轻烃柴油混合燃料船舶发动机挥发气吸附装置性能优化开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

我国是一个内河航运资源比较丰富的国家, 截至2013年底,我国拥有水上运输船舶17.26万艘,净载重量2.44亿吨。全球十大港口,我国占据八席,吞吐量约占全球四分之一。船舶运输所带来的环境污染问题日益突出。据测算,2013年全国船舶二氧化硫排放量约占全国排放总量的8.4%,氮氧化物排放量占11.3%。受船舶污染影响最大的是港口城市,其次是江河沿岸城市。根据上海2012年的研究结果,船舶排放产生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和细颗粒物(PM2.5)分别占到上海市排放总量的12.4%、11.6%以及5.6%。在香港,2012年的数据显示,船舶废气排放是全市可吸入颗粒物(PM10)、NOx和SO2的最大排放源,其中前两者占到约30%,SO2则达到50%。

鉴于我国港口和船舶大气污染防治的紧迫形势,为落实《环境保护法》、《大气污染防治法》要求,环境保护部制定船舶发动机排放标准,加强船舶污染物排放控制,填补船舶大气污染物排放标准空白。

因此内燃机行业探索了多种替代燃料方案,提出了许多新型的燃烧方式,来满足日益严格的油耗和排放法规的要求。轻烃混合燃料模式(该技术在汽车行业较为成熟,相比船舶行业)是目前众多研究中的热点。燃油箱产生的污染物主要是挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs),是导致 PM2.5的主要污染物之一,因此,对燃油蒸发排放物的控制及处理成为发展的必然。

炭罐作为燃油蒸发污染物排放控制的核心部件,在运行过程中主要包含吸附和脱附两个过程,吸附是利用炭罐内活性炭的吸附作用,将从燃油供给系统中溢出来的汽油蒸汽暂时吸附在炭罐内 ;脱附则是在一定真空负压的条件下,使炭罐吸附的蒸汽脱出,脱附出来的汽油蒸汽从发动机进气口进入燃烧室燃烧,随后炭罐内的活性炭恢复吸附能力。因此可以说炭罐是燃油蒸发污染物排放系统中汽油挥发物的中转站。假如没有安装炭罐,燃油蒸发污染物会直接排放到大气中,对大气造成严重污染。

以碳罐活性炭为核心的燃油蒸发装置(evaporative losscontrol device,ELCD),能够将逸出的油气通过吸附储存到碳罐的活性炭中,并通过脱附过程将这部分油气重新使用,起到节能环保的作用。但这些技术的使用还有进一步研究的空间,有很多不足需要完善。

所以本课题的研究目的主要就是为了进一步防止油气溢出,增强燃油系统的安全性,提高安全系数,并在一定程度上提高燃料利用率,起到了节能环保的作用。

关于炭罐的发展历史1970年左右,美国加州立法汽车必须安装活性炭罐,以防止油箱通气口的汽油蒸汽排放到大气,那是的活性炭是煤基炭,工作容量低。

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