甲醇不良特性及解決對(duì)策
2017-06-20 點(diǎn)擊:1956次
2007-9-4 17:05:54 事物總是兩重性的,優(yōu)缺點(diǎn)并存,要發(fā)揮優(yōu)良特性,采取對(duì)策減避不良特性,缺點(diǎn)克服了也就不是缺點(diǎn)了。 甲醇是一種優(yōu)點(diǎn)突出而缺點(diǎn)明顯的汽車燃料,因而爭(zhēng)論較多。甲醇有最豐富的高硫煤、煤層氣、焦?fàn)t氣的資源,辛烷值和含氧量在各種燃料中最高(天然氣辛烷值也高,但不含氧),燃燒速度高,分子量小,因此燃燒特性好,可提高動(dòng)力性、降低燃耗、降低排放。燃料投資和成本最低,液體燃料儲(chǔ)運(yùn)方便,改造和建設(shè)供應(yīng)站及汽車改造費(fèi)用低,最有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)甲醇不良特性,我國(guó)和國(guó)外在實(shí)踐中已研究成功了解決對(duì)策措施,因此成為一種優(yōu)良的汽車燃料。 甲醇的人體安全可以控制和防范 根據(jù)美國(guó)能源部、環(huán)保局和甲醇協(xié)會(huì)的研究,我國(guó)幾十年甲醇生產(chǎn)和20多年甲醇汽車的示范和使用的經(jīng)驗(yàn)。已有一整套甲醇管理的規(guī)章制度和管理辦法。甲醇是安全可靠的汽車燃料。 1. 甲醇是通用的傳統(tǒng)化工產(chǎn)品。甲醇常用于溶劑、油漆的干燥劑和建筑黏合劑及外國(guó)家庭常用的野營(yíng)爐燃料等。甲醇用作賽車的燃料,也用于汽車擋風(fēng)玻璃刮水器的液體中。 甲醇沒(méi)有被列入美國(guó)“城市大氣毒物策略”的大氣污染物,即沒(méi)有被列入車輛或工業(yè)排放的33種對(duì)健康有危害的大氣污染物之中。 2. 甲醇在人體內(nèi)自然存在,大約每公斤體重0.6毫克,少量食用無(wú)害。每天吃水果、蔬菜和酒精飲料,大約吃進(jìn)每公斤體重0.3~1.1毫克,再吃偏高。 3. 長(zhǎng)期處在低濃度甲醇環(huán)境中,無(wú)損健康。在甲醇濃度200~250ppm以下時(shí),不影響健康。我國(guó)甲醇廠沒(méi)有甲醇職業(yè)病。北京醫(yī)科大學(xué)對(duì)接觸甲醇和不接觸甲醇的各30人分兩組,連續(xù)3年跟蹤動(dòng)態(tài)觀察檢查: (1) 內(nèi)科檢查:健康無(wú)明顯危害。尿中甲酸、甲醛無(wú)明顯增高。臨床上未顯示毒性作用。 (2) 眼科檢查:視野檢查,周邊視野無(wú)顯著差異。檢眼鏡檢查,眼底未見(jiàn)異常。晶體檢查無(wú)異常。視力無(wú)變化。 4. 甲醇的揮發(fā)性較低,蒸氣擴(kuò)散快,擴(kuò)散在大氣中濃度低。甲醇揮發(fā)蒸氣量是汽油的30%~60%,蒸氣擴(kuò)散比汽油蒸氣快。甲醇或甲醛在停車場(chǎng)、貨運(yùn)場(chǎng)所、道路隧道等濃度較大的地方,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于急性中毒的水平。室內(nèi)停車場(chǎng)可用通風(fēng)設(shè)備。在高濃度的地方,可用活性炭罐吸收,天津大學(xué)作了試驗(yàn)。 5. 甲醇誤飲可加色防范。毒性可以防范。如核電輻射的防范、城市煤氣和天然氣加臭氣防范等。甲醇的致死劑量因個(gè)人的代謝作用不同在30~250毫升之間。甲醇與汽油不同,不會(huì)積累在身體內(nèi),造成長(zhǎng)期持續(xù)的毒性影響。美國(guó)甲醇協(xié)會(huì)推薦日本研究的食品加色劑Acid Biue和美國(guó)Lawless與Hammer研究的苦味劑。我國(guó)山西已試驗(yàn)成功加色防范,每噸甲醇加色劑10元。 6. 甲醇誤飲中毒可用解毒藥急救。美國(guó)環(huán)保局推筧碳酸氫鈉。北京醫(yī)科大學(xué)選用碳酸氫鈉、異博定和葉酸,酒精也可降低代謝作用。 甲醇毒性已有成套防范措施,可安全使用。 意外問(wèn)題。核電站也發(fā)生泄漏。家用煤氣和天然氣也有中毒死亡。煤礦每年死6000人。交通事故每年死2萬(wàn)人,汽車安全不等于交通安全。汽車燃料要力求安全,但有人要去喝、去害人,就不是燃料的責(zé)任了。 甲醇的環(huán)境安全比汽油好 1. 甲醇泄漏比汽油和柴油為害小。甲醇完全溶于水,能生物降解。汽油和柴油難溶于水,不能生物降解。 2. 甲醇火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)比汽油和柴油小。甲醇著火極限的濃度是汽油的4倍,表面點(diǎn)火傾向也低得多。發(fā)生火災(zāi)的可能性和擴(kuò)散性,要小得多。車輛火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失,比汽油降低90%,比M85降低40%,是賽車采用甲醇作為燃料的主要原因。在油池的火災(zāi)中,因?yàn)槠湔舭l(fā)熱高,熱釋放速度為汽油的八分之一,更易控制燃燒。M100或M85在燃料箱中的試驗(yàn),只有較小的爆炸,危險(xiǎn)與E85相當(dāng)。 甲醇汽車的排放好于汽柴油和各種汽車燃料 1. 常規(guī)排放好于燃油歐標(biāo)一級(jí)。 國(guó)際能源機(jī)構(gòu)IEA組織美國(guó)、加拿大、墨西哥、瑞士、瑞典、奧地利、挪威、芬蘭8個(gè)國(guó)家,1990~1995年在芬蘭技術(shù)天空研究中心VTT對(duì)14輛車不同燃料汽車,按FTP工況法,在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上作排放評(píng)估。 2.硫含量低。 硫化物。SO2+金屬氧化物成硫酸鹽吸附在催化劑表面,妨礙HC、CO、NOX的轉(zhuǎn)化。 燃油中硫化物分為硫醇、硫醚、噻吩。硫醇、硫醚加氫脫硫較易,噻吩較難。用化工辦法可精脫硫。(見(jiàn)表四) 國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口都是高硫油。國(guó)際上的好油早就被國(guó)際大公司占據(jù)了。高硫油成為燃油標(biāo)準(zhǔn)搞不上去的根本原因。甲醇就是低硫燃料。 3. 非常規(guī)排放致癌度低。 房子裝修揮發(fā)甲醛,將“帽子”扣到甲醇頭上。 美國(guó)甲醇研究院等研究的結(jié)論是:汽柴油汽車的排放物質(zhì)有20多種,而甲醇汽車只有9種,總的毒性是低的。 燃油燃燒后產(chǎn)生苯、丁烯和甲醛。苯是老牌致癌物,美國(guó)近時(shí)將甲醛定為致癌物,丁烯是可疑致癌物。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)測(cè)試:燃油和燃?xì)馊紵a(chǎn)生3種致癌物。甲醇燃燒產(chǎn)生甲醛一種致癌物。甲醇排放的甲醛低于柴油、高于汽油。美國(guó)甲醇研究院認(rèn)為:汽油機(jī)排放中也有甲醛,而其有機(jī)化合物的光氧化(Photo-oxidation)使汽油機(jī)的排放氣生成二次甲醛,按初次和二次甲醛全部,汽油車甲醛排放與甲醇汽車相當(dāng)。 我國(guó)癌癥患者日益增多,燃燒汽柴油也是原因之一,但人們似乎習(xí)以為常了。 4. 甲醛排放的處理是甲醇和燃油共同的任務(wù)。甲醛可用尾氣氧化處理。達(dá)到汽油機(jī)的水平。 CO2排放量排放與利用、處理汽車排放 目前機(jī)動(dòng)車排放CO2總量中,美國(guó)和歐盟各占20%,我國(guó)約只占4%,對(duì)溫室氣體影響還不大。 歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)ACEA汽車排放CO2,1995年為85g/km。逐步改善為三步走計(jì)劃: 一、初期階段。改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。燃油直噴(GDI)。隨選排量技術(shù)(DOD)??勺冋龝r(shí)氣門(VVT)。目標(biāo)是更低的燃油消耗及更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。柴油機(jī)減少25%的CO2。燃油經(jīng)濟(jì)性高30%。 二、中期階段。21世紀(jì)前10年左右。混合動(dòng)力。新燃料:生物燃料、生物質(zhì)液化燃料、壓縮天然氣、液化石油氣、合成燃油等。逐步減小對(duì)于原油的依賴。 三、長(zhǎng)期階段。降低對(duì)石油的依賴。用氫氣和電。 甲醇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的CO2可以利用和處理。 在研究燃料全生命周期時(shí),提出產(chǎn)生CO2多,但產(chǎn)生不等于排放,因?yàn)榭梢岳煤吞幚?。CO2是一種資源,首先是利用,還可處理,做到接近零排放。 第一,CO2和煤層氣(是甲烷)可就地制造甲醇。就是美國(guó)和大慶天然氣(甲烷)制甲醇的方法: CH4+CO2+H2O——CH3OH 第二,CO2提高煤層氣、石油采收。注入CO2擠出煤層氣。代替水注入CO2擠出石油,能提高石油采收率。美國(guó)一家化工廠建300km管道送到加拿大油田,強(qiáng)化采油。 第三,CO2可做化工原料。國(guó)內(nèi)化工廠正大量采用。 第四,CO2純度99.9%??捎糜陲嬃稀⒏杀?、食品。國(guó)內(nèi)就有使用于汽水、可口可樂(lè)等。 第五,CO2可做植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑。國(guó)內(nèi)有用于蔬菜大棚等。 第六,多余的CO2可埋藏。埋藏于廢煤礦井和油、氣廢礦井中。也可埋藏于地下。最近英國(guó)BP公司為澳大利亞建煤發(fā)電廠,就將廢氣埋藏于地下。 醇類的腐蝕、溶漲、磨損、潤(rùn)滑、互溶 甲醇和乙醇同屬醇類。都要解決耐腐蝕、溶漲、潤(rùn)滑等問(wèn)題。 甲醇汽車一直以來(lái)重視這方面的研究:“七五”自主研制耐腐蝕劑和甲醇專用潤(rùn)滑油。 (1) 耐甲醇腐蝕劑 在自主研制的基礎(chǔ)上,中德合作研究時(shí),分析了UK公司的耐腐蝕劑,基于我國(guó)原料,研制了CI-1405耐腐蝕劑,試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)銅、鋁、鋅、鋼的腐蝕,優(yōu)于UK公司的耐腐蝕劑,并一年無(wú)沉渣。 (2) 甲醇專用潤(rùn)滑油 在自主研制的基礎(chǔ)上,中德合作研究時(shí),考查了Shell公司的LA101615W/30甲醇專用潤(rùn)滑油,結(jié)合我國(guó)資源,研制了非稠化型多級(jí)15W/30、抗氧、抗磨、防銹添加劑。通過(guò)德國(guó)300小時(shí)耐久試驗(yàn)。 (3) 耐甲醇橡膠 化工研究院經(jīng)10種橡膠試驗(yàn),選擇了為M15用改性氟橡膠,為M100用改性丁腈橡膠。 (4) 燃燒腐蝕材料 解剖了行駛36萬(wàn)公里未維修(屬破壞性使用)的甲醇機(jī),測(cè)量百公里磨損量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),但發(fā)現(xiàn)燃燒室周圍的零件有腐蝕。自主研發(fā)了機(jī)械上常用的耐腐蝕材料和表面處理技術(shù),如氣門用含鉻量高的材料,氣門座采用新型粉末冶金材料VX75并添加鉻鉬鎢硬質(zhì)微粒,第一活塞環(huán)增加鍍鉻層。已在高壓縮比全甲醇機(jī)上使用,已行駛10多萬(wàn)公里。 耐腐蝕、溶漲都是小零件,價(jià)格很低。腐蝕抑制劑每噸甲醇增加10元,更換耐醇密封材料增加2元,油路材料增加100元,潤(rùn)滑油是要定時(shí)更換的。
關(guān)鍵詞: