ООО"ФилАвто"   г.Энгельс

8(8453)771368,   8(8453)711439   filavto@yandex.ru

 

 

Применение в дизелях топлив на основе переработки угля.

Проблема экономии нефтяных ресурсов может быть решена за счет использования угля как источника для получения моторных топлив. Бу­рый уголь Канско-Ачинского месторождения характеризуется низкой зольностью (4~8%), малым содержанием серы (0,3_0,72) и высоким со­держанием летучих соединений (48-51%).
Работы по получению синтетических жидких топлив из угля и горю­чих сланцев интенсивно проводятся в США, ФРГ, Японии, Великобрита­нии, ПНР и др.
Технология получения топлива из угля
Методы переработки угля в синтетическое топливо могут быть разде­лены на три основные направления: гидрогенизация, газификация и тер­мическая обработка.
Гидрогенизация реализована в процессах СРЦ, конечным продуктом которых является малосернистое котельное и моторное топливо.
Ведутся работы по осуществлению процессов газификации угля. Ис­следования по получению синтетических жидких топлив (СЖТ) ведутся в России по двум направлениям: гидрогенизация угля и термическая обра­ботка по способу высокоскоростного пиролиза угля, разработанного Энергетическим институтом им. Кржижановского.
В результате осуществления переработки Канско-Ачинского угля по этим процессам получается сырой продукт - смола, который требует до­полнительного облагораживания для получения качественного стабиль­ного топлива.
Характеристика синтетических жидких топлив и практика их применения
В результате переработки углей получаются моторные топлива: бен­зин, реактивное топливо, дизельное топливо, а также продукты для неф­техимической промышленности.
Качество жидких топлив зависит от технологии получения: первич­ные продукты переработки угля близки к сырой нефти, гидроочищенные продукты - к стандартным нефтяным топливам. Исследования направле­ны на поиск эффективных катализаторов процессов гидроочистки для улучшения характеристик СЖТ, в частности, снижения содержания в них ароматических углеродов и повышения цетанового числа.
По способу «Фарбен» (ФРГ) переработки угля, содержащего летучих 38,7%, серы 1,02%, и имеющего зольность 6,2%, получено жидких про­дуктов - 57,0%, в том числе до 200°С - 12,8%, 200-325'С - 27,7%, выше 325°С-16,5%.
При двухступенчатой обработке угля - сжижением и гидрогенизаци­ей - получают (на сухой уголь) газов (С,-Сд) - 5,2%, нефти - (С5-199°С) - 7,4%, средних дистиллятов (199-343°С) - 38,8%, тяжелых дистиллятов (>343°С) -9%; всего дистиллятных фракций - 55,2%.
Облагораживание угольных дистиллятов снижает содержание фено­лов, непредельных и азотосодержащих соединений.
По физико-химическим показателям дистилляты, полученные при переработке угля, в сравнении с нефтяными топливами имеют высокое содержание ароматических соединений, кислорода, азота (табл. 1.16).
Процесс высокоскоростного пиролиза, разработанного в России, позволяет получать 10—16% (на органическую массу угля) смолы, которая нестабильна при хранении из-за высокого содержания ароматических, непредельных, сернистых соединений и требует дополнительной обра ботки. При гидрогенизации угля выход дизельного топлива составляет 24,5%, газотурбинного - 3,2%.


Показатели

«Аш-коал», средние дистил­ляты

СРЦ, раствори­мые в органичес­ких соединениях

СРЦ, водо­растворимые

СРЦ, раствори­мые в воде и органических соединениях

ч

Пределы кипения, °С

187 310

52-201

149-237

190-375

 

Содержание

 

 

 

 

 

ароматических

 

 

 

 

 

углеводородов, %

43

28

61

74

 

Вязкость при 40°С,

2,56

1,03

1,75

6,04

 

ММ2/С

 

(при

 

 

 

 

 

10оС)

 

 

 

Коксуемость по

 

 

 

 

 

Конрадсону, %

0.08

<0,01

0,07

4,95

 

Элементарный

 

 

 

 

 

состав, %:

 

 

 

 

 

водород

10,1

12,2

9,2

7,4

 

азот

0,40

0,39

0,35

0,62

 

Содержание серы, %

0,10

0,57

0,26

0,37

 

Характеристики синтетических жидких топлив

Табл1-,

47
2,67

0,03

9,9
0,09
0,03

Синтетическое жидкое топливо имеет (в скобках - аналоги^

Подпись: ца 1.16Подпись: U 2  9 |  о §  g ь §  171-379  ные ве­
личины для малосернистого топлива из западно-сибирской нефт. . новое число - 43(46), вязкость при 20°С - 5,5(4,01) мм2/с, темь( цета застывания _15(_27),°С. помутнения -6(-14)°С, плотность прц 863(839) кг/м3
Фракции 300“500°С нестабильны: при хранении образуется (^Л0ТНЬ||^ осадок. Из-за отсутствия отработанного промышленного способу
получе­рно, что
ния СЖТ данных по испытаниям их на двигателях мало. Отме^
эксплуатационные характеристики близки к характеристикам,
Подпись: цетановое число, поэтому для его воспламенения необходимо ^ вать от 3 до 4% дизельного топлива. Зафиксировано более выс^ным при работе на дизельном топливе. Опытное топливо имее-*071^464 м м г низкое
Прыски-
Окое со-
держание окислов азота в выпускных газах, что требует введен^ соот
ветствующих присадок.
Испытание топлива, полученного сжижением каменного угл^
„ „ . 1 п, прове­дено на одноцилиндровом отсеке двигателя 12,8/15,0 с непоср г
ным впрыском топлива, при степени сжатия 16. Работа двигател^
тетическом топливе в сравнении с нефтяным показала, что удель цы_ а<_

ход топлива, дымность и токсичность выпускных газов на обоих топливах близки, так как физико-химические свойства синтетического топлива на­ходятся на уровне нефтяного: цетановое число 46 и 45, коксуемость 0,11 и 0,2%, при 357°С перегоняется 98 и 90%, температура вспышки 39°и 55°С соответственно. Отмечается возможность использования топлив, полу­ченных из угля, в стационарных СОД в смеси с дизельным топливом в ши­роком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, при сохранении токсичности выпускных газов на требуемом уровне. Для сохранения ре­сурса и надежности двигателя при работе на топливе из угля с низким це- тановым числом необходимо улучшить воспламеняемость топлива, что достигается нагревом воздуха на впуске, повышением давления наддува, увеличением угла опережения впрыска, добавлением присадок.
Фирма SEMT-Pielstick исследовала применение в своих двигателях топлив, полученных из угля. Испытания проводились с топливами SRS-II (облагороженный растворителем уголь) и из каменноугольной смолы. Первый продукт получается посредством дистилляции смеси из размоло­того угля и гидроароматика в качестве растворителя в виде трех харак­терных фракций - легкого, среднего и тяжелого дистиллята. К этому про­дукту возрос интерес как к альтернативному топливу для дизелей.
При коксовании каменного угля при средней температуре 1000°С об­разуется каменноугольная смола, которая преимущественно состоит из ароматических углеводородов. Посредством ее дистилляции получается наряду с другими веществами жидкое топливо.
Рассматриваемые топлива отличаются средним отношением водо­род-углерод (1,3 и 1,63) соответственно, стоимость второго продукта ни­же. К их недостаткам относятся очень низкое цетановое число, плохая смазывающая способность и неприятный запах. Кроме того, они оказы­вают неблагоприятное воздействие на человека и некоторое детали дви­гателя (уплотнения, шланги).
Испытания проводились на одноцилиндровом отсеке четырехтактно­го дизеля РА6 (ЧН28/29) с номинальной частотой вращения 1000 мин-’ и мощностью 294 кВт, возможностью двойного впрыска, наддувом тур­бокомпрессором и дополнительной воздуходувкой с электрическим при­водом. Двигатель работал на смеси рассматриваемых топлив с газойлем в различных соотношениях.
Установлено, что без особых изменений возможна работа на смеси, содержащей до 80% SRC-II. При этом, однако, наблюдается увеличение задержки воспламенения вследствие более низкого цетанового числа смеси. Соответствующее изменение скорости и начала впрыска позволя­ет сжигать смеси с еще большим содержанием SRC-II.
Другим способом является применение двойного впрыска - предва­рительного впрыска определенного количества газойля и основного


впрыска чистого или смешанного SRC-II. В последнем случае хорошие эксплуатационные характеристики можно получить на смесях, содержа­щих до 90% SRC-II, причем общее количество газойля, участвующего в сгорании, не превышает 20%.
При работе на топливе из каменноугольной смолы в смеси с газой­лем наблюдается увеличение периода задержки воспламенения, скоро­сти нарастания давления при сгорании, температурного уровня камеры сгорания. Эти различия уменьшаются при повышении мощности двига­теля. Смесеобразование и сгорание можно существенно улучшить, если сдвинуть начало и увеличить продолжительность впрыска.

Анализы смазочного масла до и после серии испытаний показали значительное снижение щелочности и возрастание содержания нерас­творимых в бензоле и пентане компонентов. Испытания показали, что ни в двигателе, ни в трубопроводах не образуется никаких особых отло­жений.

 


 

 
 
         
 

 

 

Наши контакты

адрес:

Саратовская обл., г.Энгельс, Промзона

телефоны:

8(8453)77-13-68

89020483620

e-mail:

filavto@yandex.ru

 
Яндекс.Метрика