醇类燃料中甲醇含量和甲醛排放测试方法研究

论文摘要

醇类燃料主要指甲醇汽油与乙醇汽油,准确、快速地对合成甲醇汽油进行组份和含量分析,在代用燃料及工业生产的研究过程中具有重要意义。本文建立了以乙醇作为内标物用气相色谱测定甲醇汽油中甲醇含量的分析方法。通过实验,考察了分流比、阀切换时间等因素对实验结果的影响,确定了最佳实验条件;同时对该方法的准确度和精密度进行了验证。醇类清洁燃料代替传统汽油、柴油虽然降低了传统发动机常规排放物的含量,但它们的非常规排放污染物——甲醛的排放浓度往往高于传统发动机的水平,以至于对环境及人类的身体健康产生有害影响。本文广泛地参考了国内外有关研究成果、文献,着重从甲醇的理化性质、甲醛测试方法、汽车目前排放现状以及影响因素方面,客观地实验分析了人们关心的这一问题。在本文的研究过程中,分别进行了汽油、甲醇汽油、乙醇汽油和乙醇柴油的甲醛排放实验,获得了大量的实验数据,对实验结果与方法进行了研究分析,得出了相关的研究结论。结果表明:发动机燃用汽油、柴油或醇燃料时,排气中都会产生醛类排放物,且随着混合燃料中的醇含量增加,排气中醛类排放物也相应增加,汽油的甲醛排放要高于柴油;同一种燃料进行测试时,甲醛排放随着功率的增加呈先增大后减小的趋势;双三元催化器对甲醛有一定的催化作用。本论文通过台架实验得到大量醇类燃料发动机甲醛排放数据,为今后开发醇类燃料汽车燃烧系统及制订排放标准提供科学的依据。此外,为了实现对汽车燃料的灵活转变,本论文还介绍了由长安大学自行研制的灵活燃料控制器,汽车安装本产品后,不仅能够燃用国标无铅汽油,也可燃用各种比例的甲醇、乙醇汽油,而且其使用性能可始终保持在最佳状态。通过对比加装了灵活燃料控制器后的发动机分别燃用M85甲醇汽油和RON93号汽油,可以看出,汽车对常规排放物CO、HC排放都有所减少,对NOx排放基本没有变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 醇类燃料的研究现状和应用前景
• 1.2.1 国外醇类燃料的研究现状和应用前景
• 1.2.2 国内醇类燃料的研究现状和应用前景
• 1.3 醇类燃料的技术可行性分析
• 1.3.1 醇类燃料的理化性质
• 1.3.2 醇类燃料的生产来源
• 1.3.3 醇类燃料作为汽车燃料的可行性分析
• 1.4 本文研究目的和内容
• 第二章 甲醇燃料中甲醇含量测试方法研究
• 2.1 试验研究的基础
• 2.1.1 仪器配置
• 2.1.2 试剂与材料
• 2.1.3 色谱操作条件
• 2.2 试验研究所采用的方法
• 2.2.1 方法概要
• 2.2.2 反吹时间的确定
• 2.2.3 样品的测定及计算
• 2.2.4 精密度分析
• 2.2.5 准确度分析
• 2.3 分析与讨论
• 2.3.1 乙醇作内标物的基本条件
• 2.3.2 用内标法作气相色谱定量方法的应用前景
• 2.4 本章小结
• 第三章 甲醛排放测试方法研究对比
• 3.1 化学分析法
• 3.1.1 变色酸法
• 3.1.2 乙酰丙酮法
• 3.1.3 副品红法
• 3.1.4 酚试剂法
• 3.2 仪器分析法
• 3.2.1 示波极谱法
• 3.2.2 气相色谱法（GC）
• 3.2.3 气相色谱—质谱联用法（GC-MS ）
• 3.2.4 高效液相色谱法（HPLC）
• 3.2.5 高效液相色谱—质谱联用法（HPLC-MS ）
• 3.3 本章小结
• 第四章 甲醛排放测试系统总体设计方案
• 4.1 发动机台架的建立
• 4.2 试验仪器与设备
• 4.2.1 甲醛收集装置
• 4.2.2 动态配气与稀释装置
• 4.2.3 管道混合器与混合仓
• 4.2.4 甲醛分析仪
• 4.2.5 其它附属设备
• 4.3 试验用燃料
• 4.4 试验方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 甲醛排放测试结果及分析
• 5.1 甲醇汽油甲醛排放试验检测
• 5.1.1 台架试验甲醛排放检测
• 5.1.2 整车试验甲醛排放检测
• 5.2 乙醇汽油甲醛排放试验检测
• 5.3 乙醇柴油甲醛排放试验检测
• 5.4 试验结果及对比分析
• 5.4.1 甲醇含量对结果的影响
• 5.4.2 三元催化器对结果的影响
• 5.5 排放治理措施
• 5.6 本章小结
• 第六章 灵活燃料控制器对高比例甲醇汽油排放的影响
• 6.1 灵活燃料控制器的选择
• 6.2 排放结果及分析
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 工作总结
• 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢