ВУЗ:
Составители:
10.1. Сравнительные свойства метанола, этанола и нефтяного
дизельного топлива
Показатель Метанол Этанол ЛДЗТ
Плотность при 20 °С, кг/м
3
795 789 Не боле 860
Вязкость при 20 °С, мм
2
/с 0,55 1,76 3,0…6,0
Смешиваемость с водой Хорошая Хорошая Плохая
Смешиваемость с углеводородными топливам Плохая Плохая Хорошая
Температура вспышки, °С 11 21 Не ниже 50
Температура воспламенения, °С 470 420 200…220
Температура самовоспламенения, °С 464 423
Пределы воспламенения, % по объему 5,5…37 3,3…19 1,58…8,2
Теплота сгорания, кДж/кг 19665 26779 42530
Цетановое число, ед. 2–3 8 45…55
Температура кипения, °С 64,7 78,37 –
Температура кристаллизации, °С –97,8 –114,6 –5 (помутнения)
Температура фракционной разгонки, °С – – 180…360
Теплота парообразования, кДж/кг 1109 904 251
Теплоёмкость при 20 °С, кДж/кг·град 2,51 2,43
Давление насыщенных паров при 20 °С, мм рт. ст. 98,2 42,0
Теоретическое необходимое количество воздуха для полного сгора-
ния 1 кг топлива, кг
6,4 9,0 14,91
Энергоемкость топлива по отношению к дизельному 2,28 1,69 1,0
Элементный состав, кг/кг:
Углерод
Водород
Кислород
0,375
0,125
0,500
0,520
0,130
0,360
0,87
0,13
–
Молекулярная масса, кг/моль 32 46 180…200
На протекание рабочего процесса в дизеле существенное влияние оказывают различия в физико-химических свойствах
спиртовых и дизельных топлив. В частности, большее содержание кислорода в спиртовом топливе и его более стабильные
температурные характеристики приводят к снижению дымности выпускных газов и содержанию в них продуктов неполного
сгорания. Пониженные значения вязкости и поверхностного натяжения спиртовых топлив оказывают значительное влияние
на качество распыливания, а отличие в теплофизических свойствах, соответственно, на процессы испарения, смесеобразова-
ния и сгорания. Низкая склонность спиртовых топлив к воспламенению обуславливает практически невозможность прове-
дения рабочего процесса дизеля только на спиртовом топливе без значительных изменений его конструкции. Высокая тепло-
та парообразования спиртового топлива при ограниченном подводе теплоты от заряда и деталей камеры сгорания приводит к
плохому смесеобразованию и воспламенению, обуславливающему рост периода задержки воспламенения.
Добавка воды существенно снижает энергетические свойства спиртов: при содержании 10 % воды в метаноле его теп-
лота сгорания снижается на 2,1 МДж или на 11 %.
Существенным недостатком спиртовых топлив является их повышенная коррозионная активность и агрессивность по
отношению к некоторым видам пластмассы, усиливающаяся гигроскопичностью метанола и этанола.
Низкое значение цетанового числа компенсируется высокими величинами октановых чисел: по исследовательскому ме-
тоду октановое число метанола оценивается в 104…115 ед., по моторному – 87,0… 94,6 ед. Для этанола октановое число по
исследовательскому методу составляет 106 ед. Добавка воды ведёт к повышению октанового числа спиртов, например, до-
бавление 10 % воды к метанолу вызывает возрастание октанового числа по исследовательскому методу со 109,6 до 114 еди-
ниц. Поэтому спиртовые топлива использовались главным образом в двигателях с принудительным воспламенением: орга-
низация работы дизеля на чистом спиртовом топливе затруднительна из-за низких значений цетановых чисел.
Токсикологические свойства спиртов давно известны. Если токсичность этанола низка, то метанол является нервно-
сосудистым ядом, обладающим способностью накапливаться в организме. Поэтому при работе с метанолом нужно строго
соблюдать правила и инструкции техники безопасности. Предельно допустимые концентрации алифатических спиртов в
воздухе рабочей зоны (ПДК
рз
), максимальная разовая (ПДК
мр
) и среднесуточная (ПДК
сс
):
ПДК (ПДК
рз
) (ПДК
мр
) (ПДК
сс
)
Этанол, мг/м
3
1000 5 5,0
Метанол, мг/л 5 1 0,5
Вместе с тем, использование этанола в дизельных топливах в концентрации 5…10 % (соответствующей мировой прак-
тике) позволило бы сельскому хозяйству решить целый комплекс социально-эконо мических вопросов.
Крупнейшим производителем и экспортёром топливного этанола является Бразилия, за ней следует США. В отличие от
них Россия, обладающая значительным опытом производства этилового спирта по различным технологиям и имея собствен-
ные свободные производственные мощности, собственное сырьё, продолжает оставаться в стороне от мирового опыта при-
менения этилового спирта.
Известно, что из различных диких и культурных растений, древесины, сельскохозяйственных отходов можно получать
путём гидролиза этиловый и метиловый спирт. Так, из одной тонны сухих опилок получается 100…120 л спирта. Небольшой
лесопильный завод всего с двумя пилорамами может за год получить отходов производства в виде опилок, из которых мож-
но получить 1 млн л спирта. Этанол можно также получать из отходов сельского хозяйства – переработки плодов и ягод на
консервных заводах, сыворотки сыроварения, выжимок свеклы на сахарных заводах и т.д. По предварительным прогнозам
только из этого сырья можно получать свыше 2 млн. м
3
этанола в год.
Наиболее предпочтительными для создания биотоплива для дизелей оказались растительные масла (рапсовое, подсол-
нечное, соевое, пальмовое, арахисовое и др.) и их производные. Это обусловлено следующим. Из всех имеющихся в распо-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- …
- следующая ›
- последняя »
