Alkohol-benzin keverékek (hajóépítés

Ebben a kiadásban egy moszkvai mérnök G. Morozov beszél az alkohol-benzin keverékek használatáról.

Az elmúlt évek energiaválságával összefüggésben a tudósok egyre vonzóbbá teszik a szellemeket, a megszerzéshez szükséges források gyakorlatilag korlátlanok. A közeljövőben ugyanazon technológiának a javítása csökkentheti az alkoholfogyasztás olajellel kapcsolatos költségeit.

A román szakemberek már tapasztalták az elsődleges metanol frakciók használatát, amelyek eddig a szintetikus szálas malmokból származó termelési hulladékok voltak. Véleményük szerint a metanolnak három jelentős előnye van a benzinnel szemben: ötször olcsóbb, kevésbé káros a környezetre, amikor a motort metanollal használják, a gyújtógyertyák szinte elhasználódnak. Jelenleg Pitestiben több mint 500 autó és teherautó működik egy új típusú üzemanyaggal.

A Pravda (17.09.83) szerint Brazília már gyártott egy milliós személyautót egy alkoholos motorral. Az "alkoholos" autók nagyon népszerűek ebben az országban, főként az új típusú üzemanyag mérsékelt költsége miatt, amely a hagyományos benzines benzin költségeinek fele. Alkoholfogyasztás, cukornád és egyéb mezőgazdasági termékek előállítására használják.

Amint az a sportolók számára is jól ismert, a vízgyűjtőik a magas kopogásgátló tulajdonságaik és a nagy látens párolgási hő miatt az alkoholt speciális motorokként használják a versenyautók számára.

Az autópark és a kis méretű gépjárműpark gyors növekedése jelentősen megnehezíti az ökológiai helyzetet az ország néhány régiójában. Az észterek és alkoholok antiknock adalékanyagokként való használata a hagyományos benzinnek lehetővé teszi a kipufogógázok toxicitásának éles csökkentését; míg a motor teljesítménye általában magasabb, és az üzemanyag-fogyasztás 5-6% -kal kevesebb.

Az alkoholok üzemanyag-keverékekben való felhasználásának mindezen érdeklődését az alábbiakban ismertetjük.

Az olaj természetes tartalékai, amelyek a benzin megszerzésének fő nyersanyagai, nem korlátlanok. Mivel az olajforrások alacsonyak, a benzin drágább lesz. Ez arra késztette a tudósokat, hogy intenzíven keressenek új, megfizethetőbb és olcsóbb üzemanyagokat az ICE porlasztókhoz, ami egy autó, egy motorcsónak és egy hajó, amely több millió ember számára szükséges.

Nem véletlen, hogy az elmúlt években nőtt a kutatók érdeklődése a más oxigéntartalmú vegyületek - különösen az alkoholok - motoros üzemanyag-felhasználásának problémájára. Ne feledje, hogy ez a probléma semmiképpen sem új: a XIX. Század végén az alkoholt és annak komponenseit a belső égésű motorok önálló üzemanyagaként próbálták használni. 1902-ben egy párizsi nemzetközi kiállításon több mint 70 motor működött az "alkoholtartalmú" üzemanyag - etanol és keverékei benzinnel. Etanol - egy jól ismert etil-alkohol, amelyet korábban fermentálásával kapott burgonya és gabonafélék, és a jelen - hidrolízisével a növényi anyagok és etilén hidratációs - kibocsátott gáz krakkolásából kőolaj vagy a szén kokszosodási.

Az emberi testnek való kitettség mértékével az etanol utal

4. veszélyességi osztály, valamint egyszerű ólommentes benzin. A levegő maximális megengedett koncentrációja 1000 mg / m 3 a munkaterületen és 5 mg / m 3 a lakott területeken.

A szikraforgó benzin helyettesítőjének másik változata metanol (metanol). Tiszta formáját 1834-ben nyerte el a fa száraz desztillációjának köszönhetően. A metanol bármely szénhidrogén alapanyagból is előállítható: földgáz, szén, szerves hulladék. A metanol a harmadik veszélyességi osztályba tartozik, azaz kevésbé veszélyes, mint a tetraetil-ólom, de veszélyesebb, mint a benzin és az etanol. Ennek megfelelően a metanol legnagyobb megengedett koncentrációja a levegőben jóval magasabb, mint a hőerőmű. A benzin adalékanyagaként a 30-as években metanolt használtunk. Az 1940-es években több országban hármas keverékeket alkalmaztak, amelyek 65-80% benzint, 5-20% alkoholt és 10-15% benzolt tartalmaznak.

A második világháború idején Németország, amely nem rendelkezett saját olajforrásokkal, mesterséges folyékony tüzelőanyagokat gyártott a szénből. Csak 1943-ban 3,2 millió tonna motorüzemanyag érkezett, ami 2,3-szeresére nőtt az üzemanyagból. A háború után, az olajtermelés bővülésével és a kőolajtermékek költségének csökkenésével kapcsolatban, a mesterséges motorok előállítása elkezdett csökkenteni, 1962-ben az utolsó üzemüket Németországban bezárták.

Később a metanol széles körben alkalmazható a vegyiparban, az oldószerek és a polimerek gyártásában. Gyártása folyamatosan nőtt - most a metanol a másodlagos petrolkémiai termékek között helyezkedik el. A hagyományos motorok apró finomításával a metanol adalékként (10-20%) használható a kereskedelmi benzinhez. Bár ez a döntés nem alapvető, lehetővé teszi számunkra, hogy több millió tonna kőolajat takarítsunk meg.

Néhány országban szintén felmerül a lehetőség, hogy metanolt használnak fel nyersanyagként benzin előállítására. Szerint a technológia által kifejlesztett amerikai cég „Mobil”, metanolból, magas minőségű benzin oktánszámú 90 96. Az előállítási költség a benzin metanolból alacsony, de ez magában foglalja a költségek készítmény metanol szintézisgázból. Ennek eredményeképpen az ilyen benzin drágább, mint az olaj. Ugyanakkor az olcsó széntartalmak fejlesztése lehetővé teszi a benzin (metanolos) termelésének költséghatékonyságát. A Szovjetunióban például ajánlatos a benzin a világ legolcsóbb szénéből a Kansk-Achinsk betétből.

Alkoholok előnyei

A táblázatban. Az 1. ábra néhány tüzelőanyag fő fizikai-kémiai tulajdonságait mutatja. Ez azt mutatja, hogy az alkoholok alacsonyabb fűtőértékkel rendelkeznek, és kevés levegőt igényelnek az égetéshez, mint a benzinek. Az éghető keverékek hőtermelése (a tüzelőanyag és a levegő keverékét értjük) kevéssé különbözik.

Az alkoholok egyik jellemzője a nagy látens párolgási hő. Ennek következtében az üzemanyag-keverék hőmérséklete a beszívási ütem alatt alacsonyabb, mint a benzin használata. Ennek megfelelően a hengerben lévő töltet sűrűbb, és a hengerek töltési aránya a munkakeverékkel magasabb. Ezt a jelenséget az alkoholkeverékek kompresszor hatásának nevezik.

Mivel az alkohol égése kevesebb levegőt igényel, a palack térfogata koncentrál többet az éghető keverékből. Például 1 dm3-ben az elegy elméletileg optimális összetétele 0,085 cm3 benzint tartalmaz, vagy 0,097 cm3 benzolt vagy 0,143 cm3 alkoholt tartalmaz; így az alkohol keverék hatékonyabb hűtési hatást fejt ki. A keverék dúsítása lehetővé teszi a motor növelését az üzemanyag oktánszámának növelése nélkül; A motor teljesítménye nő az átlagos effektív nyomás növelésével.

alkohol keverék hőmérséklete, hogy a végén a sűrítési ütem át 100-200 ° C-on kisebb, mint benzovozdushnoy keveréket, a maximális égési hőmérséklet - alatt körülbelül 200 ° C-on Ez csökkenti a hő feszültségeket motort, lehűtjük megbízhatóan kényszerített módok.

Az alkoholok előnyei közé tartozik: az oxigén jelenléte a molekulákban, ami hozzájárul a komplett égetéshez; széndioxid képződés hiánya; Az égéstermékek toxicitása alacsonyabb, mint a benziné. A szén-monoxid és a nitrogén-oxidok alkohol-benzol keverékekkel történő kibocsátása 5-15% -kal csökken.

A jellemzője alkoholok, hogy képesek kell begyújtani elektromos szikra, amikor változik a keverék összetétele széles tartományban gazdag keverék légfelesleg arány mindössze 0,5-0,6, hogy 1,5-1,6 gyenge.

Az alkoholok pozitív tulajdonságai közé tartoznak azok a képességük, hogy a tárolás során feloldják a benzinből kátrányt.

Az alkoholok hátrányai

Az üzemanyag-fogyasztás fordítottan arányos a fűtőértékével, ezért az alacsony fűtőértékű alkoholok fajlagos fogyasztása meglehetősen nagy. Ha a motor benzinnel való futtatása során a fogyasztása 100%, akkor az etanolnak 66% -kal nagyobbnak kell lennie, a metanol pedig 122% -kal. Így annak érdekében, hogy a gázolaj és a metanol közötti átmenet során ugyanazt a navigációs autonómiát megőrizzük, kettős tüzelőanyag-készletre van szükség a hajón. Alkoholokra való munka során meg kell növelni az üzemanyag-vezetékek, fúvókák és a porlasztók úszó kamrái keresztmetszetét.

Az alkoholok rosszabbul párolognak, mint a benzin, kondenzvíz elektródák alakulnak ki a gyújtógyertya elektródákon, így nehezebb hideg motort működtetni az alkohollal szemben, mint a benzinre. A bevezetés megkönnyítése érdekében magas oktánszámú benzint vagy étert kell használni, és felmelegedés után a motor alkohollal vagy alkohol-benzin keverékkel kell felcserélni.

Az alkohollal szembeni komoly hátrány, különösen akkor, ha hajókat használnak, higroszkópos. Vízmentes alkohol, bármilyen arányban benzinnel keverve, hanem a benzin és az alkohol különböző sűrűsége miatt, valamint az alkoholok vízben való nagyfokú oldékonysága miatt ezek a keverékek elkülöníthetők és kicsapódhatnak. A hőmérséklet csökkenésével és a víz koncentrációjának növekedésével ez fokozódik. Például, egy 15% -os metanol-benzin Nye keverék víztartalma több, mint 0,11% rétegeli át 0 ° C-on, amelynek víztartalma több, mint 0,24% - 20 ° C-on Ez a hiányosság lehet részben korrigálni hozzáadásával keverékéhez etil, benzol vagy izobutil-alkohol.

A metanol aktívan reagál az ólommal, azaz agresszíven hat a benzin tartályok ólomtartalmára. Ugyanakkor kialakul egy amorf fehér csapadék, amely eltömíti a benzin csővezetékeket és szűrőket. A benzo-metanol keverékek kevésbé aktívak. 10-15% metanoltartalmú vízmentes keverékek esetén az acél, a sárgaréz és a réz egyáltalán nem korrodál, és az alumínium lassan korrodál. A keverékben lévő víz jelenléte még kis mennyiségben is felgyorsítja az alumínium korrózióját és az acél korrózióját okozza. A metanolban és keverékeiben, a cink korrodái és hosszantartó érintkezéssel bizonyos polimerek bomlanak különösen a közbenső anyag - polimetil-metakrilát. Az etil-alkohol reakcióba lép az ólommal és a magnéziummal, de az alumíniumon sokkal gyengébb.

Tüzelőanyag verseny motorok

Mivel a motor versenyzés robogók, hidroplán, járművek működnek nagy tömörítési arány és a magas kompresszoros mérsékelt tömörítési arány, akkor ezek kedvező feltételeket a megjelenése detonációs, - dolgozzon megemelt nyomáson és hőmérsékleten a hengerekben. Ilyen körülmények között, gyenge antidetonators (benzol, toluol, xilol) nem ad sok hatása, mint a benzin adalék ólom kopogásgátló erős több tized százalék használhatatlan, mert ez már nem növeli az oktánszám az üzemanyag.

A nagy robbanásveszély ellenállóképesség és a párolgás nagy látens hője miatt az alkoholok szolgálnak a versenyautó alapjainak. Ugyanilyen tömörítési arány mellett az alkoholok és keverékeik használata a benzol-benzol keverékek helyett 15-20% -kal növeli a motor teljesítményét.

A nagy sűrítési arányt tartalmazó üzemanyag-keverékek egyes összetételeit a táblázatban adjuk meg. 2. 70% benzin és 30% etanol keveréke nagyon gyakori, valamint dinamin (20% etanol, 30% benzol, 49% benzin, 1% ricinusolaj) keveréke; Ugyanez a név 98% metanolt, 2% vizet és 0,3% ricinusolajat tartalmazó keveréket használ (víz szükséges a motor belső hűtése érdekében).

Mivel jó üzemanyag - fél siker, lovasok és edzők általában titokban tartják a pontos kémiai összetétele a „tigris a motort.” Ráadásul a versenytársak megzavarására törekszenek, a külföldi szakértők karmét és aromákat adnak a versenyautóhoz. Azonban ezek közül néhány titok nyilvánosságra került. Például, versenyzés „Ferrari” motorok működtethető keverékét 40% metanol, 30% benzol, 30% a repülőgép-üzemanyag és víz hozzáadásával ricinusolaj. A motorok „Mazeratti” közúti-versenyautók keveréket használjuk: 14% a nitro-metán, 12% izobutil-alkoholt, 33% metanol, 40% benzin oktánszámú 100, és 1% víz.

A rekordversenyeken általában tiszta metanol és metanol keverékek, például metanol és nitrometán keverékét használják. Nitrometán, nitro-benzol és nitropropán adagolása a dinitrogén-üzemanyagok versenyautó-keverékeihez 40% -kal növeli a motorteljesítményt, mivel az üzemanyag jobb oxidációja az ilyen anyagokból égés során felszabadított oxigénnel.

Erős oxidálószerként hidrogén-peroxidot adtak a tüzelőanyagok keverékéhez, nitrometán-enyhén koncentrált salétromsavhoz (a tüzelőanyag-rendszer azonnali mosásának feltételei mellett).

Az erőteljes, rövid távú kényszerítő hatást - a teljesítménynövekedés 40% -áig - egy "temetkezési gáz" befecskendezésével érte el, amely oxigént tartalmaz, 50% -kal többet a levegőnél.

A versenyautók porlasztói reagálnak a dúsított keverékre (α = 0,5-0,7). Az ilyen keverék, bár nem teljesen égett, jelentős hűtési hatást fejt ki a préselés folyamatában. E tekintetben a fajlagos üzemanyag-fogyasztás nő. Például a turbófeltöltővel rendelkező versenyautóknak fajlagos fogyasztása 280 g / e. l. s · h; kétfokozatú hajtású kompresszorral rendelkező motorok 560-700 g / e-t fogyasztanak. l. s · h metanol; az alkoholtartalmú alkoholtartalmú, kis sebességű kisfeszültségű motorokban eléri a 1800 g / eurót. l. S.Ch.

A versenyautóknál az alkoholok előnyei, amelyek lehetővé teszik a nagy sebességek kifejlesztését, legteljesebb mértékben használják. Az alkoholok hátrányai itt kevés jelentőséggel bírnak, mivel az üzemanyag kis mennyiségben készül és rövid ideig tárolódik.

Helyettesítő hőerőmű

Több mint 50 éve, míg a hőerőművet használja, a kevésbé káros detonátorok keresése nem állt meg. Azt javasolták, hogy a különféle vegyületek alapuló ón, tallium, bizmut, szelén, tellúr, vas, kobalt, réz, króm, mangán, karbonil-, kelát-sók, „szendvics” típusú vegyületek azonban mindezen adalékanyagok rosszabb előnyét a kopogásgátló vagy minőségi tulajdonságait .

Jelenleg a TPP helyettesítője található. Ez a metil-terc-butil-éter (MTBE), amelyet a metanol és az izobutilén kölcsönhatása képez, ioncserélő gyanták jelenlétében. Az MTBE egy éles szagú és 55 ° C-os forráspontú, színtelen folyadék, kis koncentrációban vízben oldódik (100 g vízre legfeljebb 4,8 g). Hazánkban az A76 benzin üzemelési tesztjei, amelyek 8% MTBE-t tartalmaznak, kimutatták, hogy a kipufogógázok mérgező hatása a benzinmegtakarítás mellett átlagosan 20% -kal csökken. Az MTBE használatának köszönhetően az Egyesült Államokban és Olaszországban ólmozatlan benzin gyártását elsajátították.

Így az ásványi kőolaj-kibocsátó anyagok elhagyása és a káros gázok kibocsátásának csökkentése következtében a kőolaj-megtakarítás problémái, amelyek csökkentik az árucikkek benzin toxicitását, nem messze a gyakorlati megoldástól. Az alkohol-benzinmotor-üzemanyagok és az MTBE tömegtermeléséhez azonban fontos a petrolkémiai ipar átstrukturálása, ami jelentős beruházásokat és időt igényel.

irodalom

• 1. Agatov AA könnyű üzemanyag a sportmotorokhoz. M. kiadó DOSAAF, 1962.
• 2. Beckman V. V. Versenyautók. M. "Mechanical Engineering", 1980.
• 3. Gureev A. A. Zhorov Yu M. Smidovich EV Nagy oktánszámú benzinek gyártása. M. "Chemistry", 1981.
• 4. Smal F. F. Arsenov E. Ye, ígéretes üzemanyagok gépkocsikhoz. M. "Transport", 1979.