煤炭转化新方向--二甲醚

二甲醚是一种理想的洁净燃料和气雾剂推进剂，是煤炭转化的新方向。文章介绍了二甲醚作为民用燃料及车用燃料的优越性及其在气雾剂中的应用。     

柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时的性能与排放研究

研究了二甲醚／柴油混合燃料的互溶性，包括饱和蒸气压和浊点的测量，并在CA4113直喷式柴油机上开展了燃用不同比例二甲醚／柴油混合燃料的试验研究．通过优化发动机系统参数，寻求在柴油机上燃用混合燃料的合适配比．结果表明：随着二甲醚添加比例的增大，二甲醚／柴油混合燃料的饱和蒸气压上升，浊点明显下降，互溶区扩大，当采用0#柴油时，D30燃料（质量分数为30％的二甲醚和70％的柴油混合而成）的浊点可降低到-6℃；由于混合燃料的热值降低，当不增加循环供油量时，发动机功率下降；由于混合燃料含氧量增加，燃烧更为完善，燃油经济性有所改善；发动机在高负荷范围内碳烟降低60％以上，在整个负荷范围内NOx排放可以降低30％左右。     

柴油机燃用二甲醚时采用排气再循环降低NOx排放

在单缸直喷柴油机上燃用二甲醚和采用排气再循环时,进行了发动机性能和排放的试验研究。结果表明：与燃用柴油相比,发动机燃用二甲醚可以实现无烟燃烧,ＮＯｘ降低３０％,未燃碳氢和ＣＯ２排放有所下降;     

轻型直喷柴油机燃用二甲醚性能和燃烧特性研究

研究了柱塞直径、喷嘴形式、供油提前角、喷嘴伸入汽缸长度、喷油压力、进气涡流比等燃烧系统主要参数对发发动机性能的影响,测录了示功图和喷油器针阀升程以及污染物排放,计算了发动机的燃烧特性,并与发动机燃用柴油时进行了对比等发动机性能研究表明：与柴油相比,二甲醚的热效率,降低ＮＯｘ排放、实现无烟燃烧、燃烧特性分析结果表明：二甲醚的喷油延 角大于柴油的喷油延迟角,二甲醚的滞燃期比柴油短,预混燃烧量少,扩散燃     

甲醇含量对二甲醚发动机性能和排放的影响

通过在纯二甲醚中掺混甲醇,研究燃料成分中甲醇含量的变化对二甲醚发动机性能和排放的影响。结果表明,随着甲醇含量的增加,二甲醚发动机的燃油消耗率增大、排气温度升高,HC、CO等气体排放增加,NO_x排放减少,发动机低负荷运行时影响更为显著;当甲醇含量高于3%时,二甲醚发动机HC排放显著增大,从发动机性能和尾气排放方面综合考虑,车用二甲醚燃料成分中甲醇含量以不高于3%为宜。     

柴油机掺烧二甲醚的性能

在柴油中添加10%的二甲醚,构成柴油-二甲醚混合燃料,以缸内直接喷射的方式在柴油机上燃用.结果表明,发动机燃用含10%二甲醚的柴油,低速扭矩增加;经济性提高,在外特性上比油耗平均降低10 g/kWh;可见污染物排放明显降低,碳烟的消光系数k值降低50%;NOx、HC得到不同程度降低,CO排放维持在压燃发动机的水平.     

温度对增压二甲醚发动机性能的影响

以一台增压二甲醚发动机为研究对象,研究进气温度和燃料温度对二甲醚发动机性能的影响。试验结果表明,进气温度升高,燃烧滞燃期缩短,放热率曲线往前移,预混合燃烧的峰值降低,预混合燃烧在整个燃烧过程中所占比例减小;进气温度升高会导致发动机油耗率上升,排温升高,NOx排放增加。二甲醚燃料温度的影响比进气温度升高,燃料温度增加会导致发动机功率下降。额定工况点下,当燃料温度由28℃升高到40℃时,发动机的功率由192.1 k W下降到168 k W,下降12.0%。二甲醚温度每升高1℃,二甲醚发动机功率平均下降1.0%。     

二甲醚热物理性质的研究

对二甲醚热物理性质的研究现状进行了详细分析,同时对西安交通大学在二甲醚热物理性质,包括临界参数、饱和气液相密度、饱和蒸气压、标准沸点、偏心因子、气相PVT性质、维里系数、表面张力、饱和液相粘度等方面的研究进展进行总结和分析,提供了相关的计算方程.其中饱和液相和气相密度方程的温度适用范围为301～400K,计算的不确定度小于0 35%和4 83%,饱和蒸气压方程的温度适用范围为233～400K,计算的不确定度小于0 1%,气相PVT方程的适用温度范围为298～353K,计算的不确定度小于0 5%,表面张力方程的适用温度范围为213～368K,计算的不确定度小于0 2mN·m-1,粘度方程的适用温度范围为227～343K,计算的不确定度小于2 0%,为其他研究人员今后从事二甲醚的应用研究提供了急需的基础热物性数据.     

二甲醚喷雾特性的研究

采用高速摄影和激光阴影法在压力容弹中研究了喷油启喷压力、环境介质的密度、喷孔直径等参数对二甲醚喷雾特性的影响,并与柴油的喷雾特性进行了对比,结果表明：二甲醚的喷雾贯彻度小于柴油,喷雾锥角比柴油大;随着环境介质密度的增加,二甲醚的喷贯穿度减小,喷雾锥角增大;随着喷孔直径原增大,喷雾贯穿度和喷雾锥角均增大;当喷嘴启喷压力在10．0－15．0MPa之间变化时,二甲醚的喷雾贯穿度和喷雾锥角等特性没有变化。     

运用科学发展观规范山西省醇醚产业发展

阐述了我国能源危机引发的一系列负面影响,介绍了甲醇和二甲醚作为清洁燃料在我国及山西省的开发情况,提出了运用科学发展观范山西省醇醚产业发展的对策.     

二甲醚热力学性质的计算

利用现有的二甲醚气相状态方程、饱和气液密度方程、蒸气压方程、理想气体定压比热容等方程,计算得到了二甲醚的饱和液体熵和饱和气体熵.从气相维里方程出发,结合Clapeyron方程计算得到了二甲醚的饱和蒸发焓.采用偏差函数法及陈则韶教授提出的饱和液体焓推算公式,计算出了二甲醚的饱和气液焓和临界焓值.最后,开发了二甲醚热力学性质的计算程序,并得到了从235 15K至临界点的二甲醚饱和热力学性质表,计算结果的精度在±2%内,可为工程实际应用提供服务.     

液化石油气中二甲醚含量分析方法研究

采用日本岛津公司的GC-14 B气相色谱仪,对液化石油气中二甲醚的含量的检测方法进行了积极的实验与探索,采用外标法对掺混二甲醚的液化石油气进行定性分析和定量分析,该方法操作简单,实用性强,重复性好,保证了测试结果的准确度和精密度.     

二甲醚合成的研究进展

论述了二甲醚的性质、用途及其生产方法，介绍了合成气一步法生产二甲醚反应体系的热力学性质、反应工艺、催化剂及其研究进展。     

二甲醚的生产及市场前景

阐述了二甲醚的世界及国内的生产需求状况，二甲醚的生产工艺及技术进展以及二甲醚的应用领域，指出二甲醚具有广阔的市场前景。     

二甲醚/甲醇混合燃料HCCI燃烧特性数值模拟

为了研究混合气浓度及燃料掺混对二甲醚/甲醇混合燃料HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧特性的影响,对不同过量空气系数和二甲醚掺混比下的醇醚混合燃料HCCI燃烧过程进行了模拟计算,分析了缸内温度、压力、压力升高率、放热率和燃料消耗路径随过量空气系数和二甲醚掺混比的变化关系。结果表明,随过量空气系数增大,缸内压力、温度、放热率和压力升高率峰值减小,相位推迟,过量空气系数太大时,CO的进一步氧化反应会受到阻碍,使缸内产生大量的CO残留;随二甲醚掺混比的增大,缸内压力、温度峰值增大,相位提前,压力升高率和放热率峰值减小;二甲醚HCCI燃烧放热率曲线存在3个峰值,第1个峰值出现上止点前曲轴转角30°,为二甲醚低温氧化放热,对应缸内温度为804 K,第2个峰值出现在上止点前曲轴转角15°,对应缸内温度为1 193 K,为甲醛等中间产物氧化生成CO时放热,第3个峰值为CO氧化,生成CO₂时放热,第2和第3个放热率峰值为二甲醚的高温氧化放热阶段,与甲醇掺混燃烧时,二甲醚的低温氧化反应对混合气的燃烧起到了促进作用。     

合成气一步法合成二甲醚的研究进展

介绍了二甲醚的用途和发展前景 ,综述了一步法合成二甲醚与传统两步法合成二甲醚的的区别是一步法用合成气直接合成二甲醚 ,没有中间过程 ,操作费用低 .对合成气一步法合成二甲醚工艺的发展近况、国内外几种典型的工艺流程以及操作参数和特点、国内在一步法合成二甲醚工艺和催化剂方面的研究进展等进行了较详细的报道     

一个新的二甲醚气液相密度方程

为了获得二甲醚的气液相密度,在对二甲醚PVT实验数据进行文献调研的基础上,基于对比态原理运用准牛顿优化算法得到了一个6参数的用于计算二甲醚气相和液相密度的方程.气相和液相方程适用于温度从三相点温度至临界温度,压力最大达到70 MPa.新方程计算的二甲醚气液相密度值与实验数据比较后表明:两者的气相密度平均绝对偏差的范围从低温区的0.1％到临界点附近的1％;两者的液相密度平均绝对偏差的范围从低温区的0.1％到临界点附近的3％.