天然气掺氢发动机处理技术

发布时间: 2011-04-01 04:21:13   作者:   来源:

a) 天然气掺氢配合废气再循环发动机

研究结果表明:引入废气再循环(EGR)会使发动机功率降低,但掺氢可以提高大 值工况下的发动机功率.有效燃油消耗率随乒的增大呈现先减小后增大的趋势,在 5%时达到最低,有效燃油消耗率随 (H2)的增大而降低.天然气掺氢后NOx排放增加,引入EGR使NOx排放得到降低,此降低效果在大掺氢比情况下更为显著.在西较大时,天然气掺氢具有较好的效果.HCCO排放随 的增大而增加,随 (H2)的增大而降低。当 10%、 (H2)20%时,发动机可获得较好的综合性能。

b) 不同掺氢比对温室气体减排的影响

1NOx排放   过量空气系数小于12左右时,随着过量空气系数的增加,NO。排放量增加,这是因为NO。是在高温富氧的条件下生成的,而过浓的混合气不能提供给生成NO。所需的足够的氧气.当过量空气系数大于I2时,随着过量空气系数的不断增加,NO。排放量逐渐降低,这是因为稀燃导致缸内温度降低抑制了NO。的生成.在足够稀的情况下,NO。排放量可降低至很低的水平.对于掺氢比为25%的HCNG燃料在l 400 rmin10%节气门开度的工况下,NO。排放量在过量空气系数为20时比为14时降低约955%.在过量空气系数大于12的范围内,当过量空气系数一定时,随着掺氢比的增加,NO。排放量增加,这主要是由于燃氢造成燃烧温度增加.如图


 

1  各种种掺氢比下NOx排放量随过量空气系数的变化

(2)HC排放    过量空气系数小于12左右时,随着过量空气系数的增加,HC排放量降低,这是由于在较浓混合气的条件下,氧气量不够充足不能保证完全燃烧,使得未燃HC排放量增加.而过量空气系数大于12左右时,由于混合气浓度较低,随着稀燃程度的增加,燃烧温度降低,燃烧不稳定,造成失火,HC排放量升高.对于掺氢比为25%的HCNG燃料在1 400 rmin10%节气门开度的工况下,HC排放量在过量空气系数为20时比为14时升高约456%.在过量空气系数12附近,HC排放降到最低值,随着掺氢比的增加,HC排放最低值所对应的过量空气系数随之增加.此时混合气不致过稀,排温较高,有利于对由淬熄效应产生的未燃HC进一步氧化。


 

2    各种掺氢比下HC排放量随过量空气系数的变化

c)火花点火式发动机排放性能

掺氢比一定时, A的变化如图3所示。从中看出:发动机在燃用不同掺氢比的CNG/H2燃料时,CO2排放量在A=1.0时达到最大值;若A<1.0A>1.0时达到最大值;;若A<1.0,混合气体燃料中的碳原子由于缺氧而难以完全氧化,从而形成并排放出大量的CO,此时CO2排放量小于A=1.0是的排放量;若A>1.0,随着A的增加,可燃混合气中含碳量减少,CO2排放逐渐减少。在A过大时,由于发动机循环不断变化,所以发生不完全燃烧甚至出现循环失火,致使HC排放量较高,CO2排放量急剧减少。


 

 

3  不同掺氢比下C02排放量与A的关系