废气再循环对二甲基醚均质压燃燃烧过程影响的试验研究
汽车发动机技术研究报告
一、电子技术是发动机现代化的灵魂汽油机的燃油电子喷射相比于过去采用的化油器,燃油电子喷射系统可以的燃油计量精确度上有较大幅度的提高。
因此,采用电子控制燃油喷射的汽油机,其经济性和动力性有很大的提高,使对混合气浓度要求的三效催化转化器降低排放成为可能。
电子控制燃油喷射从单点式发展到多点式。
这使汽油机不仅在动力性上仍旧能保持其密度的特点,而且其燃油性几乎可以和柴油机相媲美.有人甚至称汽油直接喷射是汽油机的一次革命.汽油直接喷射技术已经在日本三菱、丰田和日产的一些发动机上应用。
欧洲的一些汽车公司如德国大众、法国雷诺等也在发展之中。
汽油机点火和管理系统汽油机是电火花点燃混合气的点燃式发动机。
火花的发生过去是依靠点火系统内的机械式白金断电器来完成的。
断电器在高速运转下很容易磨损并烧蚀,从而使发动机出现失火,造成动力性下降和有害排放物激增的后果。
采用电磁式或霍尔式无触点的断电器便彻底解决汽油机运转过程中动力下降的排放增加的难题,也大大地减少了发动机的维修和保养工作。
现代的高性能汽油机已经毫无例外地采用了电子控制的无触点点火系统。
汽油机的可变气门定时和升程系统发动机的气门是控制进气与换气过程的基本机构,主要的控制参数是气门定时和升程。
对应于一定的运行工况,要求的定时和升程各不相同.但一般发动机一经制造出后,气门机构的定时和升程便不能改变,这势必造成部分工况不能在最优的状态下,动力性、经济性和排放品质达到最优.以日本本田思域车用发动机为例,1.5升排量、非增压的直列4缸汽油机,采用VTEC 系统后,功率由70kW提高至100kW.目前正在发展的完全电子控制的气门机构,可以取消汽油机的节气门,进气量大小完全由气门定时和升程决定。
这样可以使汽油机燃料经济性再提高一步。
柴油机的高压共轨喷射和可预喷的泵喷嘴技术柴油机的高压喷射是实现高动力性、经济性和低排放的关键。
但柴油机的工作噪声比较大一直是限制其发展的主要障碍。
燃油预喷是解决柴油机燃烧噪声的关键电子控制的高压共轨喷射和预喷的泵喷嘴技术已经可以成功解决这一难题。
化学在解决能源危机中起着重要的作用
化学在解决能源危机中起着重要的作用能源消费总量预测:在过去20年间,我国一次能源消费总量逐年增加,人均年能源消费量从80年代初期的约100千克/人增长到1996年的145千克/人。
预测到2020年将达到172.2千克/人,2050年增加到212.6千克/人。
尽管人均年能源消费量在未来50年都保持增长趋势,但我国能源年均消费增长率却一直处于下降趋势,80年代初期的年均能源消费增长率为7%—8%,90年代下降到5%—6%。
预测至2020年降为3%。
2050年降为1.05%左右,达到发达国家现今的能源消费增长水平。
与此同时,我国单位国内生产总值的能源消耗量也逐渐降低,1980年单位国内生产总值的能源消耗量约为40吨油当量/万美元,到1998年下降到14.6吨油当量/万美元。
预测到2050年我国单位国内生产总值的能源消耗量将降至3吨油当量/万美元左右,达到目前中等发达国家的水平。
此外,随着能源利用效率的提高,能源消费弹性系数也呈下降趋势。
据此预测,2020年为22.59亿吨标准煤,2030年为27.79亿吨标准煤,2040年为32.23亿吨标准煤,2050年为35.61亿吨标准煤。
在新经济论者看来,新经济-知识经济的出现业已改变了当代经济活动的性质。
在工业经济时代,能源和其它原材料是生产活动的基础,能源、原材料的价格对产品成本影响很大,直接决定投入-产出比,对经济效益具有很大的决定作用。
而在新经济-知识经济时代,在传统经济中扮演重要角色的能源、原材料的地位大大下降了,对经济活动的整体效率已经起不了决定性作用。
这种状况在新经济滥觞的西方发达国家显得尤为突出。
今后半个世纪将是我国完成工业化过程的重要时期。
工业发达国家在这个过程中都经历了从全球获取所需资源以保证其高度消费的过程。
如今,随着发展中国家的崛起,全球资源日趋紧张,完全照搬发达国家所走过的资本、资源高度消耗的模式已不可能也不应该。
因此,我们必须充分发挥先进文化和先进技术的作用,寻求工业化进程中新的社会发展模式,以保证在减少资源消耗的条件下,保持经济的高速发展。
均质压燃与低温燃烧的燃烧技术研究进展与展望
是 均 匀 的 ,即 使 是 在 缸 外 预 混 好 的混 合 气 , 也 是
带 有 很 强 的扰 动 结 构 。这 主 要 是 由于 在压 缩 冲 程 的传 热 和 湍 流 运 动 ,产 生 了热 分 层 , 而 这 些 热 分 层 导 致 了 HC I 烧 的不 均 匀 性 。H C 燃 烧 的 发 C燃 CI
o o usi n t o y a e n H CCIa d LTC, hede eop nto f c mb to he r b s d o n t v l me f HCCIa nd LTC i g g s ln u l t usn a o i e f e, he d veo m e f HCCIa TC sng d e e u l a h fe to ue r pe te n HCCIa TC. he e l p nto nd L u i i s lf e , nd t ee fc f f lp o r iso nd L On t b ssof r v e a i e iw,t ht r e e r h die to n c he t u e r s a c r c i nsi omb to e h l gis o e g ne a in of e gi s usi n t c no o e f a n w e r to n ne we e dic s d.I s o vi us t te e gy s v ng i no h r i r s us e ti b o ha n r a i s a t e mpe u n t v l pme f o b ton t s o he de e o nto c m us i t c ol e hn ogy o "e f ngi s b sd s a hivi t nc e sngl t i e mi son r gu a i .Ex e ne e i e c e ng he i r a i y s rng nte s i e l tons t ndi g he n t o r tn r n i f ce c nd c e n c m b s i n i tl a di c l hi g t ol e The i p r a pe a i g a ge of h gh e i i n y a la o u to ss il f u t t n o s v . i m o t nt
变气门正时对柴油燃料HCCI燃烧的影响
2004年中国内燃机学会燃烧联合学术会议论文编号:0404105-005变气门正时对柴油燃料HCCI燃烧的影响石磊邓康耀崔毅刘宇何方正上海交通大学内燃机研究所,200030摘要:自行开发了可变进排气正时控审l系统,采用在气门负重叠期内进行燃油喷射,利用缸内高温废气余热促进燃油蒸发,制备均质混合气实现7柴油燃料的Hccl燃烧.研究了不同气门重叠期下,孵cl燃烧的燃烧特性,工作稳定性和排放特性,分析了气门负重叠期对柴油燃料HCCI燃烧的影响规律。
关键词:HCCI可变气门正时燃烧控制1前言由于均质充量压缩燃烧HCCI(HomogeneousChargeCompressionIgnition)采用多点着火及分布式低温燃烧技术,因而在内燃机节能和降低排放方面具有巨大潜力,20世纪90年代后赣引起了全世界内燃机界的高度关注,认为是满足未来严格排放法规的重要技术手段,是内燃机燃烧技术的重大进步…。
均匀混合气制备和燃烧相位控制是目前HCCI燃烧研究的主要问题。
柴油燃料HccI燃烧的研究在这两个问题尤为突出。
首先,因为柴油粘度大,挥发性差,不易形成均质混合气“’;其次,柴油作为高十六烷值燃料容易发生低温自燃反应,当燃烧室内温度超过800K就将产生快速自燃着火,使着火过分提前,发动机工作粗暴。
采用VVT技术可以改变缸内残余废气量,并起到了改变有效压缩比的效果。
残余废气量可以改变缸内混合气的时间一温度进程并起到稀释混合气的作用,这种效果同EGR类似,因此VVT又被成为内部E6R。
由予vⅥ技术响应快,能及时根据工况改变燃烧,将其应用在HCCI燃烧的控制中,具有很好的前景。
国外很多研究机构采用wT技术对HCCI燃烧进行了研究。
斯坦福大学采用电液式全可变VVT系统实现了稳定的HCCI燃烧。
并且可根据不同运转工况进行调整或进行不同燃烧模式的切换时无节流损失”1。
剑桥大学的George等人在一台四冲程进气道喷射车用发动机上利用进气门晚开、排气门早关技术“1、Lotus公司利用FVVT技术和排气门早关技术“‘”也成功地实现了CAI燃烧,AVL研发的CSI发动机也采用可变图1试验台架布置总图FigISetupschematicoft∞tbench・国家重点基础研究发展规划项目(批准号:2001CB209205)资助36正时系统实现了HCCI燃烧的有效控制”1。
废气再循环系统EGR的探讨
废气再循环系统EGR的探讨桂林;孙亮【摘要】With the continuous improvement of economic level and living standards, an explosion of car makes easier to people in the life, but also causes serious air pollution. Exhaust gas recirculation technology (EGR)is the more effective emission control means. By a typical structure introduction, this paper gives an indepth analysis about how exhaust gas recirculation system works and the control strategies.%随着经济水平、生活水平的不断提高,汽车保有量激增,在给人们生活带来便利的同时,也造成了十分严重的大气污染。
废气再循环技术(EGR),是目前比较有效地尾气控制手段。
通过典型结构的介绍,深入分析废气再循环系统的工作原理、控制策略等。
【期刊名称】《河北能源职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(012)001【总页数】4页(P55-58)【关键词】再循环;氮氧化物;排放【作者】桂林;孙亮【作者单位】河南工业职业技术学院,河南南阳473000;河南工业职业技术学院,河南南阳473000【正文语种】中文【中图分类】X734.2为了减少环境污染、满足日益严格的排放法规,废气再循环系统被广泛采用。
废气再循环系统,简称EGR(Exhaust Gas Recirculation),它的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况,从而使燃烧过程始终处于最理想的情况,最终保证排放物中的污染成份最低。
挥发性污染物二硫化碳处理技术
积大"孔径分布窄"微孔数量丰富"吸附脱附速度快"对 大流量低浓度恶臭气体具有较强的吸附能力+’$I’(, ’
表 DB不同炭材料的比表面积和孔体积比较
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挥发性污染物二硫化碳处理技术!
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!’?天津大学 环境科学与工程学院 室内空气环境质量控制天津市重点实验室"天津 !&&!@&& %?天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室"天津 !&&!@&#
摘 要 !化 纤 行 业 废 气 中 的 挥 发 性 有 机 物 二 硫 化 碳 若 不 经 处 理 直 接 排 放 !不 仅 严 重 污 染 环 境 !危 害 健 康 !还 易 腐 蚀 设 备 ! 造成生产安全隐患" 概述了废气中二硫化碳处理技术(吸附法和催化水解法)!简述了新技术新方向" 当前技术通有 的问题是净化不彻底#抗硫能力差#连续运行时间短#实际应用困难" 合适的后处理方法#载体改性#增加活性中心数 量等可进一步提高吸附剂再生能力!降低催化反应温度!增 强 抗 中 毒 能 力" S%O 键 的 活 化 是 二 硫 化 碳 催 化 转 化 的 关 键" 在今后二硫化碳治理方法的开发中应加深对反应机理的研究!探索技术联合!拓展应用规模!探索低能耗#高净化 的处理技术" 关键词!化纤$二硫化碳$吸附$催化水解
HCCI
均质充量压缩燃烧研究现状与存在的问题-廖水容在能源危机和环境保护的双重压力下, 人们对高效能、低污染动力源的需求与日俱增, 对柴车油机性能的要求越来越高。
但目前车用传统发动机从燃烧过程上无法同时降低 NOX 和碳烟的排放, 降低 NOX 排放导致温度降低, 不利于碳烟的氧化反应, 使碳烟排放量增加, 即不能同时解决碳烟和 NOX 生成的 trade-off 关系。
在这种情况下, 许多研究人员开始尝试一种预混合燃烧和低温燃烧相结合的新型燃烧方式: 依靠预混合燃烧形成的均匀混合气和低温燃烧较低的缸内温度来同时降低碳烟和 NOX 排放。
这种燃烧方式被称作均质压燃式燃烧方式, 即 HCCI( Homoge- neous Charge Compression Ignition) 。
1.HCCI 简介HCCI 的中文意思是“均质充量压缩点燃”。
从理论上讲, HCCI 燃烧过程中, 均匀的空气与燃料混合气及残余废气被压缩点燃, 燃烧在多点同步发生且无明显的火焰前锋, 燃烧温度比较均匀, NOX 和碳烟 PM 的形成能够被有效抑制。
2.种燃烧方式发动机的比较均质混合气压燃燃烧方式的出现, 有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点, 是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和 GDI 发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。
3.HCCI 的优缺点HCCI 燃烧方式综合了传统的压燃式发动机和传统的火花点火式发动机的优点。
HCCI 燃烧方式的优点如下 1) 热效率高。
( 2) HCCI 燃烧与传统的柴油机相比, 可以减少90%~98%的 NOX 排放。
( 3) 据研究表明, HCCI燃烧会产生低水平的烟雾和微粒排放。
然而, HCCI 燃烧方式也具有如下缺点 1) 运行范围有限。
发动机采用HCCI 方式运行受到失火( 混合气过稀) 和敲缸( 混合气过浓) 的限制[ 2] 。
( 2) HC 和 CO 排放较高。
RTO装置在化工废气处理中的应用探讨
122研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.03 (下)随着全球产业的迅速增长,化学工业公司等企业大量排放废气,导致自然环境破坏日益加剧。
在化工生产过程中,产生的废气中,大多数挥发性有机化合物是细颗粒物的重要原料之一。
为了保护自然环境和人类健康,这些废气必须经过处理后才能排放。
近年来,随着环境压力的不断加大,人们认识到清洁的环境是任何国家最宝贵的财富。
因此,我们应该宁愿关闭那些污染严重但产量不大的化工厂,也不能破坏环境。
化工产业是国家经济发展必不可少的重要组成部分之一。
然而,在相关化工企业的生产中,大量排放含有挥发性有机化合物的废弃气体,既有害于人体健康,又会对环境造成负面影响。
因此,化工行业必须对产生的废气进行净化处理,以达到排放要求,这是实现可持续性发展的必然要求。
目前,VOCs 处理主要采用吸附技术、生物技术处理法和热氧化技术等方法。
现阶段,探讨高温氧化技术在化学工厂废气处理中的优点,最近,高温氧化技术已成为化工厂废气治理的重要代表之一,因为其高效节能等优点得到了快速发展。
然而,有机废气成分错综复杂,浓度变化大,可能对高温氧化设备的稳定运行带来重大风险,可能导致安全事故发生。
因此,保证热氧化设备的平稳运行和安全方面是化学厂最重要的问题。
本篇文章分析了催化燃烧设备在化学工厂废气处理中的应用情况,并提出一些提议以便强化其运行稳定性。
1 化工废气处理技术简介近年来,随着化学工业的高速发展,废气成分日益复杂,种类也更加多元化。
随着时间的推移,挥发的有机化合物的排放量逐年增加,几乎要超过氮氧化合物的排放量。
成为化学企业治理的重点。
一般来说,化工企业通常会将易挥发的有机物质变成环保材料后再排放,以保护自然环境。
这是因为易挥发的有机物质数量较大,不易回收,实现再利用需要巨大投资,不经济。
现阶段,废气治理通常采用吸附法、生物处理技术、光催化处理和RTO 技术等,其中吸附机理利用活性炭或吸附剂作为一种吸附剂,对废气排放物进行吸附和过滤,包含吸附、解吸、凝结和再利用4个关键步骤。
《网络资源与信息检索》考试题及其答案
4 柴油/甲醇组合燃烧方式在增压柴油机上的应用研究 段峰 天津大学 2004年 13 323
5 基于OpenGL的柴油机缸内流场可视化研究 王艳凤 大连理工大学 2007年 1 140
6 基于FIRE的SL1126柴油机燃烧过程数值模拟研究 张红 长安大学 2012年 227
17 乙醇在压燃式发动机上的应用研究 臧继嵩 天津大学 2010年 1 45
18 内燃机工作过程数值模拟 戴建营 西华大学 2007年 8 771
19 基于排气门晚关的可控自燃工质混合状态的模拟研究 任燕红 吉林大学 2011年 39
19 柴油/甲醇组合燃烧发动机在电站机组中的应用研究 秦望峰 合肥工业大学 2006年 66
20 基于虚拟仪器开发的内燃机燃烧分析系统对混合燃料燃烧特性的研究 卢丰翥 广西大学 2013年 11
2)维普资讯网(《中文科技期刊数据库》(全文版)):
8、维普二次检索中的在结果中去除,相当于逻辑运算中的(非 )运算。
9、在EI中的专家检索时,atuostemming off 默认方式是( 全字段检索 )。
10请在CNKI期刊数据库中检索出年内蒙古科技大学发表的“国家自然科学基金”支持的论文有( 187 37)篇。
11在ELSEVIER数据库有三种分类浏览方式,分别是按字母、按学科和按(期刊名 )浏览。
的动力源,是我国石油的主要消费渠道,而石油仍将是内燃...
12|图书馆所藏纸本图书后附有的光盘可以到图书馆自建的( 内蒙古科技大学非书资源管理系统 随书光盘系统 )数据库下载浏览。
13.在我馆可以看到有关《涉外礼仪》视频的数据库是( 内蒙古科技大学非书资源管理系统 万方学术视频数据库) )。
回转窑焚烧与侧吹炉熔炼协同处理工艺研究
M etallurgical smelting冶金冶炼回转窑焚烧与侧吹炉熔炼协同处理工艺研究张玉涛摘要:在城市工业化进程不断发展和人民生活水平不断提高的同时,工业建设所产出的城市垃圾及危险废物也在迅速增加。
危险废物具有毒性、腐蚀性、感染性强及易燃性等特点,对周围土壤和地下水等环境安全带来了严重的隐患,不符合当下可持续发展的理念。
因此,加强对危险废物的无害化处理工艺研究显得尤为重要。
危险废物焚烧处理工艺凭借自身减容、资源化、无害化等优点,在国内外被广泛应用,并且成为处理危险废物的有效措施。
本文介绍了危险废物回转窑焚烧技术,分析了焚烧危废二次污染的成因。
提出了采用回转窑焚烧与侧吹炉熔炼协同处理工艺,处理二次污染的环保理念及具体治理措施,以此来提升回转窑焚烧的稳定性、环保性及经济性,并实现经济环保的发展目标,进而推动企业的健康发展。
关键词:回转窑焚烧;侧吹炉熔炼;危险废物处理;二次污染;玻璃化回转窑焚烧工艺作为目前处理危险废物常用的一种工程工艺,具有环保性、减量化和热回收的特征。
根据数据统计,国内已建成的采用回转窑焚烧工艺的企业多达数十家。
该工艺主要用于处理一些有机类危险废物,如石油、化工、制药和医疗废物。
机械化程度非常高,维护性能强,操作起来也稳定可靠,建设投资的性价比高。
然而,它唯一需要注意的缺点是焚烧过程会产生焚烧渣、烟尘和烟气。
其中前两者属于危险废物,仍具有一定的毒性。
因此,必须采取有效方式进行二次处理,使产生的烟气达到净化后才可排放,以确保不再对环境造成任何隐患。
为了优化和完善回转窑焚烧处理危险废物的工艺,有效治理二次污染物是采用此工艺的企业所面临和需要解决的问题。
1 危险废物回转窑焚烧技术国内外的危险废物焚烧均采用回转窑焚烧,这种技术应用范围广,可处理固态、膏状、粉状、液态、气态等类型的危险废物。
此外,它还可以协同处理多种类型的危险废物,进料方式多样,适合处理复杂危险废物。
不同国家的企业对这种技术有各自的工艺控制要求,具体内容见表1。
多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究
多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究栾兴存;成晓北;殷勇;刘贝;董世军;刘寰;汪鑫【摘要】基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。
研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx 和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx 和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx 排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。
%On a 6‐cylinder ,turbocharged ,high‐pressure common rail diesel engine ,the influence of multi‐injection on com‐bustion process ,heat release rate ,emission and fuel economy was studied to realize the homogenous compression ignition and low‐temperature combustion based on the pilot injection timing ,pilot injection mass and post injection timing .The results show that the peak in‐cylinder pressure decreases ,the ignition delay of main combustion shortens ,the NOx and soot emissions reduce with the advance of pilot injection timing .With the increase of pilot injection fuel mass ,the heat release rate and maximum pressure rise of pilot injection combustion increase and the NOx and HC emissions and the PM and CO emissions increase and decrease respectively .As the retarding of post injection timing ,the difference of in‐cylinder pressure and peak heat release rate decreases ,the NOx emission reduces ,but the soot emission first increases and then decreases gradually .【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P11-16)【关键词】直喷式柴油机;多次喷射;预喷正时;放热率;排放【作者】栾兴存;成晓北;殷勇;刘贝;董世军;刘寰;汪鑫【作者单位】华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;东风商用车有限公司,湖北武汉442001;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;东风商用车有限公司,湖北武汉 442001;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TK421.2;TK421.5传统柴油机的燃烧由燃油喷射和油气混合控制,是典型的扩散燃烧,因此NOx和炭烟排放之间存在一种此消彼长的关系。
后喷对柴油机燃烧和排放性能影响的试验研究
1 试验装置及研究方法
本研究在一台六缸增压共轨发动机上进行,对 第六缸进行了改造,独立出其进、排气系统,其余 五缸保持不变,发动机参数如表 1 所示。
从图 4 可知,主燃烧放热率差别不大,随着后 喷时刻推移,后喷燃烧相位也相应推迟,且 EGR 率较大时,滞燃期较长。结合前面的排放分析可知, 后喷对发动机性能的影响,是由 EGR 率的大小和 燃烧相位决定的。
RoHR(J/deg) RoHR(J/deg)
250 200 150 100 50
0
-10
总喷油量:50mg/cyc
0
0
10
20
30
40
50
60
Crank Angle(deg.ATDC)
图 4 不同 EGR 率下的放热率
图 5 为不同后喷时刻的指示燃油消耗率,从图 可知,和没有后喷时相比,后喷时刻较早时 (3.8deg.ATDC 和 9.8deg.ATDC)油耗率降低,后喷时 刻较晚时(15.8deg.ATDC 和21.8deg.ATDC)油耗 率升高。这主要和燃烧是否充分有关,当后喷较早 时,缸内温度较高,较多的 CO 和 THC 被氧化,提 高了燃烧效率,从图中的 CO 和 THC 排放缩小图可 看出,油耗率的变化是和 CO 及 THC 的变化趋势是 一样的。
CSICE2009-019
NOx(g/kwh)
smoke(FSN)
总喷油量:50mg/cyc 后喷油量:9mg/cyc
10
主喷时刻:-10deg.ATDC
【国家自然科学基金】_废气再循环(egr)_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2014年 科研热词 柴油机 废气再循环 内燃机 跨临界联合循环 燃烧相位 多品位余热 低温燃烧 预喷 过热水 碳捕集 电磁驱动配气机构 燃烧 燃油经济性 汽油机 柴油 控制策略 排放 指示平均有效压力 循环变动 废气再循环(egr) 均质充量压燃 内部废气再循环 内燃郎肯循环(icrc) 低(火用)损 nox排放 5-二甲基呋喃 推荐指数 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
科研热词 废气再循环 柴油机 废气再循环(egr) 低温燃烧 颗粒物排放 颗粒 预混燃烧 闭环控制 重型柴油机 进气增压 进气压力 进气加热 负荷控制 负荷拓展 缸内直喷汽油机 缸内直喷发动机 空燃比 稀释比 稀燃 瞬态过程控制 直流电机 甲醇发动机 燃烧过程 燃烧室 燃烧 点火提前角 滞回特性 滚流 氮氧化物 氢燃料 正庚烷 柴油 文丘里管 排放特性 微粒 增压 均质压燃 喷油模式 喷油压力 动力机械工程 冷起动 位置控制 nox hcci燃烧 gt-power
2011年 科研热词 废气再循环 柴油机 缸内直喷火花点火 氢气 标定 废气再循环装置 天然气 喷油提前角 阶跃工况 阶跃响应 进气成分 超低排放 科式流量 瞬态响应特性 瞬态仿真平台 瞬变过程 燃烧 热振荡 油耗 模拟 柴油轿车 曲线拟合 无节气门 控制策略 排放 惰性气体 废气稀释si 增压柴油机 冷起动 低温燃烧 推荐指数 8 5 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
富氧/烟气再循环对锅炉热效率及二氧化碳捕集的影响研究
& ' ( ) *
图 2 锅炉排烟热损失与氧量的关系
富氧燃烧可有效降低烟气量,从而减少排烟热
损失。按该电厂年燃用 100万吨煤来计算,富氧燃
烧年节约煤量见表 2。
表 2 富氧燃烧年节约煤量
氧量(%) 21.00 24.70 28.09 34.00 39.00 43.29 55.67 99.50
表 1 煤质资料
校核煤数值(%) 36.52 3.90 12.38 0.86 1.09 3.97 41.28
设计煤数值(%) 43.68 3.51 13.60 0.22 0.74 3.25 3500
2 富氧燃烧技术
22 富氧燃烧对锅炉效率的影响 在富氧燃烧条件下,燃烧所需风量降低,锅炉
的烟气量会降低,相应的锅炉排烟热损失也会降 低,这是有利于高锅炉热效率的。
补充助燃剂,回到锅炉参与燃烧,提高空气中所含氧量,从而减少烟气量,进而减少排烟热损失,提高锅炉燃
烧效率。同时,随着烟气量的减少,二氧化碳浓度升高,可以在处理烟气之时,减少二氧化碳捕集成本。烟气
再循环则是充分利用烟气中的氧气参与燃烧,从而提高二氧化碳的浓度。
关键词 火力发电厂;富氧燃烧;二氧化碳;捕集
燃烧中捕集工艺常指富氧燃烧技术,通过增加 空气中的含氧量,从而减少燃烧的空气量以及排放 的烟气量,进而提高尾气中二氧化碳的浓度,从而 进行高效捕集的工艺。这种捕集工艺可有效降低锅 炉排放的烟气量,从而提高锅炉效率,同时捕集成 本低,可通过对现有机组进行改造而实现,易规模 化应用,具有良好的前景。
本文将重点对于燃烧中捕集工艺,锅炉的富氧 燃烧进行工业化研究、计算。
影响溶剂再生装置运行的若干问题及对策分析
影响溶剂再生装置运行的若干问题及对策分析陈育坤酸性水车间玉门炼厂30万吨/年溶剂再生装置是由青岛英派尔化学工程有限公司设计,于2005年建成,2006年投产运行,其任务是将上游脱硫装置产生的富胺液中的H2S解析分离后,再生为贫胺液,再将贫胺液输送至脱硫装置作为脱硫溶剂,形成富胺液,往复循环。
作为全厂富胺液的集中再生装置,其运行的好坏对上游脱硫装置的产品质量以及环境保护有着重大的影响。
1影响装置长周期高效运行的若干问题1.1富胺液时常带烃严重,闪蒸烃压力超高上游脱硫装置时常出现富胺液带烃严重的现象,而且由于脱硫与再生分布于不同的装置,操作与协作上的不一致,导致持续时间较长,多次引起硫磺发黑现象,严重的影响装置的安全平稳操作和产品质量。
闪蒸烃设计生产中一路进入焚烧炉燃烧,一路可以改入酸性气缓冲罐后的放火炬线燃烧。
严重带烃的富胺液经换热后温度高达95℃以上,进入闪蒸罐闪蒸分离后,产生大量闪蒸烃,若引入燃烧炉,致使燃烧炉负荷过大,炉膛超温,形成不安全因素;若放火炬燃烧又由于闪蒸烃压力高,易串入酸性气缓冲罐,致使酸性气中烃含量过高,所以因排放后路受限造成闪蒸罐压力超高;同时部分没有被闪蒸分离的烃会进入再生塔和胺液中,严重的破坏再生的操作,塔顶酸性气烃含量大幅增加,同时将导致胺的降解、发泡,对下游制硫单元和上游脱硫装置的操作和产品质量造成极大的影响。
1.2脱硫后产品硫含量严重超标,贫胺液品质差。
装置生产运行多年来,一直存在脱硫后液态烃、高低压瓦斯和再生贫胺液中H2S含量严重超标不合格现象,虽经多次协作优化调整操作,但并未取得根本改观。
1.2.1脱硫剂的选择与质量的优劣是影响脱硫效果的首要因素。
目前,国内常用的脱硫溶剂为醇胺类,主要有单乙醇胺(MEA),二乙醇胺(DEA),二异丙醇胺(DIPA),N-甲基二乙醇胺(MDEA)和以MDEA为主体的复合配方型脱硫剂,其分子结构中至少包含有1个羟基和1个胺基。
前者的作用是降低化合物的蒸汽压,并增加其水溶性;而后者则为水溶液提供必要的碱度,促进对酸性气体组分的吸收。
汽车尾气处理技术
汽车尾气处理技术刘洋硕6019 3116011013摘要随着我国汽车工业的快速发展和机动车拥有量的快速增长,汽车尾气对大气造成了巨大的污染,其中污染物的主要成分是氮氧化物(NO X)、碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM),本文分别对每种污染物的形成、产生的危害以及当前最有效的处理污染方法进行了介绍,并对尚不成熟的新型处理技术予以了评估。
关键词氮氧化物;碳氢化合物;颗粒物;尾气后处理。
Abstract: With the rapid development of Chinese automobile industry and the soring automobile ownership, automobile exhaust has caused a great pollution to the atmosphere.The main components of the pollutants are nitrogen oxides (NOX), hydrocarbons (HC) and particulate matter (PM), this paper introduces the formation and harm of each pollutant, and the most effective method for treatment at present. Lastly, some advanced but not mature technique of tail gas treatments were assessed. Key Words: Nitrogen Oxides, Hydrocarbons, Particulate matter, Exhaust Aftertreatment.1 前言自我国1985年将汽车工业作为重点支柱产业后,汽车工业得到了迅猛发展,1996年年底全国汽车拥有量达到1100万辆[1],而随着机动车拥有量的快速增长,汽车尾气带来的危害也日趋严重。
《石油炼制废气治理工程技术规范》释疑(二)——关于真实蒸气压、
———关于真实蒸气压、加热炉和焚烧炉、火炬的相关问题
王 乐1,刘忠生2,廖昌建2,王宽岭2,汪 鹏2
(1.中国石油化工集团公司科技部,北京市 100728; 2.中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院,辽宁省大连市 116045)
摘要:汽油等石油产品及原油的真实蒸气压,可以根据真实蒸气压雷德蒸气压温度关系图(诺莫图)确定,或 者按照 APIBull2517《EvaporationLossfromExternalFloatingRoofTanks》(第二版)中所述方法测定。储存温度较 高的热供料,其真实蒸气压大于雷德蒸气压。挥发性有机物(VOC)废气进现有加热炉、焚烧炉处理,投资少,净化 效率高,但有安全风险。进炉子处理的废气宜保持流量和组成稳定。废气进炉子有直接进燃烧室、随空气进入、随 燃料气进入 3种途径。随空气进入要保证混合气体中的有机物浓度小于爆炸下限的 25%;VOC废气与克劳斯尾气 混合一起送焚烧炉炉膛处理,要控制混合气体中氧气体积分数小于 8%。VOC废气进炉子焚烧处理,要与空气、燃料 气等混合均匀,有安全联锁,排放烟气应监测 VOC和有机特征污染物,按基准氧浓度折算污染物浓度。火炬是安全设 备,不宜作为环保装置用于 VOC废气处理。VOC废气进瓦斯管网,其氧浓度和热值难以稳定达到相关标准要求。
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PriortoMay19,1978》[2]中所述“真实蒸气压”是 指按照 APIBull2517《EvaporationLossfrom Ex ternalFloatingRoofTanks》(第 二 版 )[3]中 所 述 方 法测量的石油液体产生的平衡分压。
许多纯物质在不同温度的蒸气压可在化学、 化工、石油化工手册中查到。根据物理化学知识, 当已知纯物质在某一温度的蒸气压时,可以用克 劳修斯克拉贝龙方程式计算其他温度下的蒸气 压;也可采用安托万经验公式计算。
25858039_废气再循环冷却器沸腾试验方法研究
废气再循环冷却器沸腾试验方法研究陈方方尉武杰蔡子豪(浙江正信车辆检测有限公司,浙江天台317200)摘要:主要研究废气再循环(E G R)冷却器在不同工况下的换热特性㊂借助计算流体动力学(C F D)分析工具,识别出冷却器在某一工况下的沸腾区域㊂在沸腾区域附近,借助于可视化观察窗及高频压力传感器,得到透明观察窗不同进气温度下的气泡形态与压力波动曲线的关系㊂结果表明,气泡形态与压力信号之间存在对应关系㊂由此,初步建立了判断E G R冷却器有无沸腾,以及其沸腾程度的方法㊂关键词:废气再循环冷却器;过冷沸腾;压力信号;可视化0前言废气再循环(E G R)冷却器的主要作用是在汽车运行过程中,将产生的高温废气经过冷却液侧进行冷却,再返回到发动机缸体㊂E G R冷却器是汽车热管理系统中重要且不可或缺的一环㊂换热壁面在换热过程中,基于不同的E G R冷却器结构设计㊁壁面厚度㊁壁面材料等因素造成壁面局部过热,从而产生沸腾㊂前者通过影响壁面的温度场,后者通过影响气化核心的生成,使壁面产生局部过热,生成气膜,从而影响壁面质量,严重者甚至产生干烧现象,直到气液两侧相通㊂沸腾对E G R冷却器结构及发动机系统均有不同程度的影响㊂主要影响包括:(1)冷却液成分析出并堆积在沸腾区域;(2)壁面电导率降低,进而换热效率降低,导致E G R冷却器的冷却效率减弱;(3)整个系统的耐腐蚀性能降低;(4)堆积物造成水箱或其他管类散热器堵塞㊂沸腾对发动机的运行工况有很大程度的影响㊂因此,在E G R冷却器设计及验证阶段,考核不同边界条件下是否产生沸腾,以及沸腾程度对E G R产品来说有着重大的意义㊂关于沸腾理论方面的研究,国内外学者已得出了大量的研究成果㊂其中,B E R G L E S与R O H S E-N OW[1]早先提出了在强迫对流下的过冷沸腾起始点预测模型,而后S A T O和MA T S UMA R A[2]基于H S U[3]的成核理念,提出了在沸腾起始点时热流密度与壁面过热度的关系式㊂基于S A T O和MA T-S UMA R A的关系式,D A V I S和A N D E R S O N[4]提出了接触角也是影响泡核沸腾起始点(O N B)的1个重要因素㊂以上研究都是基于成核理论提出的O N B预测模型㊂在实验室内的相关验证方面,一些研究人员先后提出了垂直向上圆管流动的临界热流预测关系式,以及垂直远观均匀加热的临界热流预测关系式㊂这2个关系式主要关注由核态沸腾转变为过度沸腾状态的转折点 临界热流密度(C H F)㊂在有效空泡起点(O S V)和充分发展沸腾(F D B)这2种状态之间,S A-H A和Z U B E R[5]利用佩克莱数和斯坦顿数得到了F D B的预测模型㊂部分学者认为,在低流速下,气泡脱离主要受到热力影响,因此在某一努塞尔数下沸腾形式将发生改变,沸腾传热由部分发展沸腾进入充分发展沸腾阶段;在高速流下,气泡脱离主要受动力学效应影响,在某一斯坦顿数下沸腾进入充分发展沸腾阶段㊂国内也有学者对于沸腾现象进行了深入的研究㊂张体恩[6]提出了基于气泡行为的缸盖沸腾冷却应用研究,通过核化理论㊁气泡动力学㊁沸腾模式,以及联合换热特性的研究和试验参数的测量,分析并建立了缸盖沸腾换热的设计流程㊂本文基于某款E G R冷却器,通过计算流体动力学(C F D)仿真分析的手段得出沸腾区域,并在沸腾区域附近对样件开透明观察窗,直观观察产品在不同阶段的沸腾情况;同时,在不同的测试工况下,运用高频压力传感器监测测试工况下的压力信号,并对观察到的气泡形态与压力波动结合评估E G R冷却器的沸腾情况,进而得到该E G R产品在设计研发中的性能安全区672021年第6期762021 NO.6汽车与新动力域,为设计研发提供方向㊂1 C F D 仿真分析1.1 测试模型及边界研究人员选取某款E G R 产品作为分析对象㊂该E G R 产品模型图及产品进气㊁出气㊁进水㊁出水位置通道如图1所示㊂研究人员对模型进行一定的简化处理,并基于表1给定的边界条件进行了C F D 分析㊂图1 某款E G R 产品模型图表1 C F D 分析边界项目参数进气流量/(k g㊃h -1)210进气温度/ħ350进气压力/k P a 150进水温度/ħ40进水流量/(L ㊃m i n-1)10进水压力/k P a1251.2 分析结果研究人员通过一定的简化处理,并根据沸腾曲线,设置1个模态沸腾临界值,得到了水侧管壁的模态沸腾区域结果,如图2所示㊂图2 C F D 分析结果研究人员通过C F D 分析找到沸腾区域,布置可观察的透明窗位置进行试验验证㊂基于图2所示的分析结果,可以在有明显沸腾现象的气侧壳体上开窗,进行可视化观察㊂2试验方案设计及验证2.1 样件制作如图3所示,根据C F D 分析结果,研究人员在气室壳体上开窗并布置透明观察室,用于进行可视化测试㊂基于文献的记载,以及实验室多年的经验积累,研究人员在沸腾区域附近用高频压力传感器信号,捕捉到了气泡的一些行为特征㊂图3 观察窗及压力测点2.2 试验系统介绍试验要求测试沸腾试验的设备能够提供恒定的气侧进气温度㊁进气流量㊁进气压力,水侧进水温度㊁进水流量㊁进水压力等参数,并能实现数据记录采集等功能㊂研究人员设计的试验系统如图4所示㊂图4 试验系统2.3 测试过程研究人员将待测E G R 样件(带透明观察窗)安装在测试系统上,同时将高频的压力传感器安装在图3压力测点位置,对测试传感器进行了设置调试㊂在进行试验时,研究人员依据表2提供的试验验证边界条件,控制水侧条件(压力㊁流量㊁温度)全部稳定不变,在气侧给定流量,给定压力,逐步升高气侧温度,同时记录观察窗位置的气泡形态及压力传感器位置的压力值㊂在试验过程中,气侧升温按照稳定速度77 2021年第6期772021 NO.6汽车与新动力进行升温,每隔30ħ升温后保持稳定5~10m i n ,并观察气泡形态㊂表2 试验验证边界条件项目参数进气流量/(k g㊃h -1)210进气压力/k P a 150进水温度/ħ40进水流量/(L ㊃m i n-1)10进水压力/k P a 1252.4 测试结果与分析2.4.1 气泡形态测试结果根据上述测试过程,研究人员通过透明观察窗对气泡形态进行观察,观察到的结果如图5所示㊂图5 不同温度下的气泡形态在210ħ进气温度条件下,透明观察窗的冷却液中几乎没有气泡;在310ħ进气温度条件下,透明观察窗的冷却液中出现了连续的小气泡;在410ħ进气温度条件下,透明观察窗的冷却液中出现了连续的大气泡,且气泡量较多㊂2.4.2 压力测试结果通过压力测试,研究人员得到了该款E G R 产品进气温度与外接的压力变送器的压力测试结果,如图6所示㊂通过分析采集到的数据,研究人员可以看到在某2个温度梯度升温过程中出现了异常明显的压力阶梯(进出水压力降)㊂研究人员将图6中的数据图进行局部放大后,截取不同平稳温度段下的压降曲线后发现了更明显的压力波动现象㊂如图7所示,在进气温度200ħ条件下,沸腾区域附近的压力曲线呈现比较规则的正弦信号㊂如图8所示,在进气温度310ħ条件下,沸腾区域附近的压力曲线有微小波动㊂如图9所示,在进气温度420ħ条件下,沸腾区域附近的压力曲线出现无规则的振荡㊂图6 进气温度与压力测试数据图7 200ħ下的压力波动情况图8 310ħ下的压力波动情况图9 420ħ下的压力波动情况上述压力曲线的表现结果意味着E G R 冷却器产生沸腾的情况发生在进气温度为310~420ħ之间㊂2.4.3 结果分析通过比对透明观察窗的观察结果,研究人员得到了一致的结论:在进气温度200ħ条件下,该款E G R 产品未出现沸腾现象;在进气温度310ħ条件下,该款87 2021年第6期782021 NO.6汽车与新动力E G R产品出现轻微沸腾现象;在进气温度410ħ条件下,该款E G R产品出现明显沸腾现象㊂3结论针对某款E G R产品,研究人员通过C F D分析确定了沸腾区域,并在沸腾区域附近借助透明观察窗和压力传感器同步观察沸腾现象㊂试验结果表明:气泡行为与压降信号有着紧密的联系㊂在沸腾的不同阶段,对应的压力信号幅值及波形的稳定性,均有差异㊂在工程应用中,利用本方法可以有效的分辨出沸腾边界,最后可将沸腾的各个阶段与压力信号进行一一对应,并可以借助于高速相机来进行逐一区分㊂参考文献[1]B E R G L E S A E,R O H S E N OW W M.T h ed e t e r m i n a t i o no f f o r c e dc o n v e c t i o ns u r f a c e-b o i l i n g h e a t t r a n s f e r[J].A S M EJ.H e a tT r a n s-f e r,1964,1:365-372.[2]S A T O T,MA T S UMA R A H.O nt h ec o n d i t i o n so f i n c i p i e n ts u b-c o o l e db o i l i n g w i t h f o r c ed c o n ve c t i o n[J].B u l l.J S M E,1964,7(26): 392-398.[3]H S U YY.O n t h e s i z e r a n g e o f a c t i v e n u c l e a t i o n c a v i t i e s o n a h e a t i n g s u r f a c e[J].A S M EJ.H e a tT r a n s f e r,1962,84(3):207-213.[4]D A V I SEJ,A N D E R S O NG H.T h e i n c i p i e n c e o f n u c l e a t e b o i l i n g i nf o r c e d c o n v e c t i o n f l o w[J].A I C h EJ,1966,12(4):774-780.[5]S A HAP,Z U B E R N.P o i n t o f n e t v a p o r g e n e r a t i o na n dv a p o rv o i df r a c t i o n i ns u b-c o o l e db o i l i n g[C].5t h I n t e r n a t i o n a l H e a tT r a n s f e rC o n f e r e n c e,T o k y o,1974:175-179.[6]张体恩.基于气泡行为的缸盖沸腾冷却应用研究[D].北京理工大学,2015.972021年第6期792021 NO.6汽车与新动力。
转炉二次烟气 组分-概述说明以及解释
转炉二次烟气组分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分旨在介绍本文的主题——转炉二次烟气的组分分析。
转炉工艺作为一种常用的冶炼方法,在很多工业生产中被广泛应用。
然而,该工艺产生的二次烟气中含有大量的有害物质和污染物,对环境和人类健康造成了潜在的危害。
本文将通过对转炉二次烟气的组分进行详细分析,探讨其成分构成、变化规律以及存在的环境问题。
通过系统地总结研究成果,为后续的治理措施提供科学依据。
在正文部分,我们将首先介绍二次烟气的来源,包括转炉工艺中的产生过程以及不同操作因素对其组分的影响。
随后,我们将对二次烟气进行深入的组分分析,探讨其中的有害物质和污染物的种类、浓度和变化趋势。
此外,我们还将重点关注二次烟气对环境的影响,包括大气污染、臭氧层破坏等方面的问题。
在结论部分,我们将综合讨论并总结二次烟气的组分及其对环境的影响。
同时,我们将对二次烟气的治理措施进行探讨,包括传统的污染治理方法以及新兴的技术手段。
最后,我们将展望未来研究方向,提出一些可能的研究方向和解决方案,以期在转炉二次烟气污染治理方面取得更好的成果。
通过本文的研究,我们希望能够提高对转炉二次烟气组分的认识,并为污染治理工作提供科学参考,从而实现可持续发展和环境保护的目标。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构,为读者提供对文章内容的整体把握。
本文将按照以下顺序展开:首先,引言部分将概述本文的主题——转炉二次烟气的组分。
二次烟气作为工业生产过程中产生的一种废气,其组分分析和环境影响一直是环境研究领域的热点问题。
在引言中,将对该问题进行概述,强调其重要性。
其次,正文部分将详细介绍转炉二次烟气的来源、组分分析以及环境影响。
在二次烟气的来源部分,将介绍转炉工艺的基本原理和运行过程,重点关注二次烟气的生成机制。
接着,将对二次烟气的组分进行详细分析,包括了主要成分如CO、CO2、SO2等以及一些微量组分的检测和分析方法。
环境工程实验
《《《《环境工程实环境工程实环境工程实环境工程实验验验验》》》》实验实验实验实验指导书指导书指导书指导书《《《《环境工程专业本科生专用环境工程专业本科生专用环境工程专业本科生专用环境工程专业本科生专用》》》》北京科技大学环境工程系北京科技大学环境工程系北京科技大学环境工程系北京科技大学环境工程系2007年1月I前前前前言言言言环境工程实验是根据学生所修的水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物资源化等专业必修课的理论基础而设置的一门实验教学课。
通过每项实验程序、实验结果、数据测试分析及实验全过程,可进一步巩固和加深学生对环境工程相关理论及教科书重要章节概念的理解和认识。
环境工程教学实验的主要目的是帮助同学深入掌握水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物工艺技术的基本实验技能,其中包括了实验程序设计、实验程序操作、仪器设备的使用、数据的检测分析、实验报告的编写等综合技能的训练和培养。
每项实验的基本原理可参考相关教程及参考资料。
实验的具体安排根据各门课程的教学进度,由实验室负责安排。
本门课程的实验指导教材正在实践中求得改进,欢迎多提宝贵意见。
I目录课程信息 (1)(一)大气污染控制工程部分 (2)实验一:吸附法净化工业含酸雾气体 (2)实验二:旋风除尘器性能测定 (10)实验三:碱液吸收气体中的二氧化硫 (14)(二)固体废弃物资源化部分 (19)实验四:高炉渣制备胶凝材料实验 (19)实验五:粉煤灰浮选提碳实验 (21)实验六:电镀污泥水泥固化实验 (22)实验七:粉煤灰配置混凝土实验 (23)(三)水污染控制工程部分 (24)实验八:悬浮物自由沉降去除率与沉降时间的关系确定实验 (24)实验九:混凝脱色实验指导书 (26)实验十:固定床离子交换实验 (30)实验十一:SBR 反应器污水处理实验 (33)1课程信息课程信息课程信息课程信息课程名称课程名称课程名称课程名称:环境工程实验课程编号课程编号课程编号课程编号:01030K 课程类别课程类别课程类别课程类别:实践教学开课院系开课院系开课院系开课院系:土木学院环境工程系开课专业开课专业开课专业开课专业:环境工程课内总学时课内总学时课内总学时课内总学时:1周学分学分学分学分:2 实验学时实验学时实验学时实验学时:1周课内上机学时课内上机学时课内上机学时课内上机学时:0先修课程先修课程先修课程先修课程:大气污染控制工程、固体废弃物资源化、水污染控制工程课程负责课程负责课程负责课程负责:吕绿洲、欧盛南执执执执笔笔笔笔:汪莉、邢奕、杨慧芬、孙体昌、李子富审审审审阅阅阅阅:孙体昌,段旭琴2((((一一))))大气污染控制工程部分大气污染控制工程部分大气污染控制工程部分大气污染控制工程部分实验一实验一实验一实验一::::吸附法净化工业含酸雾气体吸附法净化工业含酸雾气体吸附法净化工业含酸雾气体吸附法净化工业含酸雾气体一、实验目的1、验证课堂上理论教学中讲授的吸附原理、现象及特点,通过实验现象的直观感受,巩固和加深对理论的理解和认识;2、了解工业治理酸气装置—吸附器的结构和安装及学习工艺实验的操作技能;3、掌握酸气浓度的测定方法和吸附效率的计算;4、通过实验工艺流程的直观性培养学生独立思考问题和解决实际问题的能力。
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第22卷(2004)第2期 内 燃 机 学 报Transactions of CSICEVol.22(2004)No.2文章编号:1000 0909(2004)02 0104 0622 017废气再循环对二甲基醚均质压燃燃烧过程影响的试验研究尧命发1,郑尊清1,沈捷2,陈征2,张波2(1.天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072;2.广西大学机械工程学院,广西南宁530004)摘要:在一台单缸发动机上进行了废气再循环(EGR)对二甲基醚(DM E)均质压燃(HCCI)燃烧过程影响的试验研究。
结果表明,EGR比例小于20%对运行最大负荷工况范围影响不大;采用高比例EGR可以拓宽DM E均质压燃运行工况范围,随着EGR率增大,HCCI运行的最大负荷工况增大,着火燃烧时刻推迟,燃烧放热率降低,缸内最大爆发压力降低,发动机热效率增大;EGR率小于75%,HC排放略有降低或相当,EG R率为75%时,HC排放显著增加;EGR率大于25%,随着EGR率增加,CO排放增大,小负荷工况尤其明显,在中高负荷工况,EG R率对CO排放影响较小。
关键词:二甲基醚;均质压燃;废气再循环;燃烧过程中图分类号:T K464 文献标识码:AExperimental Stu dy on the Effects of Exhaust Gas Recirculation(EGR)onthe HCCI Combustion of Dimethyl Ether(DME)YAO Ming fa1,ZHENG Zun qing1,SHEN Jie2,CHEN Zheng2,ZHANG Bo2(1.State K ey Labor ator y of Engine Combustion of T ianjin U niversity,T ianjin300072,China;2.M echanical Engineering School,Guangx i U niv ersity,Nanning530004,China)Abstract:T he effects of ex haust gas recirculation(EGR)ratios on homogeneous charge compressio n ignition(HCCI)combustion of Dimet hyl Ether(DM E)w er e exper imentally investigated.T he ex periments w ere carriedout in a single cylinder,4 stroke engine with a port fuel injection.Results showed that t here had little influenceon t he operating rang e of HCCI w hen t he EGR ratio was less than20%.Increasing of EG R r at io w ould increasethe ignition delay,decreasing the peak v alue of heat release ratio,increasing the combust ion duration and the indicated t hermal efficiency.M oreover,the eng ine oper ating rang e could be extended to the large load area.ForEG R r at io less than75%,HC emi ssion decreased slightly w ith the increase of EGR r atio,w hereas it incr easedlargely in the case o f75%EGR ratio.F or EGR ratio over than25%,CO emission increased w ith the incr ease ofEG R ratio,and this behavior was obv ious under the small load.How ev er,under t he intermediate load,EGR rat io gave small effect on CO emissions.Keywords:Dimet hyl ether(DM E);Homog eneous charg e compressio n ig nitio n(HCCI);Ex haust gas recir culation(EGR);Co mbustion引言均质充量压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)发动机的着火燃烧主要受燃料与收稿日期:2003 08 05;修订日期:2003 12 20。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50106007);国家重点基础研究发展规划项目(2001CB209201)。
作者简介:尧命发(1968-),男,博士,副教授,Email:mfrao@。
空气反应的化学反应动力学所控制,其着火时刻主要由混合气的成分、温度和压力的变化历程所决定,只能通过间接方式控制着火及燃烧反应速度。
着火时刻和燃烧反应速度的控制是H CCI 面临的重大问题之一。
另一方面,HCCI 燃烧几乎是同步进行的,发动机在大负荷工况,过快的燃烧反应速度会引起爆震燃烧,H CCI 存在向大负荷扩展的问题。
而对于高辛烷值燃料,低负荷工况下因燃烧反应速度过慢引起火焰温度过低,使燃烧不充分,能耗率严重恶化,有害排放物增加,甚至会导致发动机 失火 ,HCCI 存在向低负荷扩展的问题。
因而拓宽运行工况范围是HCCI 发动机需要解决的另一个重要课题。
采用双燃料方式是解决上述技术难题重要技术措施之一,即发动机燃用高十六烷值燃料和高辛烷值燃料,通过控制两种燃料的比例来控制着火时刻和燃烧反应速度,拓宽H CCI 是是气体,液体粘度低,因而在传统压燃式发动机上燃用DME 面临供油系统的诸多难题。
国内外许多研究者提出了燃用DME 新的燃烧方式,如DM E/天然气(CNG)双燃料[1,2]、DM E/甲醇双燃料[3]、DME/甲醇合成气(MRG,67%H 2+33%CO))[4]以及预混合燃烧系统。
这是由于一方面DM E 十六烷值高,在冷起动和低负荷工况可以实现HCCI,解决高辛烷值燃料冷起动困难和低负荷 失火 技术难题;另一方面,甲醇在较低的温度条件下选用不同的催化剂可以得到甲醇合成气(M RG)或DM E,实际上发动机使用的是单一甲醇燃料。
值得注意的是,甲醇经过催化重整后可以显著降低其醛类排放[5],所以研究DME 均质压燃燃烧过程也为甲醇燃料的高效清洁利用寻找新的技术途径。
EGR 是控制HCCI 着火时刻和燃烧反应速度,拓宽其运行工况范围的重要技术措施[6]。
本研究的目的一方面是探讨通过EGR 控制DM E 燃料HCCI 燃烧过程的途径及对燃烧、性能、排放和工况范围影响的基本规律,揭示EGR 对DM E 燃料HCCI 燃烧过程的作用机理;另一方面,作者进行DM E/CNG 双燃料H CCI 发动机性能研究结果表明,在低负荷工况,采用单一的DME 燃料结合高EGR 率可以提高发动机的热效率,因而本研究可以为双燃料方式H CCI 优化控制策略提供依据。
本文介绍这一工作的主要结果。
图1 试验装置简图Fig 1 Schematic of testsetup1 试验装置和设备本研究在一台单缸卧式水冷直喷柴油机进行,缸径和行程均为115mm,压缩比为17,燃烧室形状为 形,标定功率/转速为14 7kW/(2200r/min)。
燃料喷射通过一套电控气道燃油喷射系统控制实现,电磁阀安装在靠近发动机进气道位置,燃料和空气在压缩行程形成均质混合气。
为了减小进气脉动对测量进气流量的影响,在进气系统中安装了一个容积较大的稳压箱,涡街流量安装在稳压箱的空气进口处。
图1所示是试验装置框图。
气缸压力的采集由Labview 高速采集系统完成。
缸盖上安装有压力传感器,与Labview 采集系统相连。
气体排放的测量采用的是FGA !4015五组分排气分析仪。
NO 的测试原理为电化学法,HC 和CO 采用不分光红外法(NDIR)测量。
2 研究方法试验前发动机燃用柴油将发动机预热,机油温度大于80∀,冷却水温度95∀左右后发动机切换到燃用二甲基醚HCCI 工作模式,进行HCCI 试验时环境温度在28∀~33∀。
首先进行了不同EGR 比例1400r/min 负荷特性试验,通过调节进、排管之间的阀门得到不同的EGR 率。
均质压燃燃烧过程由化学反应动力学控制,温度是最重要的影响参数。
为消除EGR 对进气温度的影响,采用了冷却EGR 的方案。
EGR 管外壁有冷却水通过,以冷却进入进气管的废气,通过调节冷却水流量将进气温度控制在#105#2004年3月 尧命发等:废气再循环对二甲基醚均质压燃燃烧过程影响的试验研究30∀~40∀。
EGR 率(%)通过安装在进、排气管的五气体分析仪测量的CO 2浓度进行计算,计算关系式如下[6,7]:EGR =c(CO 2)inlet c(CO 2)ex haust∃100%(1)有EGR 后,DM E 缸内混合气过量空气系数 DME 定义如下:DM E =!air (Q air +Q %air EGR r O 2/r %O 2)m DMEF DM E (2)式中:!air 为空气密度,kg/m 3;Q air ,Q %air 为同一工况下分别为有EGR 和无EGR 情况下流量计测量的空气流量,m 3/h; EGR ,r %O 2,r O 2分别为EGR 比例、排气中氧的浓度和空气中氧气浓度;m DME 为DM E 燃料流量,kg/h;F DME 为DM E 燃料当量空燃比。
然后进行了1000r/min 、1400r/min 、1600r/min 和2000r/min 四个转速下不同EGR 率发动机所能达到的最大负荷工况试验,研究EGR 率对工况范围的影响。
试验中测量了DM E 消耗率和气体排放,采集了缸内示功图,并用零维热力学分析模型计算燃烧放热规律。
3 试验结果及分析3 1 EGR 对运行工况范围的影响DME 十六烷值高,面临的主要问题是如何向大负荷工况扩展。
在没有EGR 条件下,由于爆震燃烧的限制,DME 只能够在低负荷工况下实现HCCI 燃烧。