车用发动机醇醚燃料，博士，副教授1、序言交通运输业是石油产品消费的最大部门。随着石油资源的日益减少，需要寻找内燃发动机的替代燃料，以解决过分依赖石油的状况。另一方面，随着交通运输业的蓬勃发展，特别是汽车燃料汽油的大量使用，排放的尾气给大气环境造成了严重污染，要求寻找环境友好汽车燃料，以减少尾气中有害物质的排放，甚至为零排放。新型的环保型汽车也成为当今世界各国竞相开发研究的目标。由上表可以看出：充电电池车和氢燃料电池车是零污染机动车，但充电电池车的比能量小、充电时间长和一次行驶里程短等缺点限制了其应用。氢燃料电池车是目前正研究开发的零污染机动车。但氢是难以液化的气体，其贮存、运输和添加不如现在使用汽油方便。使用甲醇、乙醇、压缩天然气等替代燃料车，不仅解决了燃料依靠石油的问题，而且排放的尾气中污染物的含量大大降低。这些燃料一般称为洁净燃料。有人认为替代燃料内燃机车是汽车行业由内燃发动机逐渐向燃料电池车过渡的过渡型环保车，最终目标是零污染的燃料电池车。从价格上讲，甲醇价格基本稳定，而且甲醇可由多种原料合成，不会像汽油一样，完全依赖于石随着甲醇燃料的大规模使用，合成工艺的日趋完善，甲醇合成成本还可降低，甲醇价格可能更低，因而甲醇将比汽油更具有价格优势，以煤为原料生产液体燃料大体上可分为两类：一类是以煤为原料生产燃料油，包括煤直接液化制油和间接液化制油；另一类是以煤为原料生产液体替代燃料，现阶段的主要形式是煤制甲醇、二甲醚，即所谓的煤基醇醚燃料。甲醇、二甲醚可分别替代汽油、柴油和液以煤为原料生产燃料油，其明显的优势在于可直接使用。包括发动机、油品的储存、运输、输送、加油等设施，都不需要进行改造。但是我们仍然认为，发展煤基替代燃料，比发展煤制油更适合现阶段我国国情。可以从以下几个方面做直观的比较：投资根据有关机构的研究结果，甲醇对汽油的替代比在15：1左右。即作为汽车燃料，消耗15吨甲醇与消耗1吨汽油，相同型号、相同载重的汽车行使的里程相等。因此我们以100万吨年的煤制油装置与150万吨年的煤制甲醇装置的投资作比较。100万吨年的煤制油装置的投资超过120亿元，而150万吨年的煤制甲醇装置的投资只有70亿元左右，显然煤制油的投资高得多。煤炭消耗煤直接液化制油和间接液化制油，其每吨油品的煤炭消耗均在45吨以上；而煤制甲醇每吨甲醇的原料煤消耗不到2吨，15吨甲醇的煤炭消耗不到3吨。即当量燃料的煤炭消耗，煤制油比煤制甲醇高出50%以上。环境影响从生产过程看，不管是煤制油还是煤制醇醚，所需要的氢均来源于水。煤制醇醚既用了水中的氢原子又用上水中的氧原子；而煤制油只用了水中的氢原子，没有用上水中的氧原子，这样氧原子最终是以二氧化碳的形式排放的。又由于煤制油的煤炭消耗量大，除了变成产品油的煤炭，其余煤炭为燃料煤，燃料煤中的碳也都是以二氧化碳的形式排放的。所以煤制油过程的二氧化碳排放量相对较大。每吨产品混合油的二氧化碳排放量85吨左右，而生产15吨甲醇的二氧化碳排放量只有50吨左右。因此在生产过程中当量燃料的二氧化碳排放量，煤制油比煤制甲醇高得甲醇和二甲醚是含氧化合物，这是一个很重要的特性。因为含氧，燃烧需要的空气量就少，空气与燃料的混合要求就低，局部过热和燃烧不完全的可能性就低。又由于甲醇和二甲醚产品杂质成分简单，这样燃烧时不但热效率高，而且燃烧尾气有害成分含量低，比如NOx（局部过热引起）、CO（燃烧不完全引起）等有害成分的含量就比油品燃烧尾气低得多，冒黑烟（析碳，局部过热供氧不足引起）的现象也很少。甲醇和二甲醚由其生产过程决定了产品中不会有硫和硫的化合物存在，故其燃烧尾气中自然不会有硫的化合物了。甲醇和二甲醚作为汽油和柴油的替代燃料，将降低污染物的排放，对环境产生积极影响。从以上比较可以看出，不论是从资源的合理利用方面，还是环境影响方面，与煤制油比较，煤制醇醚燃料具有明显的优势。发展煤制醇醚燃料既有较好的经济性，又符合可持续发展的战略思想。2、甲醇燃料的物化特性优点：甲醇分子中含有50wt%的氧，使甲醇的燃烧热值降低，但同时也使甲醇完全燃烧时所需的空气量减少，甲醇和空气的理论混合气的热值与汽油相当。因此相对减少了尾气的排放量，热量损失也相应地减少，提高了甲醇发动机的总热效率。甲醇的引火温度和自燃温度比汽油高，从而比汽油更安全。缺点：甲醇的潜热比汽油大2-4倍，虽然可降低进气温度，提高充气效率，但给冷起动带来了困难，引起气化器结冰，燃料消耗增加等问题。甲醇可以和水互溶，吸湿性较强，甲醇-汽油的混合燃料对含水量十分敏感，微量水分可引起甲醇汽油的相分离。甲醇是富氧燃料，和汽油相比，尾气中排放的CO和碳氢化合物较低，但含有少量甲醇和不完全氧化产物甲醛。甲醇是一种极性有机溶剂，对某些橡胶和塑料制品易发生溶胀，提前老化，并对某些有色金属具有腐蚀作用，因而要对汽车的零部件作适当处理，增加材料对甲醇的适应性。甲醇有毒，经皮肤吸收造会成神经系统中毒，特别是对视神经系统的作用更强烈。使用甲醇燃料时，绝对不能用嘴吸或者用于洗手，更不能溅人眼睛。甲醇生产装置周围环境的允许浓度为200mgL，甲醇车辆驾驶室内甲醇的浓度要低于lmgL，这就要求燃料系统必须很好地密封处理，杜绝任何泄漏。3、甲醇燃料对环境的影响19世纪后期甲醇就成为广泛应用的化工产品。目前甲醇主要用作生产化工产品，例如甲醛、乙酸、氯甲烷和甲基叔丁基醚等。1978年，美国福特汽车公司研究开发了替代燃料汽车（FFVS，flexiblefuelvehicles），其主要目的是减少石油燃料的依赖性，降低汽车尾气排放中的CO和其他有害物质。这种替代燃料车可使用汽油、M85或其混合燃料。位于华盛顿特区的美国甲醇研究院对大规模使用甲醇造成的环境影响和人类身体健康的影响作了仔细深入的调查研究，认为：甲醇燃料和汽油相比，更易于生物降解。对环境的污染要比汽油小得多。甲醇着火温度高，发生火灾和造成人员死亡的几率比汽油低。甲醇内燃机汽车排出污染物要比汽油内燃机小得多。但甲醇的毒性要比汽油大，要加强各个系统的安全措1997年中美合作研究组对中国山西省和其他富煤地区把煤转化为汽车燃料及其他应用的经济、环境和能源利用的生命周期进行了评估，即3E评估Economical，Environmental，Energy。报告中指出，在中国富煤少油地区，具有独特的、比较好的发展煤制汽车代用燃料的条件，已有相当成熟的燃料合成技术可供应用。煤制甲醇替代燃料是目前比较适合的发展路线，可能较快地发展到实用阶段。31甲醇燃料对人类健康的影响甲醇是一种毒性有机化合物，可通过呼吸、消化和皮肤接触方式进入人体。甲醇主要引起有机溶剂中毒，酸中毒、视神经损坏和中枢神经损坏等疾病。一般认为甲醇的毒性比汽油大，事实上甲醇的空气允许浓度为200mgL,而汽油为300mgL。但美国能源部1991年曾指出，甲醇对人体健康的总的危害要比汽油小。如果把危害程度分为10个等级，1为没有危害，2和3为低水平，4-6为中等，7-8为高水平，9-10为极端，则甲醇和汽油的危害性比较见表2-3。 可见甲醇发生火灾的可能性比汽油小，且火灾后造成的危害也比汽油小。 从总的结果来看甲醇要比汽油对人体健康危害小。 311甲醇燃料的着火爆炸安全性 甲醇的蒸气压比汽油低。同样条件下，汽油的蒸气量是甲醇蒸气量的2-4倍。 甲醇蒸气的密度较低，只略大于空气的密度，易于扩散流动，而汽油的蒸气密度则是甲醇蒸气密度的2-5倍，在空气中，沿着地面 流动分散，极易遇到明火点燃爆炸。 此外，空气中甲醇蒸气能够点燃爆炸的浓度是汽油的4倍。因此，甲醇燃料发生火灾爆炸的可能性远低于汽油。 甲醇燃料的热值仅是汽油的一半。火灾发生后，甲醇燃料产生的热量较小，火灾的危害程度就会减小。 甲醇燃料发生火灾时可用水进行扑灭，而汽油则不能。所以，甲醇燃料发生火灾后造成的损害程度要小于汽油燃料。 正由于甲醇燃料的这种火灾安全特点，在运输、贮存和使用过程中由于火灾所造成的人员伤亡、财产损失等比汽油小的多。因此， 在车辆使用上，甲醇燃料要比汽油燃料安全。 举例： 1986年，美国大约发生了50万起车辆火灾和1400起严重火灾悲剧。 首先点燃物是汽油的有18万起，包括轿车、巴士和卡车在内，造成760人死亡，4100人严重受伤和约21500 万美元的财产损失。 但是如果使用甲醇作为燃料取代汽油，这些损失会大幅度下降。美国EPA国际车辆和燃料排放实验室认为， 使用甲醇燃料时可以挽回720条生命，防止3900人严重 受伤，减少几百万美元的损失，见图2-2 纯甲醇燃烧时，火焰为浅蓝色，不易被人觉察。但大多数的车辆发生火灾时，其他物质如润滑油、漆皮等一起燃烧产生大量的烟雾和可见 火焰。 甲醇的热值几乎是汽油热值的一半，如果假设甲醇燃料车和汽油燃料车的热效率一样，则甲醇燃料的贮存和运输量是汽油的两倍、如果甲 醇的可燃性和汽油一样，则贮存和运输过程中，甲醇发生火灾的几率 要比汽油高许多。 但是，由于甲醇本身的燃烧安全特性，甲醇燃料在贮运过程中，火灾造成的人员死亡、严重受伤和财产损失等都会下降。 312甲醇燃料的毒性 甲醇燃料的添加、飞溅、无盖容器和车辆尾气排放均有甲醇蒸气产生。 通过呼吸系统吸入甲醇蒸气是常见的，也是主要的甲醇进入人体的途径。 低浓度的甲醇蒸气要比汽油蒸气的毒性小，高浓度时二者相当，但处于 高浓度甲醇蒸气的几率低于汽油，因为甲醇蒸气压低于汽油。 正常的工作场所中，甲醇蒸气允许的最大浓度为200uLL，而汽油为 300uLL，可见甲醇蒸气的毒性略大于汽油蒸气。对生命立即产生危险或严 重损害健康的甲醇蒸气浓度为6000uLL。短期（15min）工作允许甲醇蒸汽 浓度为250uLL,见表2-4。 事实上，甲醇是一种自然物质，通过吃食水果、蔬菜和含酒饮料，人类身体大约吸收03-11mg（kgd）的甲醇。 对于一个70kg体重的人，在150mgL浓度下停留15min所吸入的甲醇相当于06mgL,和正常饮食所吸入的量相近。 通常情况下，甲醇蒸汽的浓度是远小于允许浓度的。通过消化系统进入人体的甲醇是非常有危险的。由于个体的差 异，所产生的结果也不一样。一般认为饮用6 -18mL甲醇 对人体不会产生过多危害。饮用30mL甲醇，生命会有危 险，这些情况一般是误食或故意饮用。 通过皮肤接触进入人体的甲醇量很小，一般不会引起中毒。长期重复接触可能引起湿疹、红肿、起鳞等症状。 32甲醇燃料对环境的影响 据美国环保局（EPA1994年毒物排放清单（ToxicsRelease Inventory, TRI）年报中指出，1992年工业化学品向环境的排放量，甲醇已名列 第三。这些甲醇主要来源于胶粘剂制造厂、MTBE生产、造纸行业和 其他化工生产。 表2-5为美国1992年和1993年甲醇向环境中的排放量。总排放量大约为甲醇生产量的1%。甲醇主要排向大气，约占总排放量的80％。大 约有20％的甲醇排放到土壤、地下水和地表水中。 甲醇作为燃料使用时，向周围环境的排放主要来源于贮存、运输和添加过程中。 运输事故、贮存渗漏、添加溅洒、甲醇蒸发等是造成甲醇排放的主要途径。 甲醇一旦泄漏到周围环境中，就会影响周围的生态环境，特别是甲醇为高浓度时。空气中的甲醇易发生光氧化过程， 半衰期为3-30d。 水中的甲醇通过挥发进入空气中，减小了甲醇的浓度。甲醇在水中和土壤中能很快被生物降解。甲醇易溶于水，土 壤中的甲醇会很快稀释，然后发生生物降解。而汽油则难 溶于水，不易扩散，在自然环境中难于降解，发生累积污 •表2-6为甲醇、苯和甲基叔丁基醚（MTBE）在环境中的半衰期。由表可见，甲醇易于在环境中脱除，不会造成很大的污染。 33甲醇燃料车辆尾气排放对环境的影响 甲醇燃料内燃机车仍然会排放大气污染物。和汽油车相比，由于甲醇是比较纯的化合物，不含硫及其他复杂有机化合物，含氧量高，燃烧 充分，尾气排放中CO、CH（碳氢化合物，下同），SO 和固体悬浮颗粒都会下降。 有毒有害的碳氢化合物如苯、芳香烃等低很多。因此甲醇燃料车污染物的排放要比汽油车少。 但是甲醇燃料车的冷起动困难，会导致未完全燃烧的甲醛、甲酸甲酷等碳氢化合物的排放。甲醛有毒而且可能有致癌作用，且光化学作用 但总体上讲，甲醇燃料车的污染物排放要小于汽油车。如果对内燃机进行改装，采用尾气净化设备可大大减少污染物的排放。大规模使用 甲醇燃料车不会造成比汽油更为严重的尾气污染物排放。 4、甲醇燃料的应用 醇类燃料的使用可以追溯到第一次世界大战。当时由于汽油的短缺和战争的需要，欧洲军队使用乙醇掺合汽油作为燃 料。后来由于乙醇来源的不稳定性和甲醇合成工业的迅猛发展，甲醇成 本大幅度下降，使甲醇取代乙醇作为汽油的替代品。当时甲醇用作赛车 的燃料和飞机燃料的防冻剂。后来由于石油工业的兴起而使甲醇燃料的 进一步应用受到限制。 20世纪70年代，由于两次严重的石油危机，汽油价格直线上升，促使人们寻求不依赖于石油的汽油替代品。当时甲醇生产能力过剩，可由 煤和天然气等原料生产，成为替代汽油作为内燃机燃料的首选。 80年代以来，虽然国际石油价格下降，趋于稳定，但由于对石油危机的担心和汽车尾气对大气环境的污染，不依赖于石油的环保型汽车受 到重视，而甲醇燃料车正符合这一需求，从而得到了快速发展。 90年代后期，曾一时高昂的石油价格，使世界各国政府再次认识了石油基燃料的危机性，从而又一次促进了甲醇燃料车的发展。 甲醇由碳、氢、氧化学元素组成，含氧量达50%，且有燃烧速度快、放热快、热效率高的特点，加入到汽油中，可提高汽油的辛烷值，减少大气污染物的 排放。 早在20世纪70年代，西欧国家就有加入4％的甲醇掺合汽油出售。汽油中掺烧3-5％的甲醇，发动机无需作任何改动，运转正常，也未发现难混合难起动的 问题，效果良好。 汽油中掺入高含量甲醇时主要影响汽车的冷起动性能，且甲醇对塑料、橡胶和金属材料有一定的腐蚀作用。甲醇掺入汽油后，可增加汽油的含氧量，提 高汽油的辛烷值，无需再加入四乙基铅添加剂，减少了尾气污染物的排放。 此外，甲醇的气化潜热大，在汽缸中气化，可降低汽油火焰温度，节约油耗，减少NO 气体排放。甲醇含量达85%的掺合汽油或纯甲醇内燃机机动车也在研究和开发中。 “六五”期间，国家科委组织，交通部负责将M15甲醇掺烧汽油研究列入国家重点科技攻关项目，在山西组建480 辆汽车，四个加油站的营运规模。 “七五”期间，国家科委组织，中科院负责将492发动机改烧高浓度甲醇燃料（甲醇85%以上）技术列入攻关项目。 “八五”期间进行了中、德纯甲醇燃料的科技合作项目，共有8辆桑塔纳轿车在北京行驶并建有一个加油站。同期， 继续将低比例甲醇燃料（3%，5 %）应用也列入攻关计划， 分别在四川、重庆等地有数百辆汽车投入营运试验。 除国家重点支持的有关科研开发项目外，各部门和科研院所也进行了大量的应用开发研究。 四川西南化工研究院对掺烧15%甲醇汽油的汽车运行研究表明，只要对汽车结构作微小的改动，在汽车的动力性能和尾气排放污染物上与 纯汽油汽车相近。 四川鄂西化工厂用解放牌汽车和东风牌汽车各1辆，进行了5％甲醇汽油和70号汽油的道路行车对比实验，结果表明，在公路、山路和坡路 上行驶，以甲醇汽油为燃料的行车速度快，而且无论空车还是负载车， 甲醇汽油比汽油用量省，节约了燃料，也减少了尾气污染物排放。 重庆化工厂采用10%，20%，25%，30%，50%甲醇汽油混合燃料做行车试验研究，通过对动力性能、部件的腐蚀性能和燃料的经济性能比 较分析后认为甲醇掺入量为10-25%之间综合性能最好。 山东进行了可变甲醇汽油掺合率的甲醇-汽油化油器系统的研究，以改善冷起动状况和减少尾气中甲醛、甲醇排放。 南京进行了解放、东风卡车使用85%甲醇汽油混合燃料50000km的行车试验。 在山西省政府和国家经贸委的支持下，由山西晋南机械厂和山西大同汽车厂制造的50部甲醇中巴汽车投入商业示范运营，采用85%甲醇汽 油混合燃料。经过1998-1999年间的运营，在经济性和汽车尾气排放 方面均显示出甲醇汽车的优越性。 41甲醇-汽油混合燃料 甲醇掺入汽油的燃料，通常以甲醇的含量作为燃料标记，例如掺入3%、5%、15%、85%甲醇的汽油分别标记为M3、M5、M15和M85， 纯甲醇燃料为M100。 当甲醇含量小于15%时，甲醇能在汽油中很好地溶解，基本不存在相分离问题，是研究较早且较多的甲醇-汽油混合燃料。 当甲醇含量大于85%时，相当于部分汽油溶解于甲醇中，也不存在相分离问题，而且汽油的存在改善了甲醇的燃烧特性，是近年来研究最 多的甲醇燃料。 当甲醇含量在15-85%之间时，易产生分相问题，混合燃料中应加入助溶剂，例如异丁醇、异丙醇等，以防止发生相分离。 对于甲醇掺入汽油的混合燃料，低浓度甲醇燃料已商业化应用，例如在德国、奥地利和美国，已占其汽油市场的85％、50%和10%。 高浓度的甲醇汽油混合燃料，由于受甲醇燃烧特性限制，需对汽油发动机进行改造以达到最佳性能，是今后甲醇燃 料发展的趋势。 除了将甲醇直接掺入汽油作为燃料外，采用甲醇和汽油按一定比例送入发动机的气化器中，同时雾化燃烧是最经济 实用的方法。这种方式不但可避免使用助溶剂，还适用于 低温、潮湿地区，并可使用含水甲醇等。 411甲醇-汽油的互溶性能 甲醇和汽油在使用环境温度范围内是不能以任意比例相互混合的，因为它们会发生分层，上层为 富烃层，下层为富醇层。特别是有微量水分存在 下，这种分层变得更为容易。 添加某些助剂，例如高碳醇，可以促进甲醇与汽油的相互溶解性，提高混合燃料的抗水性能。 甲醇和汽油的相互溶解主要受温度、基础汽油组成、助溶剂和水分等的影响。 曲线以上为互溶区，甲醇和汽油混合燃料能够稳定存在，溶解成溶液，不会发生分层； 曲线以下为分层区，甲醇和汽油混合燃料不能稳定存在，将发生分层，上层为富烃区，下区为富醇区，不能作为燃料使用。 由图2-3可见，甲醇含量较低或较高时，甲醇和汽油能在较低的温度下互溶，不会产生分层现象，这正是人们广泛感兴趣的低浓度和高浓 度甲醇汽油燃料的原因所在。甲醇含量处于中间位置时，相互溶解的 温度相对较高，为了使混合燃料能够稳定贮存和使用，必须加入助溶 剂，以防止发生分层现象。 高标号汽油中，芳烃含量要大于低标号汽油。由于汽油中的芳烃容易被极性分子甲醇诱导极化，所以能够促进甲醇在汽油或汽油在甲醇中 的相互溶解，导致甲醇和高标号汽油的相互溶解加强，互溶曲线的顶 点向低温区移动，使混洽燃料的使用温度范围变宽。 这样使用高标号汽油时，在不加入任何助溶剂的前提下，掺入甲醇量的范围大大加宽，这在实际应用上是非常重要的。 以含水05%的甲醇和70＃汽油作互溶曲线，相分离区域扩大，实际应用范围变窄。 水是比甲醇极性还强的强极性分子，不能和汽油互溶，但能和甲醇互溶。微量水和甲醇相互缔合，破坏了甲醇在汽油中的溶解，且水密度较大，很容易 和汽油分层。 水是造成甲醇-汽油混合燃料相分离的重要原因之一。因而，混合燃料使用时，必须控制甲醇的含水量和贮存过程中水分的掺入。 为了降低甲醇-汽油的互溶温度，扩大混合燃料的环境使用温度，有时向混合燃料中添加助溶剂，以提高甲醇-汽油的互溶性能。 由图2-3可知，同样标号的汽油，使用含5%异丁醇的甲醇时，相分离区明显减小，最高互溶点温度降低了11。这是由于助溶剂异丁醇中不仅含有极性 基团羟基-OH，而且含有非极性基团异丁基-CH 根据有机溶液的相似相溶原理，异丁醇中的极性基团能溶于甲醇中，而非极性基团异丁基则溶于汽油中，结果由于异丁醇的存在，使甲醇在汽油中的溶 解性增加，导致甲醇-汽油的相分离区减少，最高互溶温度降低。这种助溶剂 的作用原理与含有极性和非极性有机基团的表面活性剂的作用原理相似。 理论上，含有极性和非极性基团的有机化合物均可作为助溶剂，例如醇、醚、醋等类有机化合物。但从性能和价格 上，一般选取同系醇类化合物，如异丁醇、异丙醇、丁醇 等。对于醇类助溶剂，随着碳原子数的增大，助溶性能增 加，且异构醇要比正构醇的助溶性能好。 助溶剂和水的作用恰好相反。少量水可使甲醇-汽油混合燃料发生分层，而助溶剂促进甲醇和汽油的相互溶解，避 免分层发生。为了使甲醇-汽油混合燃料不分层所需添加 的助溶剂除和温度有关外，必须考虑到混合燃料中水分的 作用。 图中曲线以上为相分离区，曲线以下为混溶区。可见，对于相同的含水量的混合燃料，随助溶剂量的增加，混合燃 料能互溶的温度显著下降。 对于同一互溶温度下，随着含水量的增加，所需添加助溶剂异丁醇的量也很快增加。增加助溶剂异丁醇的量，提高 了甲醇-汽油混合燃料的相互溶解性，增强了混合燃料的 抗水性。 助溶剂和甲醇、汽油相比，价格比较贵，增加了混合燃料的成本。实际应用中，不希望加入或加入太多的助溶剂，因而应选用含水量低的 甲醇和标号高的汽油，并且防止水分的掺入和燃料吸潮。 为了避免使用助溶添加剂，提高甲醇的使用量，目前的研究发展方向主要是高甲醇含量的甲醇汽油掺合燃料（M85以上），而以前更注重 的是发展低浓度甲醇汽油混合燃料。 412甲醇-汽油的蒸气压 甲醇的蒸气压比汽油低，且甲醇能和许多种有机物形成低沸点共沸物。表2-9为部分甲醇共沸物的组成和共沸点，可见共沸点和原物质沸点 相比，下降了很多。特别是对于沸点较高的物质，例如环己烷，由原 沸点808变为共沸点542，比甲醇沸点64还低10。沸点的降 低会引起相同温度下蒸气压的升高。 甲醇和汽油混合后，甲醇能和汽油的碳氢化合物形成低沸点共沸物，造成整个燃料的挥发性强烈增强。同一环境温度下，蒸气压严重升高。 由于蒸气压升高，当环境温度较高时，在发动机的燃油系统中易产生气阻现象，使发动机工作不正常或停止工作。为此，应当降低燃油系 统的环境温度，增强燃油管道压力，或预先调低基础汽油的饱和蒸气 413甲醇-汽油混合燃料的应用甲醇气化潜热是汽油的3-4倍。在发动机进气管内甲醇混合气的温度比 汽油的温度低很多，按照测汽油辛烷值的方法测定甲醇的辛烷值偏大， 而且数据重复性很差，但对低浓度甲醇-汽油混合燃料的影响很小。 为了获得重复性较好的高浓度甲醇汽油混合燃料的辛烷值，需在改装 的辛烷值测定机上测定。表2-10 是在改装的CFRCo-operative Fuel Research）发动机上测量的辛烷值的平均值。 MON=Motor Octsne Number 发动机辛烷值 RON=Research Octane Number 石油研究法辛烷值 甲醇是优良的极性有机溶剂，对某些材料，如橡胶、塑料等具有溶胀作用，影响材料的使用性能。例如，会使机械油泵的隔膜油布膨润而造 成气密性不好，引起油路故障；连接部位的垫片，由于溶胀而漏油等。 甲醇极性强，电导率高，和水一样，加剧了不同金属之间的电化学腐蚀作用，引起金属部件的腐蚀。 低浓度甲醇-汽油混合燃料影响不大，可直接使用。例如，欧洲限制汽油中甲醇含量小于3%（体积），美国限制为3-5%（体积）。 对于中高浓度的甲醇-汽油燃料，必须考虑甲醇燃料对材料的溶胀和腐蚀问题。另外考虑到中高浓度甲醇燃料的互溶性和燃烧特性，一般都 要对汽油发动机进行改造使用。和其他金属腐蚀一样，混合燃料中加入 少量缓蚀剂，可以防止金属部件腐蚀。 和汽油相比，甲醇燃料热值较低，但具有气化潜热大、燃烧速度快、稀燃能力强、自燃温度高、抗爆性能好、辛烷值高等特点，有利于在奥 托循环中使用。 由于甲醇-汽油混合燃料的相溶性，蒸气压及材料相容性等问题，不同甲醇含量的混合燃料对汽车性能的影响是不同的。 一般认为，低浓度甲醇汽油混合燃料（M3-M5），对汽油车的使用性能影响很小，而且尾气中污染物排放略有改善，无需改装，可以直接使用。事实上，欧共体就允 许添加3%（体积）甲醇的汽油中出售，无需特别标明。 中高浓度的甲醇-汽油混合燃料，由于甲醇含量较高，已引起燃料对汽车性能的影响，一般需将发动机和油路系统做必要的调整和改装。 中高浓度甲醇-汽油混合燃料中甲醇含量高（15％），导致燃料中氧含量高。如果仍按原设计汽油燃烧的空气进气量时，燃料气就过稀，发动机的动力性能就会下 降，所以必须按照燃烧中的氧含量计算出燃烧时所需的空气量，进行化油器调整， 达到燃料最佳性能。 另外，还必须考虑甲醇对材料的相容性，选用耐醇材料制作相关部件，防止油路系统漏油和金属部件腐蚀。 中浓度甲醇-汽油混合燃料使用化油器调整后的发动机，可以保持原发动机的性能。通常情况下，冷热起动和汽油车相近。 M15甲醇汽油燃料在联邦德国、瑞典、新西兰和中国做过较大规模的车队试验。M30-M60也曾小范围内做过试验。结果表明，对燃油系统 和发动机进行调整和优化后，可以获得比使用同一辛烷值的汽油更高 的容积效率、功率和热效率。 中浓度甲醇-汽油混合燃料的互溶性较差，需加入助溶剂防止分层，提高燃料的抗水性。助溶剂的价格一般高于汽油和甲醇，无形中增加 了燃料成本，且甲醇使用量相对减少，油路系统和发动机系统也需改 相对而言，高浓度甲醇-汽油混合燃料（M85以上）更具吸引力。这种燃料甲醇含量高，互溶性好，无需助溶剂，蒸气压又低，发动机经过 改装和优化后，可具有良好的汽车动力性能，是近年来甲醇燃料发展 的趋势。 由于燃料危机的存在，世界上主要国家都在进行高浓度醇燃料发动机的研究。 1978年福特汽车公司开始研究多元燃料汽车，既可以使用汽油、M85燃料，也可使用二者的任意比混合燃料。使用高浓度醇燃料的研究基 本都是靠改造现有汽油发动机以适应高浓度醇燃料特性的要求，发挥 醇燃料的优点，使整车性能获得最佳。 80年代中期，美国的美洲银行甲醇计划，靠现有车辆的改装，以甲醇燃料进行了500辆福特车组成的车队试验，总行程3380万公里，时间 长达3年。 汽车发动机通过改进，充分发挥甲醇燃料的优点，提高发动机约整体 性能。 气化潜热大，可提高发动机容积利用率，增大功率，降低压缩过程能耗，火焰燃烧快，温度低，可改进循环效率，降低热量损失。 甲醇的燃烧热约为汽油的一半。但是通过发动机改造，提高了热机效 率，使甲醇燃料行驶的里程达到汽油的80％。 使用甲醇燃料，除了充分发挥甲醇燃料的优点外，也应注意甲醇燃料存在的缺点。 主要的缺点为醇燃料的腐蚀和低温冷起动问题。通过选择合适的耐醇材料，可以避免甲醇燃料对汽车材料的腐蚀而使用性能下降。 甲醇气化潜热大，低温蒸气压低，发动机在环境温度较低的情况下，燃料的蒸发量难以达到可燃低限，不能起动。另外，较大的气化潜热，使燃料 进气管的温度下降，燃料蒸发量小，使混合燃烧气在各缸的分布不均匀， 导致功率下降。纯甲醇的最低起动温度为5。环境温度低于5时，甲醇 燃料车就难以起动。 1）M85燃料在EQ6100发动机中的应用（由太原理工大学完成） EQ6100发动机是东风汽车使用的发动机，其基本参数见表2-12。 为了提高甲醇燃料车的起动性能，一般有两种方法，一是在甲醇燃料 中掺入挥发性高的物质，如汽油、醚、轻烃等，以提高燃料的饱和蒸气压， 达到混合气的可燃极限，实现低温（-15-20）下起动。二是增加一套 独立的起动燃料辅助系统，使用汽油、丙烷、醚等高挥发性燃料先起动， 整个发动机的温度升高后再切换到甲醇燃料进行运行。 此外，由于甲醇蒸发而使甲醇燃料的进气管温度下降，需采用尾气或 电加热等方式保持进气管的温度不变，以提高发动机的整体性能。 为了使该发动机能适应M85甲醇汽油混合燃料，对原发动机的结构和有关参数进行了以下改装和调整。 为了提高压缩比，减薄了缸盖，并对配气机构和油道做了相应调 整和修改。 根据热值计算，M85燃料的供应量是汽油的1869倍，所以相应地 扩大了化油器的主量孔和出油孔等的直径。同时缩小了化油器喉 管直径，增大喉管流速，改善了混合气的雾化质量。 改进了进气管的预热装置，预热面积增加到原汽油机的23倍，使 M85发动机的正常工作状态进气温度在12-15范围内。 根据甲醇燃料的特性，对离心点火提前装置进行相应的改进，使 点火提前角比原汽油机略小。 通过对原汽油发动机使用70号汽油和改装后发动机使用M85燃料的比较试验，认为改装后的发动机使用M85燃料 时，点火提前角可在5 A变化，对热矩的变化影响很小， 即点燃特性对点火角度的调整不敏感，给实际使用带来很 大方便（图2-6）。 M85发动机在压缩比为836时，发动机的机械动力性均较原汽油发动机的性能好，热矩和功率分别提高了6496和 1557%（见表2-13），M85燃油供给量比理论计算减少 17%，M85发动机的怠速污染排放物CO和CH都比汽油发 动机低，比国家规定的汽油车尾气排放标准减小94％和65 ％（表2-14）。 2）甲醇（M100燃料在492Q发动机中的应用（由浙江大学完成） 492Q型火花点火式发动机是我国广泛使用的汽油发动机，主要技术指 标如表2-15所示。 为了使发动机适合燃烧甲醇，对发动机的化油器、汽缸盖和排 气阀等进行了改装。加大了主副腔的主油量孔和主空气量孔，调 整了浮子室油面，加大了浮子室的进油孔。为了减少空气进气量， 在第二个喉管外面加了一个喉管套，减少了喉管截面积。 原汽油机使用70号汽油和改装甲醇机使用M100甲醇燃料的外 特性比较曲线中可以看出，在低速时，甲醇机和汽油机发动机的动 力性能基本相同，但在高速大功率时，差别较大。原因主要是甲醇供应 量增大，而甲醇气化潜热大，温度降低，致使燃料雾化不良，形成不完 全燃烧，热效率降低，发动机输出较低功率。 图2-9的热能消耗率曲线显示，在全部转速范围内，甲醇发动机的热 能消耗率都大大低于汽油机的热能消耗率，低速时，可节约热能20％， 高速时，可节约热能7-14％。 图2-10显示了甲醇发动机有效热效率的提高程度，在低速区增加4%- 5%，高速区应增加3％左右。 汽油机 甲醇机 甲醇机 汽油机 从图2-11可以看出，甲醇的过量空气系数在全部转速范围内都高于汽 油，甲醇发动机a11，实现了稀燃。另外，压缩比的提高还使发动机的 热效率得以提高，经济性得以改善。 甲醇机 汽油机 表2-16是对汽油机和M100甲醇发动机在怠速情况下测定的尾气中， CH和CO的排放量，符合国家排放标准中的要求。甲醇和甲醛的排放 量没有测定。 3甲醇-汽油双燃料系统的应用 甲醇-汽油混合燃料的互溶性差，易分层，防水性能差，虽然添加助溶剂可以改善，但助溶剂的生产、供应和价格等问题限制了实际使用。 使用双燃料系统，将甲醇和汽油分别输送到化油器中进行混合，并通过油阀控制甲醇和汽油比例，可实现任意比例的甲醇-汽油混合燃烧， 这种方法不仅避免了燃料的分层问题，而且无需特别防水，可以使用 含水甲醇。 此外，也改善了发动机的低温冷起动性能。起动时，先用汽油起动后切换到甲醇燃料或二者同时进料。这种改造，可以根据甲醇和汽油的 实际供应情况，灵活选择配比，既实用又可靠。 表2-17是一台单缸点燃式发动机的基本参数。设计安装了一套双 燃料化油器系统，由两个浮子室组成，主浮子室通入汽油，副浮子室 通入甲醇。 甲醇和汽油被分别吸入到化油器的喉管内混合（混合比例可以通 过化油器可调量孔任意调整），再进入发动机汽缸内。不同比例甲醇、 汽油燃料都是以纯汽油的等热值为基础，即相同的当量汽油值。 通过结果分析认为，当燃料中甲醇比例增加后，尤其是在稀混合气条件下（即空燃比较大时），发动机的着火延迟 期缩短，循环变动率明显减少，燃烧更加稳定，最大汽缸 压力明显增加，发动机的性能得以提高。和纯汽油相比， 混合燃料的平均指示压力可提高104%。 AF=空气燃料 柴油发动机热效率高，功率大，在载重车、拖拉机、火车、舰、船运输工具中等得到了广泛的应用。柴油发动机中掺烧甲醇或直接以甲醇 为燃料具有重要的实际意义。 柴油的烃分子量比汽油大，燃烧性能差，难以完全燃烧，尾气排放中易产生黑烟，特别是在启动和加速时更为严重。 排放也明显降低。但是甲醇的十六烷值极低 3），自燃特性差，和柴油的互溶性又极差， 因而在柴油机的使用比汽油机困难得多。 针对甲醇的特性，世界各国相继开发多种燃烧甲醇或甲醇-柴油混合燃料的方法，并在一些国家进行了小规模车队试验。 和汽油发动机一样，为了方便使用甲醇燃料，人们希望制成甲醇-柴油的互溶燃料。甲醇几乎不溶于柴油，但加入足够的助溶剂，如异丙醇、异丁醇、异 戊醇、蓖麻油、正丁醇等或其混合物，甲醇可以在柴油中形成稳定的液体燃 柴油发动机一般是靠空气压缩到高温，喷入燃料后，自动着火燃烧。而甲醇的十六烷值低，工作时不易自动着火燃烧，必须加入着火促进剂，才能正常 工作。甲醇燃料中可以加入的着火剂和提高柴油十六烷值的添加剂一样，为 有机硝酸酯化合物，例如，硝酸环己酯，硝酸正己酯，一缩二乙二醇二硝酸 酯和二缩三乙二醇硝酸酯等。 联邦德国试验用的M15甲醇-柴油混合燃料中，助溶剂的用量为15%（体积），着火促进剂用量为1％（体积），燃料的十六烷值可达45，而基础柴油的十六 烷值为52。使用纯甲醇作为燃料时，着火促进剂的加入量为5％-10%。助溶剂 和着火促进剂的价格都很高，而且用量很大，限制了其在燃料中的使用。 发动机经过改装后，燃烧甲醇-柴油混合燃料的性能和原柴油发动机性能相近，尾气排放的烟度和炭微粒下降很多，有利于功率提高和环境保护。 甲醇在乳化剂的存在下，可以形成较为稳定的甲醇微液滴分散于柴油中的乳化液。乳化液中可以加入助溶剂等助剂，提高乳化液的稳定性和着火性。 乳化剂一般是表面活性剂。对于含水的甲醇，可使用离子型乳化剂。M30甲醇-柴油乳化油曾进行过试验，性能和原发动机相近。在机械搅拌下，可以将 甲醇-水-柴油配成三元乳化燃料。这种燃料中含有水，解决了甲醇的吸湿问题， 可以使用粗甲醇制燃料。据称乳化剂的用量少，整体燃料成本低于甲醇。 佳木斯工学院研究者在1105型柴油机和2135G型柴油机上，进行了3个乳化配方（M5W10，M10W10和M5W15）的对比研究实验结果表明，三元乳化 燃料在柴油机上的使用不做任何改动，便具有良好的节油效果，而且在涡流 燃烧室柴油机中的使用效果要优于直喷式柴油机的使用效果。 式中：be——柴油机使用纯柴油时燃油消耗率; 将乳化燃料消耗率按等热值折算成的纯柴油消耗率; 也可以使用机械的方法，在车辆上将甲醇和柴油两种燃料混合搅拌，制成一稳定时间较短的准稳定乳化液，直接送入到柴油机的气缸中燃 烧。可以利用液力剪切及紊流加速混合的原理制成小型乳化剂，也可 利用超声波乳化或尖锐喷孔旋转等方法。 采取车上乳化方法的优点是不再使用昂贵的乳化剂，缺点是发动机需附加乳化设施，成本增加。 422重蒸法及双燃料系统 甲醇经化油器进入进气管或用喷嘴将甲醇喷入进气管中。在进气管中加入热雾化器，利用排放尾气余热加热甲醇，使之成为甲醇蒸气进入 汽缸。柴油则直接喷入汽缸，压燃着火。 优点：可以增加柴油发动机的功率，而不至于产生过多的微粒烟尘；可以利用醇气化潜热大的特性，冷却汽缸，使其容积效率增加。一般 甲醇的加入量在20-30%范围之内。 缺点：结构复杂，而且甲醇对燃烧后期产生不良影响，使热效率降低，甚至失火，或者甲醇在热表面上产生过早燃烧。 采用两套燃料供应系统，将甲醇和柴油分别喷入汽缸，自动压燃的柴油引发甲醇燃烧。一般来说，在原柴油机结构基本不变，燃比系统也 不作任何调整的情况下，掺烧15％-20%（体积）的甲醇时，发动机工 作平衡，性能良好，可提高3-10％的燃烧性能。 如果采用主燃系统喷甲醇，副燃系统喷少量引燃用的柴油，则甲醇可替代75-95%的柴油。若使用含有着火剂的甲醇燃料代替柴油引燃，则 可完全燃烧纯甲醇燃料。由于尾气排放中，炭烟和NOx明显减少，可 以增大发动机的输出功率，热效率与原柴油发动机相近。冷起动时， 可以使用柴油启动。 423辅助点燃 甲醇自燃特性差，在原柴油发动机上，难以压燃起火。如果把甲醇直接喷入汽缸中，在汽缸内形成不均匀的燃烧混合气后，通过外源（火 花塞、电热塞等）点火，可以以火焰传播的方式进行燃烧。这种发动 机具有局部浓混合气的可靠点火和大面积稀混合气的良好运行特性， 可使甲醇发动机具有高效率、低污染的特点，是甲醇燃料在柴油发动 机上应用发展的趋势。 •这种甲醇发动机在大负荷时有效热效率比柴油高，尾气排放完全可以无炭 烟，NOx的排放也明显降低（约为柴油机的一半），但在小负荷时甲醇发 动机有效热效率比柴油机约低20％，同时循环变动也很大。 •通过对单缸立式水冷直喷式柴油机进行的燃用全甲醇燃料的试验研究表明： 甲醇发动机的燃烧循环变动主要取决于着火延迟期的长短和缸内混合气层 浓度分布。 •缩短着火延迟期或在火花塞跳火区及燃烧室内获得理想的混合气层状浓度 分布均可降低甲醇发动机的燃烧循环变动，使发动机的性能得到改善。 •通过降低压缩比，调整点火提前角和喷油提前角，改变点火方式和喷油线 的精心设计等可以改善小负荷甲醇发动机的经济性和排放性。 使用辅助点燃装置时，点火方式对发动机的性能影响很大。火花塞点火对其附近混合气浓度场要求严格，而电热塞点火对缸内棍合气浓度 场的要求就不太严格。因为电热塞点火为热面点火，点火面积大，且 甲醇表面着火特性好，所需能量小，因此点火可靠。 图2-19是不同点火方式对甲醇发动机循环变动率的影响。可见，相同条件下，电热塞点火的循环变动率很低，和原柴油机相同，可以平衡 地工作。柴油机上使用普通柴油时，燃烧是很稳定的，循环变动很小， 而且主要是由于供油量的波动而引起。 通过辅助点燃的方法，可以使柴油机使用100%甲醇燃料，避免了使用甲醇-柴油混合燃料时难以互溶或乳化间题，而且大大减少了炭烟 和NOx的排放，降低了尾气排放对大气的污染。 另外，也不受柴油发动机炭烟的限制，因而，甲醇发动机的输出功率可以大大增加。通过对原柴油发动机的改造，使其更适用于甲醇燃料 特性，还可以提高发动机的热效率。 因此，辅助点燃技术在原柴油发动机上使用甲醇燃料具有重要的实用价值，西方发达国家尤其重视这方面的工作。原联邦德国MAN公司 在本国和新西兰、美国等地进行过城市公共汽车示范。我国也已重视 这方面的研究和示范工作。 433甲醇燃料车辆尾气净化 甲醇燃料组成纯净，且较易燃烧，气缸温度低，并又在高于理论空燃比的条件下操作，其尾气中的烃类、一氧化碳及氮氧化合物都比汽油 车少得多，远低于国家标准要求，但尾气中未燃烧的甲醇含量大大增 汽油车尾气中的甲醇一般低于300mgL，而甲醇车则高达几万毫克／升。另外，尾气中不完全氧化产物甲醛、甲酸甲酯等明显增多，如甲 醛含量，汽油车一般低于400mgL，而甲醇车则高达3000mgL。 由此可见，醇类车尾气净化的对象主要是醇、醛等低分子含氧有机物，将它们完全氧化成CO O，则要求尾气净化器的催化剂应具有良好的深度氧化性能。 甲醇燃料车尾气温度低，例如二冲程和四冲程甲醇车在起动时的排气温度分别为80和220，所选用的净化催化剂必须具有很好的低温 活性。但由于燃料组成纯净，尾气毒物少，从而增加了选择活性组分 的范围，例如可选用抗毒性较差的非贵金属。 OH氧化主要发生如下4种反应：表2-19和表2-20分别列出贵金属和非贵金属负载催化剂系列对上述4 个反应的活性。 所有催化剂都是在800焙烧6h，表中R 分别指上述4个反应，R则表示总的CH OH反应。贵金属Pt（铂），Pd（钯）具有很高的CH OH深度氧化活性，如Ptγ-A1 OH50%转化为CO 的温度只有88，而非贵金属中性能最佳的CuOγ-A1 需244。贵金属中活性的顺序为Pt Rh。非贵金属中以Cu、Mn、Co较好。但上述所有催化剂都或多或少部分氧化CH OH生成HCHO,其中Pt、Rh（铑）、Mn上HCHO生成量较多，Pd、Cu次之； 而表2-19中所列的Agγ-A1 催化剂则几乎无副产物生成，且活性也较好，CH OH50％转化成CO 的反应温度为130。从表中还可以看出，原料中H O的存在使催化剂活性降低，同时也使HCHO生成量略有减少。 在贫氧条件下，加入2-5%的CeO 催化剂的贮氧能力，增加催化剂的氧化活性，特别是对CO的氧化活性，另外 ，还增强了A1 载体的热稳定性。稀土元素镧应用于汽油车尾气净化催化剂中，在调变钯催化剂的作用和热稳定性 方面效果明显。将Pd A1 催化剂中加入5%的镧元素，可以提高甲醇深度氧化的活性和选择性。和未负载La的PdA1 催化剂相比，甲醇转化活性略有降低，但深度氧化选择性较好,产物中未发现含氧中间物甲醛、甲酸、甲酸甲酯等的存在。 通过原位红外分析可认为，在Pd A1 催化剂上，甲醇在PdA1 表面产生的吸附物种CH 上甲醇的深度氧化机理可推测为图2-20所示。 一般认为，对甲醇深度氧化优良的催化剂对其中间物例如甲醛、甲酸 甲醋等也是优良的催化剂，这与它们机理是相符的。 通用汽车公司的McCabe认为甲醇深度氧化催化剂中，反应活性Pt Ag。发现气氛中CO会对Pt、Pd催化剂产生强烈的阻抑作用，原因在于CO在 Pt, Pd上的强吸附（CO在Pt,Pd上吸附热为110-150kJmol,而CH OH为40-60kJ mol ，而Ag, Cu-Cr则不受其干扰。因此，他制备出的AgPd（摩尔比 ）500的合金催化剂，既不受CO的阻禁，又具有很高的CH OH深度氧化活性。 434甲醇燃料的间接应用 、二甲醚、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯或汽油等作为燃料供内燃发动机使用。 时，热值可提高22%，即从原甲醇热值20083kJkg提高到24500kJkg。甲醇裂解时所需热量可以来自于气缸废热或尾气排放的热量， 发动机的热效率得以提高。 的燃烧特性近似于氢气，最小点火能量低，易于点火，而且燃烧速度快，消焰距离短，燃烧完全，汽车的动力性能好，常用作赛车燃料。 裂解气的燃烧温度低，在贫氧中也能完全燃烧，因而尾气排放中CO、CH、 NOx等污染物含量很少，可以达到较好的环保效果。 另外裂解气的自燃温度高，抗爆性能好，可以加大压缩比，进一步提高热效率。用甲醇裂解气作燃料，发动机的热效率可以比汽油燃烧的热效率提高 50%左右。 的车用燃料有两种工艺，一是催化裂解，二是等离子体裂解。 甲醇催化裂解是利用气缸废热（约800）先将甲醇气化，再通过热的催化裂解器，在裂解催化剂的作用下，裂解为CO+H ，然后进入发动机气缸燃烧。裂解催化剂和合成甲醇催化剂相似，为铜基或锌-铬 催化剂。 由此可见使用甲醇裂解气作为车用燃料的两个关键技术，是裂解器的起动和催化剂的活性与寿命。 在车辆未运行之前，裂解器的温度为周围环境温度，不能工作。只有给裂解器加热到甲醇裂解温度，裂解器才能开始工作。先使用汽油启 动发动机，待裂解器温度到达工作温度后，再运行甲醇裂解系统，进 行正常工作。这是解决甲醇裂解器冷起动的重要途径之一。这种方法 必须增加一套汽油供给和控制系统，使车辆变得更为复杂。改造工作 量大，成本高，是制约这一技术推广使用的主要原因之一。 车辆经常在运行和停止之间变化，裂解器中的催化剂床层温度就经常变化，而且发动机停止运行后，催化床层不可避免进入空气，影响催化剂的活性。 因此，采取有效措施保护催化剂的使用寿命，但这又使得操作系统变得更为 复杂。 尽管如此，由于甲醇裂解气具有较高的热效率，良好动力性和环保效益，该工艺仍在不断研究和改进之中。我国曾在云南和北京进行过试验，但由于汽 车改装费用较高，相关技术需进一步完善，推广应用仍存在一定距离。 等离子体裂解技术是利用安装在发动机进气口前的燃油重整器，迅速反应生成CO+H 中国科学院山西煤化所进行的台架试验结果显示效果良好。等离子体裂解技术使汽车利用甲醇裂解气作为燃料变得简单，有望推广使用。 甲醇通过催化脱水很容易转化为二甲醚。二甲醚被认为是最有前途的柴油机替代燃料。二甲醚为无色气体，无毒，易于压缩液化，常作为 喷雾剂使用。二甲醚替代柴油，在现在柴油机上稍加改装就可使用。 研究表明二甲醚作为柴油机燃料时，尾气中NOx的排放仅为柴油的25 ％，无炭烟排放，而且发动机的噪声也明显下降，可以解决现有柴油 发动机炭微粒黑烟排放问题。 此外，二甲醚燃料还可以替代液化石油气作为民用燃料，也可掺合到液化石油气中使用，能有效地降低液化石油气的残液量。 甲醇还可以通过催化转化为汽油、MTBE、DMC等作为车用燃料或添加剂使用。 5、二甲醚 二甲醚（dimethylether, DME简称为甲醚（CH 二甲醚是一种用途广泛的产品，主要作为冷冻剂、溶剂、萃取剂、气雾剂的抛射剂和燃料等。 二甲醚工业生产的兴起是同氟氯烷的限制和禁止使用紧密相连的。20世纪70年代初国际上气雾剂制品得到迅速发展。气雾剂中，气雾抛射