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第39卷，总第225期2021年1月，第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.39,Sum.No.225Jan.2021,No.1甲醇作柴油机替代燃料的研究现状与展望吴继盛，吴家正,刘洪运(同济大学机械与能源工程学院，上海200092)摘要：为解决我国交通运输业快速发展带来的能源危机和环境污染等问题，发展甲醇作为柴油机替代燃料吸引了广泛关注。
介绍了甲醇燃料的特点和实际应用问题，综述了双燃料直喷技术、柴油甲醇组合燃烧、火花塞或电热塞助燃式直喷甲醇发动机等多种柴油机燃用甲醇技术，分析了各技术的优缺点并提出了未来研究方向。
结果表明，甲醇作柴油机替代燃料能改善发动机动力性、经济性和常规污染物排放,但冷启动或低负荷工况下存在燃烧质量差、非常规排放高等问题。
关键词：甲醇；替代燃料；柴油机;研究现状;排放中图分类号:TK421 文献标识码:A文章编号：1002-6339(2021)01-0009-06 Research Status and Prospect of Methanol as Alternative Fuel for Diesel EnginesWU Ji一sheng,WU Jia一zheng,LIO Hong一yun(School of Mechanical Engineering,Tongji University,Shanghai200092,China)Abstract:In order to solve the energy shortage and eneronmental pollution caused by the rapid development of Chinese transpotation industg,methanco has been developed as an atemative fud foa diesd engines and Hracted widespread Hention.The characteristicc and appication issues of methanoo fud ara introduced,and a variety of diesd technologies such as duaf fud direct injection technology,diesd-methanco cambined combustion and direct injection methanco engines using spark plugs or glow plugs.The adventages and disadventages of each ichnology ara analyzed and tie futua resecrch directions ara proposed.The resufs show thai methanco as an alternative fuC for dnsC engines ctn improve engine power,fuC economy,and reduct conventional poiutant emissions,but there are problems such as bad combustion quality and high unconventional emissions undeo cold start or low load conditions.Key worCt:metaanol;alternative fuel;diesd engine;resecrch status;emissions随着交通运输业的快速发展和工程机械动力装备需求的不断提升，为了解决化石能源紧缺和环境污染问题，寻求清洁可再生能源已成为人们迫切的需求［1］'作为诸多替代燃料之一的甲醇凭借着来收稿日期2019-11-03修订稿日期2020-05-20基金项目：同济大学横向科研项目(kh0100020184220)作者简介:吴继盛(1995~),男，硕士研究生，研究方向为甲醇发动机燃烧及排放控制。
甲醇燃料发动机行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告As an AI language model, I am happy to assist you! Here's the analysis of the current market situation and future development trends of the methanol fuel engine industry.Current Market Situation:The global methanol fuel engine industry has been experiencing steady growth due to the increasing demand for alternative fuel sources. The market is being driven by the rising concerns about environmental pollution and the need for sustainable energy solutions. The use of methanol as a fuel for engines is gaining traction as it has lower emissions compared to traditional fossil fuels. This has led to the development of methanol-powered engines for various applications such as transportation, power generation, and industrial equipment.The adoption of methanol fuel engines has been particularly prominent in countries that are actively seeking to reduce their dependence on conventional petroleum-based fuels. China, for example, has been a key player in the methanol fuel industry,with significant investments in research and development of methanol engines and infrastructure. Additionally, the marine industry has also shown interest in utilizing methanol as a cleaner fuel alternative, further driving the growth of the market.Future Development Trends (Next 3-5 Years):Looking ahead, the methanol fuel engine industry is poised for significant growth and innovation over the next 3-5 years. Several key trends are expected to shape the industry's development:1. Technological Advancements: There will be continued focus on advancing the technology of methanol fuel engines to improve efficiency and performance. Research and development efforts will aim to enhance the overall reliability and durability of these engines, making them more competitive with traditional fuel engines.2. Infrastructure Development: As the demand for methanol fuel increases, there will be a growing need for infrastructure to support its production, storage, and distribution.Investments in methanol production plants and refueling stations are expected to rise, especially in regions where government policies support the use of alternative fuels.3. Regulatory Support: Governments around the world are likely to introduce more policies and regulations to promote the use of cleaner fuels, including methanol. This will create a more conducive environment for the growth of the methanol fuel engine industry, driving increased adoption across different sectors.4. Industry Collaborations: Collaboration between industry stakeholders, including engine manufacturers, fuel suppliers, and end-users, will play a pivotal role in driving the growth of the methanol fuel engine industry. Joint efforts to develop standards, address challenges, and expand the market will be crucial for industry progress.5. Market Expansion: The adoption of methanol fuel engines is expected to expand beyond traditional applications such as transportation to sectors like stationary power generation and off-road machinery. This diversification of usage willcontribute to the overall market expansion.未来三到五年发展趋势报告：当前市场情况：全球甲醇燃料发动机行业一直在稳步增长，原因是对替代燃料的需求不断增加。
甲醇内燃机市场发展现状1. 引言甲醇内燃机作为一种替代传统燃油的清洁能源，正逐渐成为人们关注的焦点。
本文将探讨甲醇内燃机市场的发展现状，包括市场规模、应用领域、发展趋势等方面，并提出相关建议。
2. 市场规模甲醇内燃机市场在过去几年保持了稳定的增长态势。
根据市场调研数据显示，2019年全球甲醇内燃机市场规模约为xx亿元，预计到2025年将达到xx亿元。
这一市场规模的增长主要受益于政策支持、环保需求以及技术进步等因素的推动。
3. 应用领域甲醇内燃机广泛应用于交通运输、工业及航空航天等领域。
在交通运输领域，甲醇内燃机被用于汽车、船舶及公共交通工具等；在工业领域，甲醇内燃机被应用于发电、锅炉、压缩机等设备；在航空航天领域，甲醇内燃机被用于航空发动机等。
4. 发展趋势4.1 环保要求推动市场增长全球环境保护意识的提升使得对可再生能源的需求越来越迫切。
甲醇内燃机以其低碳排放、高效节能的特点，逐渐受到更多国家和地区的重视。
政府对甲醇内燃机市场的政策扶持将进一步推动市场的发展。
4.2 技术创新推动产业升级甲醇内燃机技术逐渐成熟，其中涡轮增压技术、高效燃烧技术等方面取得了重要突破。
这些技术创新将进一步提高甲醇内燃机的性能，降低使用成本，推动甲醇内燃机在市场中的普及和应用。
4.3 国际合作助推产业发展各国加大对可再生能源的发展力度，促进了甲醇内燃机市场的国际合作。
各国在技术研发、政策支持等方面加强合作，共同推动甲醇内燃机产业的发展，促进全球可再生能源的推广和应用。
5. 建议5.1 加大政策扶持力度政府应该进一步加大对甲醇内燃机市场的政策扶持，包括制定更加优惠的税收政策、提供补贴和奖励措施等，以降低企业投资成本，推动甲醇内燃机的发展。
5.2 推动产学研合作应鼓励企业、高校和科研机构之间的产学研合作，加强技术研发和创新能力，提高甲醇内燃机的性能和可靠性，并降低使用成本。
5.3 加强国际交流与合作政府和企业应积极参与国际交流与合作，学习和借鉴其他国家和地区在甲醇内燃机领域的经验和技术，促进产业发展和市场壮大。
甲醇混合燃料对内燃机性能与排放影响分析1. 引言内燃机是当今世界上最常用的动力装置之一，但也是造成大气污染和温室效应的主要原因之一。
为了减少对环境的不利影响，研究人员正在寻找替代传统燃料的可持续能源。
甲醇混合燃料在此背景下备受关注。
本文旨在分析甲醇混合燃料对内燃机性能和排放的影响。
2. 甲醇作为内燃机燃料的优势甲醇是一种可再生能源，可以通过生物质发酵或合成气化制备。
与传统燃料相比，甲醇具有较低的碳和硫含量，低挥发性，高氧含量和较高的辛烷值，这使其成为探索内燃机燃料替代品的理想选择。
3. 甲醇混合燃料对内燃机性能的影响3.1 燃烧特性甲醇的高氧含量和较高的辛烷值使其燃烧速度较快，燃烧温度较低。
与传统燃料相比，甲醇可以降低内燃机的压力峰值和峰值温度，从而降低机械和热应力，延长发动机寿命。
此外，燃烧过程中产生的NOx和SOx等有害物质也会相应减少。
3.2 燃料经济性甲醇的低挥发性使其混合燃料更加稳定，能够提高发动机的燃烧效率。
研究发现，适度的甲醇混合可以改善内燃机的燃料经济性，降低燃料消耗。
3.3 驱动性能甲醇的高辛烷值使其对内燃机的驱动性能有所提升。
研究表明，适度添加甲醇可以提高发动机的动力输出和扭矩特性，使发动机的运行更加平稳。
4. 甲醇混合燃料对排放的影响4.1 CO2排放与传统石油燃料相比，甲醇的燃烧过程中CO2的排放量较低。
这是因为甲醇的碳含量更高，氧含量更多，燃烧过程中产生的二氧化碳相对较少。
4.2 HC排放适度的甲醇混合可以显著降低内燃机排放的碳氢化合物（HC）。
这是由于甲醇的低挥发性使得混合燃料在燃烧过程中更充分，减少了未燃烧的碳氢化合物的排放。
4.3 NOx排放NOx是内燃机排放中的主要有害物质之一。
研究发现，甲醇混合燃料可以降低NOx排放。
这是因为甲醇燃烧过程中的低燃烧温度和高氧含量减少了氮氧化物的生成。
4.4 PM排放颗粒物（PM）是内燃机排放中的重要组成部分，对空气质量和健康造成不良影响。
车用甲醇燃料项目可行性研究报告_
一、项目概况
本项目旨在研究当前车用甲醇燃料的发展情况及其市场潜力，以及建
立车用甲醇燃料的可行性研究，为车用甲醇燃料的未来发展提供理论参考。
二、项目分析
1.车用甲醇燃料的发展现状：
（1）当前，国内甲醇燃料的发展正处于非常良好的状态，水平处于
较高的水平，技术成熟度较高，推广应用较广泛，实现了甲醇汽车低污染、优质燃料的实际成果。
（2）与此同时，当前甲醇燃料也存在一些问题，如成本高昂、保障
环节不完善等，影响其大规模推广应用。
2.车用甲醇燃料市场分析
（1）我国的甲醇燃料市场潜力巨大。
在政府大力支持和推进下，年
内车用甲醇燃料的市场需求量将会大幅增长，并且在未来的几年里将会有
较大的空间增长。
（2）此外，车用甲醇燃料的技术门槛和成本投入风险较低，投资者
投资回报潜力很大，投资风险也相对较小。
三、项目可行性分析
1.技术可行性
（1）当前车用甲醇燃料技术已经成熟，其技术门槛较低，技术可行
性较强。
（2）车用甲醇燃料申报的设备、技术及交付水平均符合要求，技术可行性较强。
2.经济可行性
（1）甲醇燃料能。
2023年燃料甲醇行业市场环境分析甲醇作为一种重要的能源化工原材料，有着广泛的应用前景。
随着环保意识的提升和化石能源资源日益枯竭，燃料甲醇逐渐成为未来能源的热门选择。
本文将从宏观政策、行业现状、市场需求、技术发展等方面，对燃料甲醇行业市场环境进行分析。
一、宏观政策环境中国政府一直以来高度重视环保事业，并将其纳入重要的国家战略中。
目前，政府在环保方面制定了一系列政策，加强了对相关行业的监管和规范，推动环保技术的应用和绿色化工的发展。
其中，《关于加快燃料乙醇推广应用的意见》、《关于加快推进燃料甲醇车辆推广应用的意见》等政策文件，为我国燃料甲醇行业发展提供了政策支持。
此外，政府积极推进生态文明建设，推广环保科技创新，促进了燃料甲醇行业的健康可持续发展。
二、行业现状目前，我国燃料甲醇行业处于起步阶段，总体规模较小。
根据工信部的数据，截至2019年，我国燃料甲醇产能已经达到284万吨/年，但实际产量远未达到产能峰值。
目前，我国的燃料甲醇主要用于汽车燃料和发电等领域，其中汽车燃料是燃料甲醇行业的重要应用领域。
据有关统计数据显示，2019年全国共有燃料乙醇车辆30余万辆，燃料甲醇车辆仅有不到5000辆。
目前，我国燃料甲醇产业链比较薄弱，需要继续加大政策支持和投入。
三、市场需求随着我国能源消费结构的不断优化和科技进步的加快，燃料甲醇的需求也在不断增长。
目前，燃料甲醇被广泛应用于汽车、航空、发电等领域，随着技术的进步和低碳经济的提出，燃料甲醇的市场需求将进一步增长。
此外，燃料甲醇还可以作为化工原料，生产甲醛、丙烯酸酯等中间体制品，具有更广泛的应用前景。
四、技术发展燃料甲醇技术一直是燃料领域的热点之一，随着技术的不断创新和进步，燃料甲醇的生产成本不断降低，产品质量不断提升。
目前，国内外的燃料甲醇生产技术比较成熟，传统的甲醇合成工艺、气相催化合成工艺、生物甲醇合成工艺、生物质发酵工艺等多种生产方法，都可以用于生产燃料甲醇。
小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧与排放模拟的研究【摘要】本研究旨在通过模拟小型农用柴油机甲醇生物柴油的燃烧与排放过程，探讨其特性和影响因素。
对甲醇生物柴油的燃烧进行模拟，分析其排放特性。
随后，探讨燃烧过程中的关键因素，并对模拟结果进行分析。
结论指出小型农用柴油机采用甲醇生物柴油具有显著的优势，同时展望未来研究方向。
本研究对推动小型柴油机燃烧技术的发展具有重要意义，有望为减少环境污染提供新思路。
【关键词】农用柴油机、甲醇、生物柴油、燃烧、排放、模拟、研究、小型、特性、过程、影响因素、结果分析、优势、展望、总结。
1. 引言1.1 研究背景尽管甲醇生物柴油具有诸多优点，但其燃烧与排放特性在小型农用柴油机中的表现尚未得到充分研究。
本研究旨在通过模拟小型农用柴油机使用甲醇生物柴油的燃烧与排放过程，深入探讨其影响因素和优势，为进一步推动甲醇生物柴油在农业领域的应用提供科学依据和技术支持。
通过本研究的开展，有望为小型农用柴油机的环保性能提升和农业生产的可持续发展做出贡献。
1.2 研究目的研究目的是通过对小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧与排放模拟的深入研究，探讨其在实际应用中的可行性和效果，为环境友好型燃料的开发和利用提供理论依据和技术支持。
具体包括以下几个方面：通过模拟小型农用柴油机在不同工况下采用甲醇生物柴油燃烧的过程，探讨其燃烧特性和性能参数的变化规律，为优化燃烧过程提供参考。
分析甲醇生物柴油燃烧过程中产生的排放物种类和数量，探讨其对环境的影响及可能的减排措施，以实现燃烧过程的清洁化。
研究影响燃烧与排放的关键因素，包括燃料喷射、混合和点火控制等关键技术，为提高小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧效率和降低排放量提供技术支持。
通过对燃烧与排放模拟结果的分析，总结小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧的优势和不足之处，为今后的研究提出建议并展望其在农业生产和环保方面的应用前景。
1.3 研究意义研究意义主要体现在以下几个方面：1. 环境保护：甲醇生物柴油燃烧相比传统柴油具有更低的排放量，能够减少空气污染物的释放，从而保护环境质量。
小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧与排放模拟的研究【摘要】本研究旨在探讨小型农用柴油机使用甲醇生物柴油时的燃烧和排放特性。
通过燃烧模拟和混合比例实验，对比分析了甲醇生物柴油和传统柴油的燃烧性能，以及排放物的生成情况。
研究发现，使用甲醇生物柴油可以显著改善柴油机的燃烧效率，并减少有害排放物的产生。
在实际应用中，这些研究结果有望推动小型农用柴油机的绿色化改造，降低环境污染，提高机械设备的使用效率和可持续性。
未来研究可以进一步优化甲醇生物柴油的配方比例，探索更多绿色能源替代方案，为农业生产提供更加环保和高效的能源选择。
这项研究对小型农用柴油机的燃烧与排放模拟研究具有重要的实际应用价值。
【关键词】小型农用柴油机、甲醇、生物柴油、燃烧模拟、混合比例、燃烧性能、排放物、研究结果、讨论、结论、未来研究方向、实际应用价值1. 引言1.1 背景介绍目前对小型农用柴油机采用甲醇生物柴油燃烧及排放的研究仍较少，尤其是针对混合比例的实验和燃烧性能对比分析的研究较为匮乏。
有必要开展关于小型农用柴油机采用甲醇生物柴油燃烧及排放的模拟研究，以探究其在实际应用中的效果和环境影响。
1.2 研究目的本研究旨在探究小型农用柴油机在使用甲醇生物柴油时的燃烧特性和排放性能，通过模拟实验和对比分析，深入了解甲醇生物柴油在小型农用柴油机中的应用效果。
具体目的包括：1. 研究小型农用柴油机使用甲醇生物柴油时的燃烧过程，探讨燃烧特性的变化情况；2. 测量不同甲醇生物柴油混合比例下的排放物含量，分析排放物的差异；3. 对比分析小型农用柴油机在使用传统柴油和甲醇生物柴油时的燃烧性能和排放物情况，验证甲醇生物柴油的环保优势；4. 通过研究结果讨论，为小型农用柴油机的燃料选择提供参考依据，促进农业机械化生产的可持续发展。
通过本研究，将为小型农用柴油机的燃料选择和环境保护提供实用的科学依据和数据支持。
1.3 研究意义研究小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧特性及混合比例对燃烧性能的影响，可以为优化燃料配比提供科学依据，提高燃烧效率，减少能耗和污染物排放。
甲醇作为燃料在柴油机上直接使用难度比较大，主要是因为甲醇燃料的汽化潜热大，且十六烷值很低，自燃温度比柴油要高得多，着火性能较差。
目前实现甲醇替代柴油，主要采取以下方法：（1）乳化法乳化法是将柴油与甲醇燃料进行均匀乳化混合，然后与柴油一样，喷入柴油机进行燃烧。
由于不需要对发动机的结构进行改造或添加辅助装置，燃用柴油/甲醇乳化燃料是一种简单方便的方法。
但是乳化法需要添加大量昂贵的乳化剂，才能实现柴油与甲醇的均匀混合，而且混合后的燃料容易产生分离现象；柴油和甲醇乳化燃料会导致滞燃期增长，初期放热率过高，压力升高率过大，使发动机工作粗暴；由于甲醇的加入，发动机在冷启动和小负荷工况下，醛类排放大大增加，影响尾气的排放特性。
（2）助燃法助燃法是借助某些外源措施来辅助甲醇燃料的燃烧，主要是采用火花助燃法，利用高能点火和火花点火，实现在柴油机上燃用纯甲醇。
但是需要对发动机进行改装，增加电热塞或火花塞，改装比较复杂；由于甲醇的冷激作用，改装后火花塞或电热塞的寿命比较短，可靠性较差；还存在有失火现象，导致尾气排放恶化。
（3）熏蒸法熏蒸法是较早采用的一种掺混甲醇的燃烧方式，主要是通过在进气管上加装化醇器，利用化醇器在进气时减压蒸发醇，使得甲醇在进气管内吸热汽化，并与空气进入气缸。
采用熏蒸法对发动机的改造简单，但低负荷时起动性、经济性和排放都较差；进气节流损失大，当高负荷甲醇燃料喷入过多时，导致滞燃期增长，发动机工作粗暴，影响发动机的整体性能。
（4）缸内双喷射法缸内双喷射法是在气缸盖上安装两只高压喷嘴，一只喷柴油、一只喷甲醇，柴油引燃甲醇。
本方法的主要优点：其一，由于甲醇的喷射降低气缸燃烧室和避免的温度，使得NO X的降低比较明显；其二，由于两个喷嘴都是缸内直喷，各自可以更方便、更精确的控制调节喷油量和喷醇量。
但是缸内双喷射法也存在以下缺点：其一，由于在缸盖上要同时安装两套喷嘴，使结构变得复杂；其二，高压供给甲醇系统的部件磨损严重，导致高压共醇系统的寿命较短。
柴油机燃用甲醇柴油的研究现状摘要:本文对柴油机燃用甲醇的技术采取的几种主要方法做了详细的叙述,其中包括乳化法、双喷射法、助燃法和压燃法,并指出甲醇在使用中存在的一些问题。
关键词:甲醇-柴油燃用技术柴油机随着经济的发展,石油后备资源不足的问题已充分显现,石油类燃料的大量消耗及其造成的大气污染是运输动力急需解决的问题,解决办法是用代用燃料部分代替传统燃料,开发煤制燃料是解决此问题的一条重要途径。
甲醇替代柴油应成为替代燃料发展的重点,从甲醇的特点和现阶段柴油机燃用甲醇柴油的研究可以看出甲醇在作为以后的替代环保型燃料上已经具有相当大的物性优势和科学研究进展上的优势。
1 甲醇的特点在现有替代能源中,与柴油相比,同时具有资源广泛性、易获得性、方便输运性、费用可接受性的唯有甲醇。
甲醇资源丰富,价格适宜,且具有良好的燃料性能。
使用甲醇代替柴油有利于能源多元化,有利于节能减排,促进燃料能源结构调整,提高发动机高原动力。
与汽油柴油相比甲醇具有和汽油柴油相近的物理性质但也有自身的理化性质的优越性。
甲醇的沸点比柴油低,混合气形成较快,且比较均匀,有利于完全燃烧。
除此之外,由于甲醇汽化潜热较大,形成混合气时会降低进气温度,从而提高充气系数,在一定程度上可改善发动机的燃烧,提高热效率,降低进气温度也可以抑制NOX和碳烟的形成。
甲醇在作为替代燃料的同时还有自身的不足之处,例如:甲醇作为柴油机代用燃料的最大困难是其十六烷值太低,自燃温度高,难以靠压燃方式着火。
甲醇的润滑性较差,易导致燃料供给系统磨损,对气缸等燃耗容器的使用寿命有所削减。
2 柴油机燃用甲醇燃料的研究现状之燃用技术现阶段研究显示对柴油机燃用甲醇的技术主要采取如下几种方法。
2.1 乳化法2.1.1 普通乳化乳化法是将柴油与甲醇燃料进行均匀乳化混合,然后以与纯柴油一样的喷入方式喷入柴油机进行燃烧,这种普通乳化制备方法需要在制备过程中添加助溶剂并使用超声波振动。
不需要对发动机结构进行改造,也无需添加任何辅助装置。
