技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動機混合燃料及其制備方法，具體的講是涉及一種壓燃式發(fā)動機F-T柴油甲醇混合燃料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近幾年我國化石燃料需求迅速增大，能源對外依存度逐年上升，目前已經(jīng)達(dá)到了57%。國外能源機構(gòu)認(rèn)為我國石油對外依存度將在2035年上升至80%。隨著全球車用動力逐步趨于“柴油化”，資源短缺和環(huán)境污染問題逐漸成為柴油機發(fā)展的最大瓶頸。2013年中國東部地區(qū)大范圍、長時間持續(xù)的霧霾天氣給人們敲響了警鐘，有害空氣污染物排放問題引起了人們高度重視。2013年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強內(nèi)燃機工業(yè)節(jié)能減排的意見》中指出了我國內(nèi)燃機工業(yè)發(fā)展的總體方向與意見。文件中將替代燃料內(nèi)燃機應(yīng)用示范工程列為我國內(nèi)燃機工業(yè)的六個重要工程之一。尋求清潔能源符合我國現(xiàn)階段內(nèi)燃機工業(yè)的要求。我國是一個富煤貧氣少油的國家，大力發(fā)展以煤炭為原料的清潔代用燃料，對緩解能源危機和促進(jìn)社會穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。以煤炭為主要原料生產(chǎn)的F-T柴油和甲醇被認(rèn)為是清潔高效的柴油機替代燃料，尤其是山西省的能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展F-T柴油甲醇混合燃料具有更大的吸引力。

煤通過間接液化，即先將煤氣化為一定比例范圍內(nèi)的CO與H2的混合氣，經(jīng)過F-T（Fischer-Tropsch）催化反應(yīng)合成，既得F-T柴油，具有十六烷值高、含硫量少、芳香烴含量低、與柴油化學(xué)成分相似的特點。在柴油機上使用時不需要修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，燃用F-T柴油可降低柴油機的噪聲和排放。

甲醇可以從煤炭、天然氣、生物原料中制取，來源廣泛。山西省是我國最早試用甲醇燃料的大省，2011年山西省已改造M15甲醇汽油加油站1000多座，建成高比例甲醇燃料加注站（M85、M100）60余座，2012年山西省被工信部確定為甲醇汽車試點地區(qū)后，在長治市開展甲醇城市客車試點運行，2013年山西省晉中市甲醇汽車試點的正式啟動，讓甲醇汽油的推廣再進(jìn)一步。甲醇含氧量高達(dá)50%、著火界限寬、霧化特性好。即可以實現(xiàn)稀燃技術(shù)，又可以降低NOX與碳煙的排放，降低燃油成本。因此甲醇在柴油機燃料摻燒技術(shù)的研究可以擴大甲醇的應(yīng)用范圍。本發(fā)明將機F-T柴油和甲醇進(jìn)行摻混，即綜合兩種燃油在柴油機應(yīng)用上的優(yōu)點，又可以改善F-T柴油生產(chǎn)成本過高的缺點。。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是鑒于能源和環(huán)境的危機，提供柴油機一種高效清潔的F-T柴油甲醇混合燃料及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明F-T柴油甲醇混合燃料及其制備方法包括F-T柴油、甲醇兩種燃料和助溶劑異辛醇，其燃料和助溶劑的組成及其體積百分比如下：

F-T柴油90％～99％；甲醇5％～0.5％；異辛醇5％～0.5％；或是

F-T柴油80％～89％；甲醇10％～5.5％；異辛醇10％～5.5％；或是

F-T柴油70％～79％；甲醇15％～10.5％；異辛醇15％～10.5％；

如權(quán)利要求1所述的混合燃料，其燃料和助溶劑的組成及含量可進(jìn)一步按體積百分比選為：

F-T柴油90％；甲醇5％；異辛醇5％；或是

F-T柴油80％；甲醇10％；異辛醇10％；或是

F-T柴油70％；甲醇15％；異辛醇15％；

如權(quán)利要求1所述的混合燃料，其燃料和助溶劑的組成及含量可進(jìn)一步按體積百分比選為：

F-T柴油95％；甲醇2％；異辛醇3％；或是

F-T柴油85％；甲醇8％；異辛醇7％；或是

F-T柴油75％；甲醇13％；異辛醇12％；

本發(fā)明一種用于上述F-T柴油甲醇混合燃料的制備方法，其方法如上述F-T柴油甲醇混合燃料的組成及其按體積百分比含量，將F-T柴油和甲醇置入容器內(nèi)，緩慢加入助溶劑異辛醇，然后將將容器倒置3～5次，容器內(nèi)的燃料互溶混合均勻，即可得到本發(fā)明所述的F-T柴油甲醇混合燃料。靜置45天后，混合燃料仍然穩(wěn)定。

本發(fā)明的有益效果：1，F(xiàn)-T柴油的價格與0#柴油價格的差距逐漸縮小，目前0#柴油價格為7700～8000元/噸，F(xiàn)-T柴油的價格為9000元/噸，甲醇價格為2400元/噸。在F-T柴油中摻混一定比例的甲醇，可以降低F-T柴油甲醇混合燃料的成本。

2，F(xiàn)-T柴油和甲醇都可以從煤炭中加工提煉，儲量資源豐富。在我國尤其是針對山西省的能源結(jié)構(gòu)，研究F-T柴油甲醇混合燃料做為柴油機的替代燃料具有能源戰(zhàn)略意義。

3，F(xiàn)-T柴油的十六烷值高，硫含量少，可以降低柴油機的NOx和PM排放。甲醇也能降低柴油機的NOx和PM排放。將這兩種燃料混合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)點，無需對現(xiàn)有柴油機做結(jié)構(gòu)變動，還可以進(jìn)一步降低柴油機排放。

該混合燃料經(jīng)過40小時的發(fā)動機臺架試驗，運行穩(wěn)定，排放良好，噪聲低于原柴油發(fā)動機。在進(jìn)行多次互溶性試驗和發(fā)動機臺架試驗的基礎(chǔ)上，確定了混合燃料制備的技術(shù)方案，從而提供一種新的可替代柴油的低排放混合燃料。

本發(fā)明所述的F-T柴油甲醇混合燃料及其制備方法，其F-T柴油、甲醇、助溶劑異辛醇的優(yōu)選配比方案是按體積百分比為：F-T柴油80％；甲醇10％；異辛醇10％。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1在壓燃式發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2400r/min時，發(fā)動機排放中NOx隨負(fù)荷的變化圖。

圖2是本發(fā)明實施例1在壓燃式發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2400r/min時，發(fā)動機排放中PM隨負(fù)荷的變化圖。

圖3是本發(fā)明實施例2在壓燃式發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2400r/min時，發(fā)動機排放中NOx隨負(fù)荷的變化圖。

圖4是本發(fā)明實施例2在壓燃式發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2400r/min時，發(fā)動機排放中PM隨負(fù)荷的變化圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的F-T柴油甲醇混合燃料及其制備方法的具體實施方式。

實施例1

本實施例的混合燃料是由F-T柴油、甲醇和助溶劑異辛醇組成，按照體積百分比為：F-T柴油90％、甲醇5％、異辛醇5％。本實施例的混合燃料的制備方法是：在環(huán)境溫度為34℃時，首先將45L的F-T柴油置入燃料罐，然后將2.5L純度為99％的甲醇也置入燃料罐，最后將2.5L純度為99.7％的異辛醇置入燃料罐。將燃料罐來回倒置3～5次，燃料互溶混合均勻。即制的本發(fā)明所述一種F-T柴油甲醇混合燃料

經(jīng)本實施例的混合燃料進(jìn)行發(fā)動機臺架試驗，發(fā)動機進(jìn)行外特性和1600r/min、2400r/min、2800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行負(fù)荷特性測試，并用排放分析儀測量發(fā)動機的排放。臺架試驗結(jié)果表明，發(fā)動機燃用該混合燃料運行平穩(wěn)、燃燒柔和、排放良好。

實施例2

本實施例的混合燃料是由F-T柴油、甲醇和助溶劑異辛醇組成混合燃料按照體積百分比為：F-T柴油85％、甲醇選取小比例8％、異辛醇7％。本實施例的混合燃料的制備方法和試驗測試與實施例1相同。

實施例3

本實施例的混合燃料是由F-T柴油、甲醇和助溶劑異辛醇組成混合燃料按照體積百分比為：F-T柴油75％、甲醇選取高比例13％、異辛醇12％。本實施例的混合燃料的制備方法和試驗測試與實施例1相同。