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环境保护与清洁汽车燃料生产的必要性
作者:管理员    发布于:2016-07-21 08:35:09    文字:【】【】【

  综述专论环境保护与清洁汽车燃料生产的必要性刘学龙(吉林化学工业股份有限公司炼油厂,吉林吉林132022)加强环保意识。利用现有的天然气。液化石油气资源,生产清洁汽车燃料,为汽车工业提供新的能源,发展清洁汽车工业。对我国的天然气汽车工业的发展提出看法,并对吉化炼油厂的车用汽油及液化石油气产品的开发提出建议。

  有限公司炼油厂工程师,学士,主要从事石油化工工作。更加严汽车工业的快速发展,已渗入到人们日常生活之中,由汽车排放的不洁尾气所造成的污染却日益严重,威胁着人类的生存环境,因此,环境与发展问题已受到国际社会的普遍关注,环境问题被认为是当前社会所面临的最严重的挑战。据汽车界有识之士一致论断,21世纪将是汽车的社会,汽车工业能否继续保持其支柱产业和新技术产业的地位,关键在于其社会的接受性,而其能否被人们接受就要看其是否具有高效节能、安全可靠、高舒适性、净化的特点,而其所用燃料对环境清洁程度又是人们首要关注的问题。

  1汽车尾气与环境保护1.1汽车尾气排放对环境的危害汽车排放尾气的主要成份为二氧化碳(CO2)、水蒸气,对环境的污染主要是汽车排放的HC、CO和NOx这些都是能够造成局部地区和都市型环境问题和地球环境问题,前者主要表现为大气污染和粉尘等,后者表现为地球暖化、大气臭氧层的破坏以及酸雨等。此外,汽车尾气中的芳香碳氢化合物和乙醛等碳氢化合物的排放,导致酸雨形成的SO2排放和重金属特别是铅和铬的排放,它们有的对人体有害,有的对环境有害,其中主要有:CO可破坏人体血红蛋白,使人头痛以至昏迷;HC中有致癌物质,对植物也有害;NOx毒性比CO大10倍,还可形成酸雨;SO2可形成酸雨,对大片植物造成危害;CO2使地球变暖;尾气颗粒物包括铅微粒、碳烟和油烟,对人体有害。HC和NOx阳光照射下还会形成有NO2和O3的光化学烟雾,直接危害人们健康。据分析,在大气的全部污染物中,43%来自汽车,其中HC、CO、NOx都是汽车排放产生的。直至不久前,CO2还被看作完全燃烧的“肯定性物质”。而今天CO2已经成为重要的“温室效应物质”。目前,全世界CO2排放的总量已超过了200亿t,其中汽车的排放量约占10%~15%.如果大气中的CO2越来越多的话,如同地球覆盖上一个大棚,使地球有热的可能(温室效应)关于这一点,科学家们已断言,在未来的几十年内,地球的温度将急剧上升;如果真如科学家所预测,那时地球的南北极及高山的冰山、雪山的冰、雪将被融化,势必造成海水的上升,最终受害的将是人类自身,所以重视环境,保护环境是全人类的责任。

  1.2汽车排放法规与环境保护地球环境问题已成为全世界瞩目的问题,需要全世界各国的共同努力,为保护本国的生态环境,各国都相继制定了汽车排放、汽车燃料标准。

  1970年美国议员马斯基提出了“大气净化法”(马斯基法)要求自1975年起,强行控制减少汽车排出的有害物质。随着人类社会的进步,环保要求用无铅汽油的推广使用及汽油的组成多元化发展,都是为了改善汽车排放的尾气对环境的污染;1988年美国首先提出了新配方汽油的概念,紧随着一些石油公司也提出了新配方汽油建议的规格,1990年11月美国国会又通过了清洁空气修正案,使实施新配方汽油成为法律。清洁空气法修正案目标是汽车排放尾气的碳氢(HC)物减少了15%,NOx减少60%并且新配方汽油要求降低汽油的蒸气压,限制芳烃特别是苯含量,添加含氧化合物以改善汽油的燃烧性能和降低汽车有害物质的排放,同时补偿限制芳烃引起的辛烷值短缺,维持汽油的辛烷值保持现有的水平,汽油的概念将从纯矿物型燃料向多组分的化学品燃料过渡,美国清洁空气法修正案对汽油的规定见表1.表1美国清洁空气法修正案对汽油的规定1)项目汽油类型新配方汽油使用含氧化合物汽油全部汽油生效日期1995年1月1日1992年11月1日一一一适用地区汽车排气限制汽油质量规格蒸气压/kPa(夏季)9(芳烃)/%臭氧严重超标的城市夏季VOC和毒性化合物减少15% CO超标的大城市〈62.0(含乙醇汽油可有6. 9的宽限)重金属无1996年1月1日起禁铅>2.0不得增加NOx排放汽油清净剂添加1995年1月1日添加1)VOC―挥发性有机化合物;毒性化合物一苯。1,丁二烯。POM(多环有机物)。甲醛和乙醛。

  而言如油、柴油。目前的研究方魅要是Iblishin天然气的价格比汽油、柴油都便宜。另外Inetbookmark3我国汽车保有量与西方发达国家比相对较少,但在汽车比较集中的大城市,汽车排放尾气造成的污染也较严重,实施控制汽车排放法规起步也较晚。1984年我国开始取消了70汽油的生产,90年代,由于政府的重视和炼油技术的发展,提出了汽油无铅化这一要求,并于1997年在北京、天津、上海、广州、深圳等城市率先实现了车用汽油无铅化,根据国办发(1998)129号文件,2000年1月1日起全国停止销售含铅车用汽油。

  汽油无铅化首先是消除了汽车尾气排放中的铅污染,在国家环境测试中心研究报告中显示,使用无铅汽油后,广州城市空气中铅质量浓度下降了61%,无锡市区空气中的铅质量浓度下降了52%,武汉市空气中铅质量浓度下降了42.7%此外,上海、天津都有同样的监测结果;可见,实现汽油无铅化是根治汽车尾气污染的基础,要进一步减少汽车尾气中的CO、HC、Nx和S2,必须开发适应时代发展的新的清洁汽车能源燃料。

  2清洁汽车燃料的发展21清洁汽车燃料的发展所谓清洁汽车燃料是指与传统汽车燃料相对动汽车、代用燃料汽车(包括天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、太阳能等)。目前节约能源、保护环境已成为人们关切的全球性热门话题,汽车采用代用燃料不仅是为了降低环境污染,另外一个重要因素是世界石油资源日益贫乏。据预测,目前世界石油的储量仅够维持到21世纪30年代,然而世界已探明的天然气储藏量达139.5亿m3,按目前的采气速度至少可以使用到21世纪60年代,因此,以天然气代替石油产品作为汽车燃料是最佳的选择。

  2.2清洁汽车燃料(天然气、液化石油气)的优点1清洁、对环境危害极少天然气、液化石油气是一种理想的低污染汽车用燃料,天然气的主要成份为甲烷,氢含量越多者,燃料产生的CO2就越少,这就是燃料天然气(1~2个碳)和液化石油气(3~4个碳)比燃料汽油(5~12个碳)干净得多的原因,与燃油汽车相比,采用天然气、液化石油气的汽车所排放的尾气污染明显降低,其中:O可下降90%,CO2降低30%HC下降90%NOx下降约40%尾气中基本不含铅、苯、多环芳烃等有害物质,这是一种很有吸引力的汽车燃料。

  2.2.2成本费用低于天然气及液化石油气比汽油燃烧得更充分,气缸、活塞、气阀部件磨损少,大修间隔较汽油机车延长30% ~50%因此,成本下降。使用2种不同燃料汽车的性能指标对比如表2.表2压缩天然气(CNG)汽车与汽油车的经济对比项目汽车类型CNG汽车汽油车年行驶里程/万km 100km耗燃料燃料单价°年燃料费用/万元1)燃料单价是1998年的石油产品价格。

  3安全性高天然气、液化石油气易于扩散,在正常温度、压力下,比柴油、汽油更加安全,而由于气体烃的碳链较汽油的碳链短,C-H键、C-C键结合更加紧密,因此,自燃着火点温度高,在空气中爆炸极限为2%~ 10%(9),这一特性决定了当汽车发生碰撞、翻车等事故时,燃料容器内激烈震荡、磨擦温度剧升,达到自燃点起火、爆炸的可能性比汽油少许多。

  4提高发动机压缩比天然气的辛烷值高达110以上,抗爆性强,故可大幅度提高发动机的压缩比,日本、美国曾试验分别把压缩比提高到12.5:1和15.5:1,发动机热效率仍达到较佳的状态。

  2.3国内外天然气、液化石油气汽车的发展情况目前,全世界已经有40多个国家和地区拥有天然气汽车保有量接近600万辆,其中液化石油气汽车(LNGV)500多万辆,压缩天然气汽车(CNGV)97万辆,已经建成的天然气汽车充气站4200多个,在不久的将来,天然气汽车将成为汽车行业的主流。国内外燃气汽车的发展状况见表表3国内外燃气汽车的发展状况一国家意大利美国加拿大日本中国燃气汽车保有量/万辆建立充气站数/座统计时间此夕卜,天然气还分布在欧洲的英国、德国、法国俄罗斯及南爨洲等多个国家。Electronic 3对我国发展清洁汽车的看法随着我国汽车保有量突飞猛进的增长,我国汽车工业一直受到能源短缺和汽车排放污染的严重困扰,而我国已探明的天然气资源蕴藏量达38亿m3,另外,国内目前的液化石油气产量也在1000万t/a年左右,石油气体资源非常丰富,这是我国发展燃气汽车的极为有利的物质条件。其次,各地方政府正在纷纷制定支持清洁能源汽车的政策,如由政府出面扶持燃气汽车实施计划等,这无疑会大大加快清洁能源汽车的普及速度。从世界各国天然气汽车发展历程来看,都离不开政府的支持,政策上的支持起着关键性作用。但从我国目前燃气汽车的发展速度及推广范围来看,还不够快、广,除少数城市如北京、上海、深圳等发展较快外,其它各地方政府仅是将此事作为议题或刚刚提到日程上来,推广应用还需一段较长的时间,主要有以下几方面原因:汽油作为汽车的主要燃料,在今后较长的时间内仍将作为汽车的主要燃料。

  汽车尾气排放法规制定不够严格。由于受中国国情的限制,国家环保部门虽然已注意到汽车尾气对环境所造成的污染,但除取消70汽油的生产销售及限制90汽油加铅外,并未对汽车尾气排放的组成进行足够的限制。

  政府出台的燃气价格补贴、加气站的建设、用地等政策还不到位,刺激不了燃气汽车的使用积极性。

  现有汽车改造及配套费用高。由于我国经济体制正在改革,作为汽车拥有大户的各地交通公司及企业也进行效益盈亏承包、股份制改组,并且面临重重的经济困难,迫使企业把有限的资金用在生产运营中去,无暇顾及汽车的改造。

  因此,国家如果要大力推广燃气汽车的使用,则必须制定出汽车尾气的排放法规,促使汽车生产厂家积极开发燃气汽车以加快“空气净化工程”的实施,同时为清洁汽车的发展创造良好的环境。对天然气、液化石油气价格、加气站建设及车辆改造提供力所能及的经济资助;对购买燃气汽车实行税费优惠政策,促进天然气汽车的销售。

  建立健全组织保障体系,对试点示范城市建立由主要领导负责的实施“清洁汽车”行动的领导机构负蓖组织计划实施,家蓖洁组对。net实施过程进行技术攻关,并及时对成熟技术进行推广。加强清洁汽车及其能源的宣传工作,消除人们对新鲜事物的心理障碍和因循守旧的习惯意识。

  4对吉化炼油厂生产清洁汽车燃料的建议从吉化炼油厂目前的汽油调合组成及液化石油气的组成来看,必须尽快进行产品结构调整。首先需改变汽油的产品组成,目前,该厂生产的93及97无铅汽油调合组分为催化汽油、混苯及MTBE 3种基本成分,从世界汽油的发展趋势来看,应降低汽油中的芳烃含量,加大MTBE的调合量,开发或应用新的提高汽油辛烷值的含氧化合物添加剂,以满足国家越来越严格的车用燃料质量标准。其次是开发车用液化石油气产品,从该厂液化石油气的销售市场来看,主要是吉林、长春等省内地方并多为民用,随着燃气汽车的普及推广,应尽早开发适合车用的液化石油气产品,以及时占有这一领域的市场,因为吉林省一汽汽车集团已开发出燃烧液化石油气的汽车发动机设备,吉林省及吉林市政府正在着手推广这一新技术的应用,吉林市市政也计划出资进行机车改装,并率先在市交通公司部分客车和出租车上试运行,但速度不快。吉林市液化石油气总公司自己已改装了几台油、气两用车,从机车运行结果来看,节能效果明显,但对产品组成有一定的要求。

  首先要求控制车用液化石油气中的丙烷和丁烷的含量,其次是控制烯烃含量和硫含量,尤其是二烯烃的含量要求更加严格,由于吉林省地处高寒地区,要求的丙烷及丁烷的组成并非一成不变,需根据季节进行调整,从该厂的液化石油气的走向流程来看,应采用醚化后的液化石油气先进行选择性加氢除掉二烯烃后再进行分离的工艺较为合理,并且液化石油气选择性加氢国内已工业化,可直接引进。车用液化气这一产品虽然目前市场较小,但应及早开发,以增强企业的持续发展能力。

  张兵。美国车用汽油的变化动向。石油化工动态,1993,高荣顺。发展清洁汽车实现空气净化工程。汽车研究与邹利。国内外天然气汽车发展状况。汽车研究与开发,廖抒华。汽车技术开发与环境保护。汽车研究与开发,车用液化石油气规格介绍。炼油设计,1998闵恩泽,何鸣元。机动车燃料和基本有机化学品生产中的绿色化学。石油炼制与化工,1999,30(1):16.

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