Урок 16. Перспективні види палива.
Економія палива і зниження шкідливих викидів в атмосферу забезпечується заміною традиційного палива, синтетичними бензинами та спиртами, газовими конденсатами, метилтретин-нобутиловим ефіром, воднем та ін.
Сировиною для синтетичних бензинів є залишки нафти та вугілля, до складу яких входять кисень (до 20 %), сірка, азот і мінеральні речовини (зола). Тому процес переробки зводиться до вилучення цих елементів.
Октанове число такого бензину — 69,5. На виробництво 1 т цього синтетичного палива потрібно 3—6 т вугілля.
Метиловий спирт виготовляють з вугілля методом деструктивної гідрогенізації.
Метиловий спирту нашій країні рекомендується використовувати як домішку до бензину. Додаючи 3 — 5 % метилового спирту, економимо на 2,5 % бензин та зберігаємо потужність двигуна і знижуємо токсичність відпрацьованих газів.
Застосування бензометилової суміші здодаванням 15 % метилового спирту та 7 % стабілізатора (ізобутилового спирту) уможливлює збільшення економічних якостей автомобіля на 6 %, потужності двигуна — на 3—5 %, економії бензину —до 14%.
Етанол, або етиловий спирт, має властивості, аналогічні метиловому спирту. За низкою показників він стоїть вище від метилового спирту і може застосовуватися як у суміші з бензином, так і окремо.
Метиловий і етиловий спирти можна застосовувати у суміші з дизельним паливом у вигляді 15—20 % домішки. Використовуються обмежено через високу вартість спиртів і присадок, які стабілізують паливно-спиртові суміші.
Метилтретиннобутиловий ефір (МТБЕ) — одне з перспективних синтетичних палив, яке є продуктом взаємодії метилового спирту з ізобутиленом за наявності каталізатора.
МТБЕ має високу антидетонаційну стійкість, перспективний компонент бензинів. Майже не токсичний, має високу теплотворну здатність.
Використовується МТБЕ як домішка до бензинів, дає змогу скоротити (або припинити) випуск етилових бензинів і в перспективі застосовувати для очищення відпрацьованих газів каталітичні нейтралізатори.
Газові конденсати — це рідкі вуглеводні, які перебувають у підземних пластах під тиском 4,9—9,8 МПа та при температурі до 150 °С, конденсуються за нормальних умов з природних газів.
Газові конденсати з різних місцезнаходжень суттєво різняться чіж собою; рівень фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей наближається до рівня дизельних палив.
Водень має високу теплотворну здатність, вищу за бензин у 2.7 раза. Але об’ємна енергомісткість його низька через незначний молярний об’єм (водень — найлегший елемент, і навіть у рідкому стані він у 14 разів легший за воду).
Швидкість згоряння суміші водню з повітрям у 6 разів вища за гидкість згоряння бензиноповітряної суміші. Водень є перспективним паливом. Його можна використовувати як домішку до рідкого палива.
Використовуючи водень у чистому вигляді, його доцільно зберігати й застосовувати в рідкому стані, але для цього потрібна надійна теплоізоляція паливного бака, тому що температура кипіння рідкого водню — 253 °С.
Виділення водню відбувається під час підігрівання гідридів гарячою рідиною із системи охолодження або відпрацьованими газами.
Вода як домішка до палива використовується з метою економії палива та раціонального використання низькооктанових бензинів.
Механізм дії води на процес згоряння у двигунах вивчений недостатньо, але вважається, що з додаванням води збільшується октанове число палива.
Воду можна подавати способом безпосереднього впорскування її в циліндри або у впускну систему двигуна у чистому вигляді, а також у вигляді водно-бензинової емульсії, приготовленої раніше.
Найбільш ефективним способом подавання води є безпосереднє впорскування її у впускний колектор двигуна.
Встановлено, що впорскування води (близько 10 % до бензину) еквівалентне підвищенню октанового числа на 8—10 одиниць, а це дає змогу застосовувати бензин з меншим октановим числом.
У дизелях також можна застосовувати обводнене дизельне паливо — водно-паливну емульсію, яка порівняно з водно-бензиновою емульсією характеризується вищою фізичною стабільністю і для приготування якої потрібно значно менше поверхнево-активних речовин.