陳馳　古文秀　胡磊

摘要：甲醇是一種替代的，可再生的，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上有吸引力的燃料;它被認(rèn)為是傳統(tǒng)化石燃料最有利的燃料之一。本文通過描述甲醇從煤，天然氣，焦?fàn)t煤氣，氫氣，生物質(zhì)等物質(zhì)中的生產(chǎn)，介紹7甲醇作為可再生資源的潛力。最后總結(jié)了甲醇燃料的不足并提出7建議。

關(guān)鍵詞：甲醇 內(nèi)燃機(jī) 燃料

1甲醇生產(chǎn)

近一個世紀(jì)以來，甲醇合成經(jīng)歷了持續(xù)的改進(jìn)。如今，甲醇作為替代燃料可以通過多種方式生產(chǎn)，例如，它可以由天然氣生物生產(chǎn)，或者可以從焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)，通過超臨界甲醇連續(xù)生產(chǎn)生物柴油中閃蒸等。

其中，有許多合成技術(shù)，例如，低壓合成，直通設(shè)計和先進(jìn)的重整技術(shù)的出現(xiàn)。如今，甲醇幾乎全部由合成氣生產(chǎn)，合成氣是一種主要由一氧化碳（CO）和氫組成的原料，用于大規(guī)模生產(chǎn)氫氣和工業(yè)中的各種有機(jī)產(chǎn)品。

2IC發(fā)動機(jī)上使用的甲醇燃料

甲醇是一種醇，是一種無色，中性，極性和易燃液體。它可與水，醇，酯和大多數(shù)其他有機(jī)溶劑混溶。它僅微溶于脂肪和油。與汽油相比，甲醇具有更高的辛烷值和更高的汽化熱值，使其成為具有更大功率輸出的高壓縮比發(fā)動機(jī)的合適候選者。這是因為較高的辛烷值可以顯著提高壓縮比，較高的熱蒸發(fā)值可以降低進(jìn)入的燃料—空氣充量，提高容積效率并提高功率輸出。此外，酒精的自燃溫度高于汽油，這使得它們的運(yùn)輸和儲存更安全。

甲醇本身就是一種極好的燃料，可以與汽油（85%甲醇和15%汽油）或純甲醇（100%甲醇）混合，但它的體積能量密度是汽油或柴油的一半。甲醇是一種運(yùn)輸燃料，與氫氣，汽油相比具有許多顯著優(yōu)勢，并且由于較大的汽化熱量而具有比汽油更好的燃料轉(zhuǎn)化效率，并且具有更好的耐爆性，使其成為小型渦輪增壓的最佳選擇，高功率密度，直接注入化學(xué)計量引擎。使用純甲醇（MIOO）作為燃料的發(fā)動機(jī)從工程應(yīng)用的角度來看，甲醇是一種理想的替代，可再生，環(huán)保和經(jīng)濟(jì)上有吸引力的燃料。 20世紀(jì)90年代，西南研究院提出了高壓縮比SI甲醇發(fā)動機(jī)方案，為高功率，高效甲醇發(fā)動機(jī)的發(fā)展提供了新思路。

張等人使用甲醇 汽油混合物作為燃料的發(fā)動機(jī)，甲醇燃料可與發(fā)動機(jī)中的汽油混合，可與汽油（85%甲醇和15%汽油）或其他百分比混合。開發(fā)了一種詳細(xì)的氧化機(jī)制，用于預(yù)測甲醇 汽油SI發(fā)動機(jī)的甲醛釋放量，CH，CH2 （S）和CH2 （T）自由基物種的影響和NO在機(jī)理中有研究。結(jié)果表明，采用噴射攪拌反應(yīng)器實驗數(shù)據(jù)驗證了甲醇 汽油機(jī)理，提出的機(jī)理與實驗數(shù)據(jù)吻合，魏等人研究了甲醇，乙醛和甲醇的排放特性，以及它們在三缸SI發(fā)動機(jī)上使用汽油和M85（汽油 甲醇15：85）時的三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。結(jié)果表明，醛類排放成為臨界點(diǎn)的峰值，HCHO的臨界溫度高于CH3CHO。

Bayraktar研究了使用甲醇 柴油 十二烷醇混合物作為燃料發(fā)動機(jī)。甲醇燃料可與IC發(fā)動機(jī)中的柴油 十二烷醇混合。甲醇可以在IC發(fā)動機(jī)中單獨(dú)或與常規(guī)柴油燃料混合使用?？梢酝ㄟ^不同方法消除柴油發(fā)動機(jī)中使用甲醇的問題。

在IC發(fā)動機(jī)中使用柴油 甲醇混合物是最簡單的方法。在這種情況下遇到的最重要的問題是相分離。通過向混合物中添加一些溶劑可以防止這個問題。通過向每種柴油 甲醇混合物中加入1%十二烷醇來防止相分離問題。結(jié)果表明，在不同的混合物中，從發(fā)動機(jī)性能的觀點(diǎn)來看，包含10%甲醇的混合物最適合用于IC發(fā)動機(jī)。

3總結(jié)

本文回顧了甲醇燃料作為內(nèi)燃機(jī)的替代燃料的影響。總結(jié)了可以在內(nèi)燃機(jī)上使用的幾種應(yīng)用方法，例如甲醇/汽油，甲醇/柴油混合物。甲醇應(yīng)用仍然是甲醇發(fā)動機(jī)設(shè)計和開發(fā)的一個重要課題，需要進(jìn)一步改進(jìn)：（1）從工程應(yīng)用的角度來看，甲醇是一種理想的替代，可再生，環(huán)保和經(jīng)濟(jì)上有吸引力的燃料。新甲醇儲存和運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展在甲醇應(yīng)用中起到了重要作用，特別是在汽車發(fā)動機(jī)的推廣和應(yīng)用中; （2）開發(fā)高壓縮比甲醇發(fā)動機(jī)取代大功率，高效率的汽車發(fā)動機(jī)（如柴油機(jī)）具有重大的現(xiàn)實意義; （3）甲醇發(fā)動機(jī)燃燒與排放機(jī)理的研究是甲醇發(fā)動機(jī)發(fā)展的核心科學(xué)工程技術(shù);（4）新型燃燒模式的發(fā)展，如均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火（HCCI），預(yù)混合充量壓縮點(diǎn)火（PCCI）和反應(yīng)性控制壓縮點(diǎn)火（RCCI）對甲醇發(fā)動機(jī)的發(fā)展起著重要作用。因此，未來的研究應(yīng)著眼于這些領(lǐng)域，這不僅有助于解釋甲醇的燃燒和排放機(jī)制，而且對甲醇發(fā)動機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用有重要貢獻(xiàn)，以滿足市場需求。

參考文獻(xiàn)

[1]毛功平，劉永啟，潘立國.內(nèi)燃機(jī)燃用甲醇的研究進(jìn)展和發(fā)展前景[J].內(nèi)燃機(jī)與動力裝置，2005（2）：34-38.

[2]甲醇汽油作為點(diǎn)燃式燃料對發(fā)動機(jī)材料的影響與對策研究[D].長安大學(xué)，2012.

[3]蘇志偉，朱建軍，安俏俏，等.甲醇預(yù)混合氣F-T柴油引燃模式下發(fā)動機(jī)燃燒特性研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程，20L7，38（2）：36-41.