二甲醚重整及模擬REGR發(fā)動(dòng)機(jī)性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們對能源短缺和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的能源消耗和排放成為發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)的兩個(gè)主要問題。二甲醚（DME）是具有中國能源資源特點(diǎn)的優(yōu)良車用替代燃料，二甲醚與氫氣混合燃燒，可有效改善二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在國家自然基金（NSFC）的資助下（資助號(hào)50976070），本文展開了二甲醚重整制氫反應(yīng)和燃料重整廢氣再循環(huán)（REGR）技術(shù)的研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　（1）考察了不同溫度范圍內(nèi)不同水解活性組分、不同甲醇重整活性組分對二甲

2、醚催化重整制氫性能的影響。研究結(jié)果表明：①二甲醚水解活性組分中，當(dāng)溫度較低時(shí)，各硅鋁比的HZSM-5型雙功能催化劑的DME轉(zhuǎn)化率和H2產(chǎn)率整體上均高于γ-Al2O3型雙功能催化劑，當(dāng)溫度超過450℃后，γ-Al2O3型雙功能催化劑的H2產(chǎn)率大于硅鋁比為25和100的HZSM-5型雙功能催化劑；②γ-Al2O3型雙功能催化劑相對于HZSM-5型雙功能催化劑具有較高的穩(wěn)定性；③甲醇重整活性組分中，當(dāng)溫度超過300℃后，CuMn2O4型雙功能

3、催化劑具有較高的H2產(chǎn)率；④煅燒溫度為700℃的CuMn2O4型雙功能催化劑的H2產(chǎn)率和DME轉(zhuǎn)化率均高于煅燒溫度為900℃和500℃的CuMn2O4型雙功能催化劑。
　　（2）采用自制的γ-Al2O3/CuMn2O4雙功能催化劑，分別考察了溫度、水醚比和空速對催化劑性能的影響。結(jié)果表明：①隨著溫度的升高，雙功能催化劑γ-Al2O3/CuMn2O4的DME轉(zhuǎn)化率和H2產(chǎn)率增大。DME的起始轉(zhuǎn)化溫度是300℃，當(dāng)超過400℃后，DM

4、E轉(zhuǎn)化率接近100％；②隨著水醚比的升高，雙功能催化劑γ-Al2O3/CuMn2O4的DME轉(zhuǎn)化率和H2產(chǎn)率增大。當(dāng)水醚比超過5:1后，DME轉(zhuǎn)化率和H2產(chǎn)率趨于穩(wěn)定；③隨著空速的升高，雙功能催化劑γ-Al2O3/CuMn2O4的DME轉(zhuǎn)化率和H2產(chǎn)率先不變后降低。
　?。?）在二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中通入CO2、DME和H2，模擬二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)REGR產(chǎn)生的重整氣，研究REGR對實(shí)際二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能的影響。試驗(yàn)結(jié)論表明：①在轉(zhuǎn)矩為7

5、0N.m時(shí)，最高爆發(fā)壓力隨著添氫量的增加而升高，最高爆發(fā)壓力出現(xiàn)的位置向后推移；②隨著添氫量的增加，放熱率峰變窄變高，放熱率峰出現(xiàn)的位置向后推移；③添氫量增加，最大壓力升高率升高，著火開始時(shí)刻隨著添氫量的增加延遲。④隨負(fù)荷的增大，放熱率峰變寬，擴(kuò)散燃燒峰也加大。添加氫氣使擴(kuò)散燃燒峰下降。
　　本論文通過大量的試驗(yàn)，充分并深入的了解了二甲醚重整制氫反應(yīng)的機(jī)理及性能，并在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)模擬燃料重整廢氣再循環(huán)的實(shí)驗(yàn)研究