合成氣-汽油機燃燒和排放的試驗研究

合成氣-汽油機燃燒和排放的試驗研究

對合成氣（指CO和H2的混合物，尤指由煤產生的可燃性氣體，主要用于化學和生物加工以及甲醇的生產）加入到1.6L汽油機中，在貧油條件對其燃燒性能的影響進行了研究。其中乙醇催化分解所產生的合成氣主要由H2和CO組成。重整反應器安裝在發動機尾管，以產生合成氣。在試驗期間，該發動機在轉速1800r/min和歧管絕對壓力61.5KPa的工況下運行。為獲得最大制動力矩,對點火正時進行測試研究。發動機點火正時、噴油正時和汽油的持續噴射時間由混合動力電子控制單元控制,該控制單元連通于發動機原始電子控制單元。總進氣中合成氣體積分數在0～1.84%范圍，降低汽油流速以確保在氣缸的燃料-空氣混合物比例為1.2∶1。試驗結果證實，該合成氣除有助于提高指示熱效率,還可縮短燃燒時間。在加入合成氣之后，除在稀薄燃燒條件下，HC、NOx的排放量和每立方厘米的顆粒總數都減少。

傳統的火花點火（SI）發動機的燃燒不完全，會排放出大量的有毒排放物。H2有許多顯著的良好燃燒性能，如低點火能量、高火焰傳播速度等。作為主要的替代能源，H2不僅有助于減少對化石燃料的依賴,而且能提高發動機的燃燒和排放性能。前人研究了富含H2的壓縮天然氣發動機（HCNG）,在不同的空氣過剩率和點火正時的情況下,隨著H2濃度不同，研究其對燃燒的影響。人們發現，在燃料中加入H2可以降低燃油消耗，延長稀燃極限，并且對加H2燃料的發動機燃燒和排放特性進行了研究。

根據測試結果，縮短火焰開始和傳播的持續時間，并且在稀薄燃燒、H2富集的情況下，可改善發動機的熱效率。Collier等人發現，HCNG的HC排放降低，并且在加入H2燃料添加劑后，可以提高發動機的燃燒性能，并減少有毒排放物的排放，燃燒穩定性也得到了改善，但存在H2運輸和儲存而導致的車輛安全問題。不過，乙醇（CDE）利用排放尾氣的余熱催化分解生成合成氣的技術,為解決上述問題提供了一種可行的方案。合成氣的主要成分是H2和C的混合物。合成氣可以用來提高發動機的整體效率和性能。

Chang WeiJi.International Jounal of Hydrogen Energy 38(2013)11169-11173.

編譯：祁祥