55km/h，爬坡和拐急弯没有问题，动力性有所改善，急加速性能有所改善，但富氧气化气中H2含量过高，偶尔发生爆震现象；在相同条件下，进行了天然气作为燃料的试验研究站大全。结果表明：生物质空气气化气行驶里程是富氧气化气的1/3；生物质富氧气化气的行驶里程是天然气的1/3，动力性、加速性能和最大速度与天然气有较大