乙醇-汽油乙醇-柴油混合燃料制备和存储中急需解决的关键问题

重庆市自然科学基金计划项目立项申请书项目名称乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料制备和存储中急需解决的关键问题所属专项其他申报单位重庆通信学院（签章）申请者廖世勇联系电话[phone]组织部门重庆通信学院科研科起止年限2008年07月至2009年12月填报日期2008年03月18日重庆市科学技术委员会二ΟΟ八年元月制填写说明1、凡申报重庆市自然科学基金计划的项目须填写此立项申请书。2、立项申请书由项目的主承担者填写，经项目主承担者工作单位审查同意后，一般项目一份、重点项目一式七份(含查新报告)并附申报软盘一张报送重庆市科委。3、填写申请书前，请先查阅《重庆市自然科学基金计划项目管理办法》及有关规定，其中重点项目应围绕当年“项目指南”内容撰写。4、立项申请书所列内容都要据实填写，表达应明确、完整、严谨、扼要（外文名词要同时用中文表达）。5、项目组主要成员本人应在申请书上亲自签名以示同意合作。6、立项申请书一律要求用A4纸张打印，否则不予受理。7、所有申报材料恕不退还，请注意留底。8．自然科学基金项目分两个层次给予资助：（10或20万元）、一般项目（3万元）。9．项目负责人具有良好的信誉和完成项目的能力，无逾期未结题的科技项目，在研科技项目不超过1项，且同一年度内只能申请1项市级科技项目。10．项目负责人应当具备《重庆市科技计划项目管理办法》规定的基本条件。一、基本信息项目名称乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料制备和存储中急需解决的关键问题所属专项其他承担单位重庆通信学院组织部门重庆通信学院科研科单位地址重庆市沙坪坝区林园甲1号邮编400035单位性质11.高等院校2.科研院所3.企业4.其它工商注册登记类型11.国有2.集体3.股份合作4.联营企业5.有限责任公司6.股份有限公司7.私营企业8.港澳台商投资企业9.外资企业10.其它企业单位法定代表姓名邵启哲联系电话68759447手机[phone]单位传真68759416项目负责人姓名廖世勇联系电话60802240手机[e-mail]身份证号码参文字1515327项目主要合作单位无计划类别11.自然科学基金2.院士专项项目主要服务行业51.农业2.制造业3.电子信息4.医药化工5.交通、能源6.建筑建材7.冶金8.轻工纺织9.社会事业10.其它项目所属技术领域81.电子信息2.生物医药3.现代农业4.环境保护5.新材料6.光机电7.交通8.能源资源9.社会事业10.其它项目研究所属主要学科一级学科代码及名称二级学科代码及名称三级学科代码及名称代码：470名称：动力及电气工程代码：47030名称：动力机械及工程代码：4703020名称：内燃机工程起止时间08.07-09.12总投资6万元申请资助3万元主要研究内容(限100字)测试含水量、添加剂对掺醇混合燃料稳定、蒸发、溶胀的影响，以及混合燃料闪点、蒸汽压力等理化特征参数随它们含量的变化关系，综合分析混合燃料诸多组分输运特性及其耦合关系，建立这些特征参数的经验公式。预期成果形式或达到的目标(限100字)获得各种掺醇比例下的最大含水量及多组分互溶的临界特征曲线；建立这些重要特征参数的经验公式，归纳出掺醇混合燃料及其添加剂的优选准则；发表3篇以上的高水平学术论文，培养研究生1-2人，学术骨干1名。注：此简表的选择项均为单选项。学科代码及名称按国家标准（可在市科委网站上查询）至少填至二级学科。二、项目组主要成员（含项目负责人）编号姓名出生年月学历专业技术职称工作单位联系电话从事专业项目中的分工每年工作时间(月)签字1廖世勇1973.11博研副教授重庆通信学院13996472921工程热物理组织实施52袁春1962.03硕研教授重庆通信学院13908316821内燃机试验研究53赵波1978.11硕研讲师重庆通信学院68759671动力机械数据分析处理64程前1972.11硕研讲师重庆通信学院68759671热能工程数据分析处理85严健1971.02硕研副教授重庆通信学院68759671内燃机试验研究86张智轶1973.11硕研讲师重庆通信学院68759671内燃机试验研究87李海明1980.03硕研讲师重庆通信学院68759671内燃机试验研究88王刚1984.11本科硕士生重庆通信学院68759671内燃机数据分析处理89刘训标1983.07本科硕士生重庆通信学院68759671内燃机试验研究9三、经费预算（单位:万元）经费来源预算经费支出预算科目预算数科目预算数其中市科技计划拨款部分1、市科技计划拨款3.01、设备费0.00.02、国家部委拨款0.02、材料费0.60.33、行业主管部门拨款0.03、测试化验加工费2.51.24、区县科委拨款0.04、燃料动力费0.20.05、单位自筹3.05、差旅费0.60.26、其他资金0.06、会议费0.30.27、国际合作与交流费0.00.08、出版/文献/信息传播/知识产权事务费1.20.89、劳务费0.60.310、专家咨询费0.00.011、管理费0.00.0来源预算合计6.0支出预算合计6.03.0市科技计划预算拨款年度2008年20年20年合计经费3.03.0注：1、市科技计划资助强度为：一般项目3万元，重点项目10或20万元。2、一般项目不得提取管理费。四、申请书正文参照以下提纲撰写，要求内容翔实、清晰，层次分明，主题突出。（一）立项依据与研究内容1、项目的立项依据（重点项目须附主要参考文献详细目录）非再生能源（主要指石油资源）的枯竭和环境的逐渐恶化是人类社会可持续发展面临的两大难题。这两大难题的出现均与内燃机及汽车工业的发展密切相关，这是因为汽车及内燃机既是石油资源的主要消耗者，也是大气特别是城市大气污染的主要制造者。随着我国汽车工业的迅速发展和汽车保有量的不断增加，节约能源与降低汽车尾气排放污染已成为我国当前迫切需要解决的主要问题之一。研究、开发性能优越的可再生代用燃料是缓解能源危机和降低汽车有害排放的重要途径之一。在众多的代用燃料中，乙醇是一种性能优越的代用燃料【1-4】：乙醇燃料是液体燃料，它们可以沿用传统的石油燃料的运输贮存系统，相关的基础设施建设投入少；乙醇沸点较低，有利于燃油与空气混合气的形成，在发动机中易于实现清洁燃烧；乙醇汽化潜热较大，在发动机使用可以降低压缩功和提高充量系数，有利于提高发动机的动力性能和经济性能；乙醇含氧，在内燃机中使用，能大幅度降低CO和HC排放；乙醇的着火极限比汽油、柴油的宽，能在较稀的混合气状态下工作，更有利于采用稀薄燃烧技术提高发动机效率的同时降低排放物生成。更重要的是，乙醇可以由粮食、植物纤维素来制取，是一种可再生的代用燃料。由于乙醇燃料高的汽化潜热，乙醇燃料在发动机上使用目前还主要采用与汽油或柴油的掺烧，其中与汽油的掺烧最为普遍，与柴油掺烧虽然尚未进入实用化阶段，但实验研究结果表明，乙醇与柴油混合在柴油机上的使用前景也相当诱人。目前最为普遍的看法是：乙醇与汽油、柴油的混合燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点之一。发展乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向，在我国完全适用，具有较好的经济效益和社会效益，在2005年2月28日我国人大通过的《中华人民共和国可再生能源法》，就从法律的高度明确了要加强生物液体燃料（主要指利用生物质资源生产的乙醇和生物柴油等）在我国的推广运用【5】。目前世界上有很多国家都在推广使用乙醇燃料，其中巴西已经成为燃料乙醇生产能力最大和出口量最大的国家【6】。2006年巴西乙醇总产量177亿升，其中燃料乙醇占76%。这也与巴西的能源状况和农业结构有关，巴西是能源匮乏的国家之一，而巴西的甘蔗产量却很大，利用甘蔗制取乙醇来缓解能源压力比较符合巴西的国情。目前在我国推广使用乙醇汽油的地区有黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽全省及河北、山东、江苏、湖北等省的一些城市。可以预见的是，随着能源环境问题的凸显，传统石油能源价格日益攀升，乙醇燃料的在我国的推广运用必将得到更加广泛的重视。乙醇与汽油、柴油混合燃料在发动机上的运用虽然存有增氧性强，助燃效果好，乙醇中含有氧，燃烧充分，使发动机的有害尾气排放总量降低33%以上；而且燃料乙醇是一种性能优良的有机溶剂，能有效地消除内燃机油箱及油路系统中沉淀和凝结的杂质，具有使油路疏通的作用。但在目前技术条件下，乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料的开发运用也存在诸多急需解决的问题，例如，在机械搅拌或添加助溶剂的情况下，乙醇燃料能较好溶于汽油和柴油燃料中，但乙醇相对汽、柴油而言，具有更强的吸水性，如运输工具不够密封，会大大增加混合燃料的含水量，当混合燃料含水量增加到一定程度，乙醇与汽油或柴油的混合燃料就会不稳定，出现明显的分层，使得燃料混合的优势得不到发挥，更甚而引起发动机启动困难、动力性能显著降低以及排放指标过高等。乙醇燃料比汽油具有更强的挥发性，乙醇与汽油、柴油的混合燃料运输、存储一方面需要密封，另一方面由于乙醇组分高的挥发性能，必将改变汽油、柴油燃料原有蒸馏曲线，增加燃油容器、发动机油道等管路的蒸气压力，易于产生管路气阻，对安全储运、使用管理都必然带来新的挑战。而且相比汽油柴油，乙醇具有微腐蚀性，混合燃油中的微量有机酸能引起紫铜明显腐蚀，对其他金属Mg、Ai、Pb、Pb包装的铁油箱都有微腐蚀，同样，含乙醇的混合燃油对塑料制品有溶解膨胀作用，会使汽油机塑料油浮子、滤芯以及发动机油道管路发生溶胀及龟裂，使用的时候需要添加必要的溶胀缓释剂。乙醇燃料具有高的汽化潜热，乙醇/汽油混合燃料在发动机中的使用一般需要添加着火改进剂；柴油与乙醇的互溶性没有乙醇在汽油中的溶解性好，制备的的时候需要添加助溶剂或表面活性剂等。对清洁、高效利用乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料的应用研究在近10年得到了充分的重视，国内外众多学者对乙醇与汽油、柴油均匀混合燃油的制备、以及混合燃料在发动机上的清洁燃烧特性的实现等方面进行了比较深入系统的研究。曹湘洪【7】论述了我国发展乙醇汽油在技术上的可行性和在我国推广乙醇汽油还需开展的研究开发工作。对建立乙醇汽油调配中心及销售网络、降低生产成本、确定生产总规模和单个生产装置规模等问题进行了讨论。赵广明等【8】系统地对车用乙醇汽油调合及储运问题进行了探讨。由于无水乙醇易于与汽油实现混合，国外对乙醇/柴油制取研究投入的关注相对更多，GerdesKR和SuppesGJ【9】研究了乙醇与柴油的互溶性，FernandoS，HannaM【10】研究了表面活性剂对乙醇柴油稳定期的影响。对乙醇燃料在发动机上的应用基础研究是乙醇混合燃料研究额热点。许沧粟等【11】对摩托车汽油机进行了燃用乙醇/汽油混合燃料的试验，并与燃用汽油时的结果进行了对比分析。何邦全，王建昕【12】对乙醇/汽油燃料电喷汽油机的排放及催化性能进行了试验研究，测试了乙醇/汽油混合燃料汽油机的未燃乙醇和乙醛排放特征。张润铎等【13】研究了乙醇柴油混合燃料的制备工艺和废气的排放特性。MAl-Hasan【14】对汽油中乙醇组分对发电机动力性和排放进行了试验研究。BQHe,SJShuai等【15】研究了乙醇组分对柴油发动机排放的影响，相关的研究还有很多【1-4】，都极大地推动乙醇混合燃料的实际应用。但另一方面，由于乙醇燃料理化特性与汽油、柴油明显的不同，造成混合燃料易于吸水分层不稳定以及混合燃料的强蒸发性和微溶胀性，使得认识混合燃料的理化特性及其储运、使用的影响逐步成为了当前更迫切需要解决的关键问题的之一。方虹等【16】采用气相色谱技术测定汽油中某些醇类和MTBE含量，简单建立了测定汽油中乙醇和MTBE含量的分析方法。盛宏至等【17】对柴油,乙醇和水三组元乳化液流变特性的研究。就是期望从混合燃料特性角度寻求清洁、安全利用乙醇及其混合燃料的新途径。本课题提出研究乙醇/汽油、乙醇/柴油混合燃料制取和储运中的关键问题，要重点研究乙醇含水量、混合燃料助溶剂、着火改进剂、溶胀缓释剂对混合燃料稳定、蒸发、溶胀的影响，试验测试乙醇含量与混合燃料闪点、蒸汽压