天津大學機械學院教授姚春德帶領科研團隊研發的柴油甲醇組合燃燒技術突破了甲醇難以壓燃的應用障礙,用生產原料豐富的甲醇替代柴油,替代率達到45%以上。該技術近日在機械工業科技大會上榮獲2016年度中國機械工業科學技術獎一等獎。
隨著我國商品燃油的需求量不斷增加,石油進口的對外依存度逐年攀升,研發石油替代燃料對提升我國能源安全具有重要戰略意義。
2016-2021年中國甲醛行業市場需求與投資諮詢報告顯示,甲醇是基本有機原料之一。主要用於製造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產 品。也是農藥(殺蟲劑、殺蟎劑)、醫藥(磺胺類、合黴素等)的原料,合成對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。還是重要的溶劑,亦可摻入汽油作替代燃料使用。20世紀80年代以來,甲醇用於生產汽油辛烷值添加劑甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料,以及甲醇蛋白等產品,促進了甲醇生產的發展和市場需要。
姚春德團隊開發了整套甲醇噴射系統的關鍵部件,建立了完整的自主開發體系。其研發的技術通過自主研製的電控系統,在發動機達到一定溫度後,通過安裝在進氣總管的甲醇噴嘴向進氣道噴射甲醇,使甲醇與空氣形成均質混合氣後在氣缸內和柴油共燃。該技術同時降低了氮氧化物和碳煙顆粒物的排放量,不需要尿素輔助就可以滿足國四、國五排放要求。
姚春德介紹,該技術與柴油機現有發動機生產體系兼容,安裝簡便、可靠性高,只需要在進氣總管安裝甲醇噴嘴、在底盤安裝甲醇油箱以及電控系統就可以完成改裝。一輛車的改裝成本在兩萬元左右。
根據目前12個省市100多輛重型車的運行情況統計,按照現在柴油和甲醇的價格計算,使用柴油甲醇組合燃燒技術的重型車可節約20%~25%的燃料成本。