乳化柴油的研究现状及应用前景.doc

乳化柴油的应用前景及展望
1背景
汽车，作为20世纪最重大的发明之一，其在社会经济发展中扮演了重要的角色。自从它诞生的那时起，作为交通工具，它使人们真正实现了日行千里的梦想；作为身份和地位的象征，它也尽显尊贵奢华；作为一个产业，它更是一个国家的支柱产业。可以说，汽车时人类最伟大的发明之一，它加速了人类社会的发展。
然而，任何事物都有其两面性，有利必然有弊端。随着生产力和人类社会的飞速发展，汽车这柄双刃剑也逐渐让人们领教到它锋利的另一面了。汽车在其诞生的近110年里，一直都是以汽油和柴油为燃料。众所周知，汽油和柴油都是从石油中提炼出来的，而石油是不可再生资源，且储量有限，总有枯竭的一天。1973、1978、1991年的三次石油危机对世界经济造成了巨大的冲击，也使人们一是到面临着无油可采的危机。现在全世界汽车年产量已超过5000万辆，保有量已超过6亿辆。在美国每1.3个人就有一辆轿车，在欧洲每1.5人有一辆，在日本则为每2人一辆。这些数字意味着全世界汽车每年耗用大量的石油资源，同时对大气造成极大的污染。据统计每年汽车约排放2亿吨有害气体，约占大气污染总量的60%以上，是公认的污染大气的“头号杀手”。因此，汽车工业的飞速发展在给人类生活来来极大便利的同时也给地球环境带来了极大的破坏[1]。
[1]陈忠祥.乙醇-柴油乳化燃料的实验性研究[D].武汉理工大学，2005
1.1能源现状
根据中国工程科学院1997年的“能源供需矛盾”专题报告。我国的能源情况如表1：

表1我国能源资源情况
煤天然气石油可采储量1145亿吨17000亿立方米33亿吨统计时间1994年1995年1995年占世界可采储量11%1.20%2.40%占世界第几位31910
据美国能源部1995年资料统计，世界和我国矿物资源可用年限如表2：

表2矿物燃料使用年限
煤天然气石油全球（年）2216039中国（年）856219
我国和世界的最丰富矿物燃料资源都是煤，而石油资源将分别在19年和39年内耗尽。随着我国国民经济的持续稳定发展，我国对于石油的需求也越大。交通运输是石油的最大用户，汽车工业的发展，以及其他行业对石油需求的增加，都在不断加剧这种资源有限而需求不断扩大的矛盾。我国从94年起已成为石油（原油和成品油）纯进口国，此后平均每年都递增约1000万吨。2000年原油进口量已达7000万吨，成品油达3000万吨，花费外汇250亿美元。估计到2010年，年进口量相当沙特石油产量的一半，在巨大能耗压力下，我国能源安全已成迫切问题，另一方面，汽车使用石油基燃料所排放的污染物，已给大气环境造成严重影响。
从国际汽车发展来看，为适应日益提高的排放要求，减少汽车排放物的主要方面措施有：
（一）发动机方面进行机内和机外净化。
（二）燃料方面从传统燃料发展到含氧燃料、新配方燃料以及采用洁净代用燃料。
（三）汽车方面有电动汽车、混合动力汽车以及未来零排放的燃料电池汽车。
多年来，我国为改善大气质量，有关部门努力开发多种车用洁净替代燃料，压缩天然气CNG、液化石油气LPG、甲醇、乙醇、脂化植物油、二甲醚DME等，取得了一定成绩[2]。
[2]潘奎润.调整汽车燃料结构，发展醇醚燃料汽车
1.2存在问题
高效合理地利用燃料一直是能源研究中的重要课题。由于柴油机效率比汽油机高，且柴油的体积热值比汽油高10%-14%，柴油机的比油耗率明显低于汽油机(例如:在全负荷下，柴油机比汽油机可节油30%;在部分负荷下可节油40%；在怠速时可节油70%)，所以从上世纪80年代开始，出现了汽车柴油机化的趋势，柴油需求量不断增长。然而柴油机的尾气中颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物的含量很高，对环境造成了严重危害。
节约能源，降低消耗是摆在我们面前的重要课题。同时随着汽车产量的猛增，汽车排放的尾气成了流动的污染源，对大气的危害十分严重。世界环境状况日益恶化，全球变暖，臭氧层空洞，酸雨等环境问题逐渐为全人类所重视。
美国每年由汽车向大气排放的污染物高达2一2.13亿吨，日本每年由汽车向大气排放的污染物亦达600万吨。汽车排放污染物主要有碳氢化合物HC、氮氧合物Nox、一氧化碳CO、微粒PM等。它们主要通过汽车排气管排放，将近45%的HC和极少数的其它污染物质则由曲轴箱和燃油系统排放。在上述汽车排放污染物中，CO是燃油不完全燃烧的产物，对人的健康危害较大。HC主要是燃油蒸发和不完全燃烧的产物，由200多种不同的成份构成，含有致癌物质。Nox是燃烧室高温高压条件下，由氮和氧化合而成，排放到大气后变成二氧化氮，其毒性很强，对人及植物生长均有不良影响，是形成酸雨及光化学烟雾的主要物质之一。PM主要成份是碳烟，上面附有大量化学物质，包含致癌物质，吸入人体后会在肺部长期停留。随着汽车排放污染物对环境造成的危害日益严重，世界各国都