Общие сведения о топливе: AGA — Виды топлива для автомобилей

Содержание

Котлы — общие сведения ⋆ Инженерные системы. Отопление, водоснабжение, водоочистка, электроснабжение

Дом еще только строится, все хлопоты касаются конструкции здания и других не менее важных проблем. Однако рано или поздно каждый владелец как частного дома, так и квартиры задумывается о системе отопления. Как и любая другая инженерная сеть, отопительная система требует повышенного внимания к деталям. Сердце системы отопления – это котел. Котлы очень важно выбирать правильно, чтобы в дальнейшем не возникло никаких проблем.

Существует огромное количество различных видов котлов

Сначала отметим преимущества создания автономной отопительной системы перед центральной:

- Возможность включения и отключения отопления по необходимости/желанию – графика здесь нет.
- Возможность регулировать температуру внутри помещений, которые отапливаются.
- Если вы поставите двухконтурный котел, то можно оборудовать еще и горячее водоснабжение.

Чем отличаются котлы друг от друга?
Тип топлива
Что предлагает рынок

Чем отличаются котлы друг от друга?

Итак, мы начнем рассматривать котлы отопительные с технической точки зрения. Современные модели котлов бывают одноконтурными и двухконтурными. Первый вид служит только для отопительных целей, а второй способен еще и обеспечить дом горячей водой. В частных домах именно двухконтурные системы отопления применяются чаще всего. И это является верным решением, так как таким образом можно решить сразу две задачи, а использоваться будет лишь один котел. Однако двухконтурный котел отопления – дорогое оборудование, так что не каждый сможет его приобрести.

Одноконтурные котлы отопления – это эффективное решение, когда вся тепловая энергия, получаемая из энергоресурсов, будет идти только на отопления жилья.

Если же вам нужно горячее водоснабжение, то можно использовать дополнительный котел. Конечно, такая система не очень экономически выгодная, однако здесь присутствует удобство. Ведь вы сможете регулировать температуру теплоносителя каждого котла отдельно. Кроме того, котлами с бойлерами можно отапливать частный дом. А вот двухконтурные котлы отопительные можно ставить только в тех домах, помещения которых имеют площадь не больше 200 кв. м.

Основные узлы газового настенного котла

Следующий критерий касается конструкции котлов отопления. В зависимости от конструктивных особенностей и способа монтажа котлы могут быть напольными и настенными. Настенные обогревательные котлы для отопления обычно – прерогатива городских квартир. Такой котел не займет много места, поэтому его можно будет поставить в ванной или на кухне. Вам нужна будет только свободная часть стенки. В целом, настенный котел являет собой относительно недорогое и компактное устройство, которое полностью соответствует всем нормам и требованиям современности.

Напольные модели котлов являются более габаритными. Под такие котлы, как правило, делается прочное основание.

И самым оптимальным вариантом расположения таких котлов будет такое помещение, как кладовка или подсобка. Однако они должны быть оборудованы по всем требованиям.

Напольный котел

Тип топлива

Виды котлов отопления в зависимости от того, на каком топливе они работают, — это отдельная тема. Многие потребители не могут решить, какое же топливо им лучше всего использовать. Однако такой критерий является одним из самых важных. Именно топливо, которое вы будете использовать для отопления своего дома, и является определяющим экономии расходов на отопительную систему в процессе ее работы.

Рекомендуем к прочтению:

Радиаторы отопления и общие сведения о батареях

Кроме того, вид топлива очень часто обусловливает и мощность прибора отопления. Ведь каждый энергоноситель имеет свою собственную отдачу тепла.

Газовый котел

Первый вид, который мы рассмотрим, является и самым распространенным – это газовый котел отопления. Все дело в том, что такой энергоресурс, как газ, является самым дешевым и безопасным среди всех остальных, если, конечно, правильно подойти к работе оборудования. В современности газовые котлы отопления являют собой автономные установки, которые не требуют постоянно находиться рядом с ними. Нужно только поставить параметры работы и носителя тепла.

Рассмотрим техническое наполнение газовых котлов. Бывают разные варианты, отличающиеся друг от друга:

- Нагревательный котел для отопления с естественной или принудительной циркуляцией. Отличительная черта в данном случае – это наличие или отсутствие циркуляционного насоса. Такой насос входит в конструкцию системы отопления, а в некоторых случаях – и в состав самого котла. К примеру, настенные модели сейчас практически все включают встроенные насосы.

Котел с циркуляционным насосом

- Энергонезависимые и энергозависимые котлы. Разница таких устройств между собой в том, что в некоторых используются приборы от электротока, а в некоторых – не используются. Такие приборы – это различные электрические задвижки, датчики, блоки управления и т.д.
- Особенности дымохода. Тут бывает два вида котлов – это дымоходные и турбинные. В турбинных приборах отведение продуктов горения будет осуществляться с помощью установленного вентилятора в дымоход.
- Конструкционные особенности горелки. Горелка выступает важным элементом отопительного котла. Именно от горелки будет зависеть эффективность работы всей отопительной системы. Используется два вида горелок – это атмосферная и с наддувом. Атмосферная горелка подает воздух в топочную камеру за счет того, что работают естественные физические процессы. Такая горелка обладает простой конструкцией и бесшумной работой. Да и стоимость ее низкая. Что касается горелки с наддувом, то они обладает высоким коэффициентом полезного действия и компактностью. Однако такая горелка при работе будет шуметь, она дорогая и сложная в конструкции.

Далее рассмотрим электрический котел на отопление. Такие приборы занимают второе место по распространению. Работают они от электрической сети. В настоящее время все-таки еще наблюдается ситуация, когда в отдаленных от города районах нет проходящей газовой магистрали. Поэтому электрические котлы выступают своего рода спасением.

Электрический котел отопления

Электрические котлы обладают множеством преимуществ:

- Простая конструкция. Тут не будет сложных компонентов, теплоноситель нагревается от обычных ТЭНов.
- Электрокотлы – экологически безопасные. Они не выбрасывают продуктов сгорания, не сжигают кислород, а работа их – бесшумна.
- Простота установки. Если вы хотите сэкономить денежные средства, то это как раз ваш вариант. Ведь монтаж электрического котла можно осуществить самостоятельно без вмешательства специалистов.

А что касается недостатков, то они касаются стоимости электроэнергии. Зимой счета за свет не будут вас радовать.

Рассмотрим теперь принцип работы электродных котлов отопления. Они не очень распространены, однако если сравнивать их с предыдущим вариантом, то они безопаснее и обладают более продолжительным сроком эксплуатации. Безопасность здесь увеличивается тем, что нет ТЭНов – а в теплоноситель установлены электроды. Они создают процесс ионизации воды, ионы идут к электроду, за счет этого и происходит выделение тепловой энергии.

Электродные котлы отопления

Как показывают отзывы, эффективность работы электродных котлов отопления зависит во многом от качества носителя тепла.

Придется постоянно переналаживать такое оборудование, следить, чтобы качество воды было высоким. Ведь вода, которая будет сюда поступать, будет меняться не только от времени года, но и даже от времени суток. И параметры работы будут прямым образом зависеть от параметров воды. Контролировать подобное соотношение сложно, а иногда – это и невозможно.

Рекомендуем к прочтению:

Водородные, пиролизные и другие альтернативные котлы

Теперь рассмотрим твердотопливные типы котлов отопления. Еще с древности это отопительное оборудование было распространенным. Однако современная газификация и электрификация сделали свое дело – и твердотопливное оборудование было вытеснено. В современности же твердотопливные котлы разделяются в зависимости от материала – энергоносителя:

- Каменный уголь и кокс.
- Дрова.
- Пеллеты.
- Комбинированные. В настоящее время комбинированные котлы стали очень популярными, так как здесь есть несколько вариантов, удобных для пользователей.

Фото котлов отопления на твердом топливе можно посмотреть ниже. В принципе, с такими котлами будет много мороки – о топливе нужно позаботиться в плане места хранения, да и за самим котлом нужно следить. Именно поэтому выбирать такой котел следует с ответственностью и строгостью.

Отопительный котел на твердом топливе

Чтобы выбрать твердотопливный котел, нужно выбрать то топливо, которое вам будет удобно доставать. Это будет удобно не только с позиции экономии, но и с позиции простоты доставки.

Еще один вид – это жидкотопливный котел системы отопления. Такой вариант не является очень простым. Функционируют такие котлы на дизельном топливе, а цена такого топлива постоянно растет. Да и солярку нужно хранить – сделать специальное для этого помещение, которое будет соответствовать всем нормам и требованиям. Но солярке нужно отдать должное – теплоотдача такого топлива при сгорании очень высока. Именно поэтому эффективность работы котлов на жидком топливе будет самой высокой. Экологичность таких котлов низкая. Ведь продукты сгорания будут прямым образом попадать в атмосферу.

Жидкотопливный котел

Что предлагает рынок

Ниже можно посмотреть видео о разнообразии видов отопительных котлов. Выбор котлов – просто невероятный по своим масштабам. Если пользователь не является специалистом, то ему будет очень трудно не потеряться в многообразии моделей. Но есть несколько советов, которые помогут избежать неправильного выбора котла:

- Если вы выбрали котел, следует обязательно убедиться, что он относится к брендовым изделиям. Ведь такие компании гарантируют качество товаров.
- Проследите, чтобы был сертификат качества.
- Предварительно оцените отзывы о той или иной модели котла – и лучше, если это будут отзывы знакомых и друзей.
- Поинтересуйтесь, есть ли в вашей местности сервисная служба компании, которая произвела на свет ваш новый котел. Ведь в дальнейшем вам может потребоваться обслуживание, а то и ремонт.

Всегда вопрос выбора оборудования, отопительного – в частности, являлся одним из самых важных. Но и сложных. Если рассматривать котлы отопления, то лучше всего на профессиональном уровне. И если вы собираетесь покупать котел, то обязательно посоветуйтесь с профессионалами. Они помогут сделать вам правильный выбор, дабы избежать проблем в дальнейшем.

Наша компания, “Профессиональные технологии” качественно смонтирует любые виды отопления “Под ключ”, с гарантией!

3 Состав твердого, жидкого и газообразного топлива

Твердые и жидкие органические топлива представляют собой сложные химические соединения горючих и негорючих веществ, структура которых до настоящего времени изучена недостаточно. Методами химического анализа определяется так называемый элементарный состав этих видов топлива, т.е. процентное содержание в массе органического топлива тех или иных химических элементов.

Основными химическими элементами, входящими в состав любого твердого или жидкого топлива, являются: углерод С, водород Н, кислород О, азот N и сера S. Помимо указанных элементов в составе твердого или жидкого топлива имеется влага W и негорючие минеральные вещества, образующие при сжигании золу А. Золу и влагу называют внешним балластом топлива.

Топливо в том виде, в каком оно поступает непосредственно к потребителю, называется рабочим топливом, а его масса — рабочей массой. Процентное содержание указанных химических элементов вместе с составляющими внешнего балласта в общей массе топлива называют элементарным составом рабочей массы топлива. Элементарный состав рабочей массы топлива, %, определяется по формуле

Ср + Hр + Ор + Np + Spopr + к + Ар + Wр = 100,

где верхний индекс «р» указывает на то, что данный состав относится к рабочей массе топлива, а нижний индекс «орг + к» указывает на происхождение серы (орг — органическая, к — колчеданная).

Для одного и того же топлива количества минеральных примесей и влажность могут изменяться в достаточно широких пределах в зависимости от условий его добычи, транспортировки, хранения и т.п. В связи с этим для удобства сравнительной оценки теплотехнических свойств различных сортов топлива введены условные понятия сухой, горючей и органической масс топлива. Составляющие этих расчетных масс топлива те же, что и для рабочей массы, но обозначаются соответственно индексами «с», «г» и «о» вместо индекса «р».

Сухой массой называется обезвоженная, а горючей — обезвоженная и обеззоленная масса топлива. Таким образом, элементарный состав сухой и горючей массы топлива, %, вычисляют по формулам

Сс + Нс + Ос + Nc + Scopr+к+ Ас= 100, Сг + Нг + Ог + Nr + Srоpr+к = 100.

В элементарный состав приведенных ранее расчетных масс входит сера, которая в конкретном топливе может находиться в трех видах: органической Sopr, колчеданной SK и сульфатной Sc. Органическая сера входит в состав высокомолекулярных органических соединений топлива, колчеданная сера представляет собой сульфиды металлов (чаще всего железистый колчедан FeS2), сульфатная сера — это сульфаты CaS04, MgS04, FeS04 и т.д., сульфатная сера входит в минеральную часть топлива.

Органическая и колчеданная сера Sopr+к при горении топлива окисляется с выделением теплоты, а сульфатная сера дальнейшему окислению не подвергается и переходит в золу.

В жидком топливе сера содержится в виде сероорганических соединений, элементарной серы S и сероводорода h3S. Исключение из элементарного состава горючей массы топлива колчеданной серы позволяет получить следующий состав органической массы топлива, %:

С° + Н° + 0° + N° + S° = 100.

Для наглядности на рис. 2.1 приведены данные, позволяющие судить об элементарном составе топлива в целом и отдельных расчетных массах топлива.

Зная элементарный состав рабочей массы топлива, легко получить составы расчетных масс, используя простые пропорциональные соотношения и имея в виду, что при переходе, например, от рабочей массы к сухой, горючей или органической происходит относительное увеличение процентного содержания остающихся элементов топлива. Так, содержание углерода С и водорода Н в сухой (индекс «с»), рабочей («р»), горючей («г») массах топлива составит, %:

где Wр, Ар — содержание влаги (влажность) и золы (зольность) в рабочей массе топлива, %.

При постоянном составе горючей массы конкретного топлива состав его рабочей массы не является постоянным из-за нестабильности значений зольности и влажности. Если известен состав рабочей массы топлива при значениях Aр1 и Wр1 , а у потребителя это же топливо имеет другие значения зольности и влажности (Ар2 и Wр2), то для пересчета состава топлива с одной рабочей массы на другую применяют формулы, %:

Газовое топливо (природное или искусственное) представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Состав газового топлива определяется содержанием, %, соответствующих газов и для сухого топлива в общем случае представляется в следующем виде:

СО + Н2 + СmНn + h3S + С02 + N2 + 02 = 100,

где СО, Н2, СmНn, h3S — горючая часть газообразного топлива, об. %; С02, N2, 02 — негорючая часть газообразного топлива (балласт), об. %;

СmНn=СН4 + С2НЬ+ С3Н8 + С4Н10 + С5Н|2 — суммарное содержание углеводородов: метана, этана, пропана, бутана, пентана соответственно, об. %.

Центр данных по альтернативным видам топлива: Сравнение свойств топлива

Химическая структура [1]	C ₄ по C ₁₂ и этанол ≤ до 10%	С ₈ до С ₂₅	Н/Д	Метиловые эфиры С ₁₂ до С ₂₂ жирных кислот	CH ₃ CH ₂ OH	CH ₄ (большинство), C ₂ H ₆ и инертные газы	CH ₄ то же, что CNG с инертными газами	C ₃ H ₈ (большинство) и C ₄ H ₁₀ (меньшинство)	Н ₂	CH ₃ ОН
Топливный материал (сырье)	Сырая нефть	Сырая нефть	Природный газ, уголь, ядерная энергетика, энергия ветра, гидроэнергия, солнечная энергия и небольшой процент геотермальной энергии и биомассы	Жиры и масла из таких источников, как соевые бобы, отработанное кулинарное масло, животные жиры и рапс	Кукуруза, зерно или сельскохозяйственные отходы (целлюлоза)	Подземные запасы и возобновляемый биогаз	Подземные запасы и возобновляемый биогаз	Побочный продукт переработки нефти или природного газа	Природный газ, метанол и электролиз воды	Природный газ, уголь или древесная биомасса
Эквивалент бензина или дизельного топлива в галлонах (GGE или DGE)	1 галлон = 1,00 GGE 1 галлон = 0,88 DGE	1 галлон = 1,12 GGE 1 галлон = 1,00 DGE	1 кВтч = 0,030 GGE 1 кВтч = 0,027 DGE	B100 1 галлон = 1,05 GGE 1 галлон = 0,93 DGE B20 1 галлон = 1,11 GGE 1 галлон = 0,99 DGE	1 галлон = 0,67 GGE 1 галлон = 0,59 DGE	1 фунт = 0,18 GGE 1 фунт = 0,16 DGE	1 фунт = 0,19 GGE 1 фунт = 0,17 DGE	1 галлон = 0,74 GGE 1 галлон = 0,66 DGE	1 фунт = 0,45 GGE 1 фунт = 0,40 DGE 1 кг = 1 GGE 1 кг = 0,9 DGE	1 галлон = 0,50 GGE 1 галлон = 0,45 DGE
Сравнение энергии [2]	1 галлон бензина содержит 97–100 % энергии 1 ГГЭ. Стандартное топливо — 90 % бензина, 10 % этанола.	1 галлон дизельного топлива имеет 113% энергии в 1 ГГЭ из-за более высокой плотности энергии дизельного топлива.	Типичная батарея размером с галлон бензина (0,134 фута ³), при использовании на транспорте может хранить 15,3% энергии в 1 ГГЭ. [6][7]	1 галлон B100 содержит 93% энергии 1 DGE, а 1 галлон B20 содержит 99% энергии 1 DGE из-за более низкой плотности энергии биодизеля.	1 галлон E85 содержит 73–83 % энергии 1 GGE. 1 галлон E100 содержит 67% энергии 1 GGE. Этанол смешивают с примесью для смешения оксигенатов (компонент бензина). [5]	5,66 фунта или 123,57 фута ³ CNG имеет ту же энергию, что и 1 GGE, а 6,37 фунта или 139,30 фута ³ CNG имеет ту же энергию, что и 1 DGE. [3][4](б)	5,37 фунта СПГ имеют ту же энергию, что и 1 ГГЭ, а 6,06 фунта СПГ имеют ту же энергию, что и 1 ДГЭ. (а)	1 галлон пропана имеет 73% энергии в 1 ГГЭ из-за меньшей плотности энергии пропана.	2,2 фунта. (1 кг) H ₂ имеет ту же энергию, что и 1 GGE.	1 галлон метанола содержит 50% энергии 1 ГГЭ.
Содержание энергии (низшая теплотворная способность)	112 114–116 090 БТЕ/галлон (в)	128 488 БТЕ/гал (в)	3 414 БТЕ/кВтч	B100 119 550 БТЕ/гал B20 126 700 БТЕ/гал (c)	76 330 БТЕ/гал для E100 (c)	20 160 БТЕ/фунт [3](б)	21 240 БТЕ/фунт (а)	84 250 БТЕ/гал (в)	51 585 БТЕ/фунт (c) 33,3 кВтч/кг	57 250 БТЕ/галлон (с)
Содержание энергии (высшая теплотворная способность)	120 388–124 340 БТЕ/гал (в)	138 490 БТЕ/гал (в)	3 414 БТЕ/кВтч	127 960 БТЕ/гал для B100 (c)	84 530 БТЕ/гал для E100 (c)	22 453 БТЕ/фунт [1](c)	23 726 БТЕ/фунт (в)	91 420 БТЕ/гал (в)	61 013 БТЕ/фунт (в)	65 200 БТЕ/галлон (с)
Физическое состояние	Жидкость	Жидкость	Электричество	Жидкость	Жидкость	Сжатый газ (легче воздуха)	Криогенная жидкость (легче воздуха в виде газа)	Жидкость под давлением (тяжелее воздуха в виде газа)	Сжатый газ (легче воздуха) или жидкость	Жидкость
Цетановое число	н/д	40–55 (г)	Н/Д	48–65 (г)	0–54 (д)	н/д	н/д	н/д	н/д	н/д
Октановое число насоса	84–93 (ф)	н/д	н/д	н/д	110 (и)	120+ (в)	120+ (в)	105 (г)	130+ (г)	112 (и)
Температура вспышки	-45°F (к)	165°F (к)	н/д	от 212° до 338°F (г)	55°F (к)	-300°F (к)	-306°F (к)	от -100° до -150°F (j)	н/д	54°F (к)
Температура самовоспламенения	495°F (к)	~600°F (к)	н/д	~300°F (г)	793°F (к)	1004°F (к)	1004°F (к)	от 850° до 950°F (j)	от 1050° до 1080°F (j)	897°F (к)
Проблемы с обслуживанием			Смазывающая способность	улучшена по сравнению с обычным дизельным топливом с низким содержанием серы. Дополнительную информацию о техническом обслуживании см. в Руководстве по обращению с биодизельным топливом и его использованию — пятое издание. (г)	Могут потребоваться специальные смазочные материалы. Практика очень похожа, если не идентична, на операции с обычным топливом.	Резервуары высокого давления требуют периодической проверки и сертификации.	СПГ хранится в криогенных резервуарах с определенным временем выдержки до сброса давления. Автомобиль следует эксплуатировать по графику, чтобы поддерживать более низкое давление в баке.		При использовании водорода в топливных элементах техническое обслуживание должно быть минимальным. Резервуары высокого давления требуют периодической проверки и сертификации.	Специальные смазочные материалы должны использоваться в соответствии с указаниями поставщика, а также запасные части, совместимые с M85. Может вызвать серьезное повреждение органов тела, если человек проглотит его, вдохнет или попадет на кожу.
Влияние на энергетическую безопасность	Изготовлено с использованием масла. На транспорт приходится примерно 30% общих потребностей США в энергии и 70% потребления нефти. (л)	Изготовлено с использованием масла. На транспорт приходится примерно 30% общих потребностей США в энергии и 70% потребления нефти. (л)	Электроэнергия производится внутри страны из самых разных источников, в том числе с помощью угольных электростанций и возобновляемых источников, что делает ее универсальным топливом.	Биодизель отечественного производства, возобновляемый и снижает потребление нефти на 95% на протяжении всего жизненного цикла. (м)	Этанол производится внутри страны. E85 снижает потребление бензина в течение всего жизненного цикла на 70 %, а E10 снижает потребление бензина на 6,3 %. (н)	CNG производится внутри страны из природного газа и возобновляемого биогаза. Соединенные Штаты обладают огромными запасами природного газа.	СПГ производится внутри страны из природного газа и возобновляемого биогаза. Соединенные Штаты обладают огромными запасами природного газа.	Приблизительно половина сжиженного нефтяного газа в США производится из нефти, но нефть не импортируется специально для производства сжиженного нефтяного газа.	Водород производится внутри страны и может производиться из возобновляемых источников.	Метанол производится внутри страны, иногда из возобновляемых источников.

AMF

Состав бензина и дизельного топлива

Бензин и дизельное топливо состоят из сотен различных молекул углеводородов. Кроме того, распространены некоторые компоненты биологического происхождения, такие как этанол в смеси с бензином.

Бензин содержит в основном алканы (парафины), алкены (олефины) и ароматические соединения. Дизельное топливо состоит в основном из парафинов, ароматических углеводородов и нафтенов. Углеводороды бензина обычно содержат 4–12 атомов углерода с температурой кипения от 30 до 210 °C, тогда как дизельное топливо содержит углеводороды с приблизительно 12–20 атомами углерода и температурой кипения от 170 до 360 °C. Бензин и дизельное топливо содержат примерно 86 мас.% углерода и 14 мас.% водорода, но соотношение водорода к углероду несколько меняется в зависимости от состава.

Парафиновые углеводороды, особенно нормальные парафины, улучшают воспламеняемость дизельного топлива, но низкотемпературные свойства этих парафинов имеют тенденцию к ухудшению. Ароматические соединения в бензине имеют высокие октановые числа. Однако ароматические соединения и олефины могут ухудшить чистоту двигателя, а также увеличить отложения в двигателе, что является важным фактором для новых сложных двигателей и устройств доочистки. Ароматические соединения могут привести к образованию канцерогенных соединений в выхлопных газах, таких как бензол и полиароматические соединения. Олефины в бензине могут привести к увеличению концентрации реакционноспособных олефинов в выхлопных газах, некоторые из которых являются канцерогенными, токсичными или могут увеличить потенциал образования озона. Для обеспечения адекватных свойств бензина и дизельного топлива могут потребоваться присадки.

Традиционный бензин и дизельное топливо не охвачены подробно в «Информационной системе топлива AMF». Вместо этого основное внимание уделяется альтернативным вариантам смешивания или замены бензина и дизельного топлива. Тем не менее, технология двигателя вместе с законодательством и стандартами для бензина и дизельного топлива обсуждаются кратко.

Бензин – законодательство и стандарты

Двигатель и технология очистки выхлопных газов предъявляют требования к качеству топлива. Основные анализы топлива были разработаны для проверки общих характеристик и работоспособности топлива в двигателях внутреннего сгорания. Свойства топлива, важные с точки зрения окружающей среды, такие как совместимость топлива с устройствами ограничения выбросов, были определены впоследствии. Функциональность и общие характеристики бензина можно определить, например, с точки зрения октанового числа, летучести, содержания олефинов и присадок. Экологические характеристики можно определить, например, с точки зрения содержания ароматических соединений, олефинов, бензола, оксигенатов, летучести и серы (свинец запрещен в большинстве стран). Свойства топлива регулируются законодательством и стандартами на топливо. Существует также ряд других региональных и национальных стандартов на топливо.

В Европе Директива о качестве топлива 2009/30/EC определяет требования к основным характеристикам топлива для бензина. Европейский стандарт EN 228 включает более обширные требования, чем Директива по качеству топлива, для обеспечения надлежащего функционирования бензина на рынке. CEN (Европейский комитет по стандартизации) разрабатывает стандарты в Европе.

В США ASTM D 4814 является спецификацией для бензина. Стандарт ASTM включает ряд классов, изъятий и исключений с учетом климата, региона и, например, содержания этанола в бензине. В 2011 году Агентство по охране окружающей среды США приняло отказ от использования смеси этанола 15 об.% для автомобилей 2001 года и новее. В США бензино-оксигенатные смеси считаются «практически аналогичными», если они содержат углеводороды, алифатические эфиры, алифатические спирты, отличные от метанола, до 0,3 об. % метанола, до 2,75 об.% метанола с равным объемом бутанола или спирт с более высокой молекулярной массой. Топливо должно содержать не более 2,0 мас.% кислорода, за исключением топлива, содержащего алифатические эфиры и/или спирты (за исключением метанола), которые не должны содержать более 2,7 мас.% кислорода. В США для автомобилей FFV разрешено так называемое топливо серии P, состоящее из бутана, пентанов, этанола и сорастворителя метилтетрагидрофурана (MTHF), полученного из биомассы.

Производители автомобилей и двигателей определили рекомендации по топливу во «Всемирной топливной хартии» (WWFC). Категория 4 является наиболее строгой категорией WWFC для «рынков с дополнительными повышенными требованиями к контролю выбросов, позволяющими использовать сложные технологии последующей обработки NOx и твердых частиц».

Отдельные требования и свойства топлива показаны в таблицах 1 и 2 ниже.

Таблица 1. Некоторые требования к свойствам бензина в Европе и США, а также рекомендации автопроизводителей (WWFC). Полные требования и стандарты можно получить в соответствующих организациях.

Таблица 2. Примеры некоторых неограниченных свойств бензина.

Дизельное топливо – законодательство и стандарты

Двигатель и технологии доочистки выхлопных газов предъявляют требования к качеству топлива. Основные анализы топлива были разработаны для проверки общих характеристик и работоспособности топлива в двигателях внутреннего сгорания. Свойства топлива, важные с точки зрения окружающей среды, такие как совместимость топлива с устройствами ограничения выбросов, были определены впоследствии. Функциональность и общие характеристики дизельного топлива можно определить, например, с точки зрения качества воспламенения, перегонки, вязкости и присадок. Экологические характеристики можно определить по содержанию ароматических соединений и серы.

Свойства топлива регулируются законодательством и стандартами на топливо. В Европе Директива о качестве топлива 2009/30/EC определяет требования к основным свойствам дизельного топлива. Европейский стандарт EN 590 включает более обширные требования, чем Директива по качеству топлива, для обеспечения надлежащей функциональности дизельного топлива на рынке. В Европе стандарты разрабатывает CEN (Европейский комитет по стандартизации).

В США ASTM D 975 является спецификацией для дизельного топлива. Стандарт ASTM включает несколько классов. Существует также ряд других региональных и национальных стандартов на топливо.

Отдельные требования и свойства топлива показаны в таблицах 3 и 4 ниже.

Таблица 3. Некоторые требования к свойствам дизельного топлива в Европе и США, а также рекомендации автопроизводителей (WWFC). Полные требования и стандарты можно получить в соответствующих организациях.

Таблица 4. Примеры некоторых неограниченных свойств дизельного топлива. a,b

Технология двигателей

БЕНЗИН – Бензиновые двигатели с искровым зажиганием являются основным источником энергии для легковых автомобилей. Двигатели с искровым зажиганием просты и дешевы по сравнению с дизельными двигателями с воспламенением от сжатия. Кроме того, стехиометрическое соотношение воздух-топливо позволяет использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), который способен восстанавливать монооксид углерода (CO), углеводороды (HC) и оксиды азота (NO 9).0009 x ) выбросов одновременно и эффективно. Недостатком двигателей с искровым зажиганием является их более низкий КПД по сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия. Поэтому расход топлива двигателей с искровым зажиганием выше, чем у двигателей, работающих на дизельном топливе, как в энергетическом, так и в объемном выражении.

Бензиновые автомобили с карбюраторными двигателями выпускались до конца 1980-х гг. Сегодня двигатели с искровым зажиганием представляют собой двигатели с распределенным впрыском топлива, в основном оснащенные многоточечным впрыском топлива (MPFI, впрыск топлива во впускной канал). В 19В 90-х годах на рынке появились двигатели с искровым зажиганием и непосредственным впрыском, отличающиеся более высоким КПД и меньшим расходом топлива. Модели, работающие на обедненной смеси с избытком воздуха, также были представлены в 1990-х годах, но вскоре исчезли с рынка. Двигатели с искровым зажиганием, как с непрямым, так и с непосредственным впрыском, теперь основаны на стехиометрическом соотношении воздух/топливо и оснащены катализатором TWC.

Выбросы выхлопных газов двигателей с искровым зажиганием, использующих стехиометрическое соотношение воздух/топливо, можно эффективно контролировать с помощью трехкомпонентного катализатора (TWC). В ТВС происходит окисление оксида углерода и несгоревших углеводородов одновременно с восстановлением оксидов азота. С TWC даже больше 9Достигнуто 0% сокращение выбросов CO, HC и NO при выходе из двигателя на _x, а выбросы происходят в основном при холодном запуске или резком ускорении. Однако в некоторых условиях катализатор TWC может генерировать выбросы аммиака и закиси азота. TWC эффективно работают только в очень узком лямбда-диапазоне, близком к стехиометрическому соотношению воздух/топливо, и поэтому TWC нельзя использовать в двигателях, работающих на обедненной смеси, таких как дизельные двигатели. Преимущество обедненной смеси будет заключаться в улучшении расхода топлива, но за счет увеличения выбросов NO 9.0009 x выбросов. Рециркуляция отработавших газов (EGR) является одной из распространенных технологий, используемых для снижения выбросов NO _x дизельных двигателей, а также используется в двигателях с искровым зажиганием. Для автомобилей с искровым зажиганием с непосредственным впрыском выбросы твердых частиц высоки, и поэтому могут потребоваться сажевые фильтры.

Современные двигатели с искровым зажиганием менее чувствительны к топливу, чем двигатели предыдущих поколений, а абсолютные массовые выбросы низки. Однако при холодном пуске, тяжелых условиях вождения и низких температурах могут быть большие различия, абсолютные и относительные, между видами топлива для всех автомобилей. В прошлом карбюраторные двигатели были особенно чувствительны к топливу, например, возникали проблемы с управляемостью и паровыми пробками. Большинство современных автомобилей, работающих на бензине, могут выдерживать содержание этанола не менее 10 об.% в Европе и США9.0111

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. Дизельные двигатели с воспламенением от сжатия благодаря своему высокому КПД являются основным источником энергии для большегрузных транспортных средств из-за их высокого КПД. Сегодня дизельные двигатели становятся все более популярными и в легковых автомобилях. Устройства контроля выбросов и внутренние решения двигателя оказывают решающее влияние на выбросы выхлопных газов. Дизельные двигатели работают на бедной смеси, что снижает расход топлива, но за счет увеличения выбросов оксидов азота (NO _x). № _х выбросов образуются из азота в воздухе при высоких температурах. Еще одной проблемой дизельных двигателей являются высокие выбросы твердых частиц (ТЧ).

Селективная каталитическая нейтрализация (SCR) и рециркуляция отработавших газов (EGR) являются распространенными технологиями, используемыми для снижения выбросов NO _x дизельных двигателей. EGR — это внутренняя технология двигателя, тогда как SCR — это устройство дополнительной обработки выхлопных газов с использованием восстановителя, такого как аммиак или мочевина. При рециркуляции отработавших газов часть выхлопных газов возвращается в цилиндры двигателя, что снижает температуру сгорания и, следовательно, NO 9.0009 x выбросов. Высокий коэффициент рециркуляции отработавших газов может привести к проблемам с чистотой двигателя, а выбросы твердых частиц могут увеличиться. Катализатор окисления снижает выбросы летучих органических соединений. Сажевые фильтры эффективно снижают выбросы твердых частиц.

Ссылки

Чиба, Ф., Ичиносе, Х., Морита, К., Йошиока, М., Ногучи, Ю. и Цугагоши, Т. Влияние этанола высокой концентрации на двигатель SI

Дегалдо, Р. ., Араужо, А. и Фернандес, В. (2007) Свойства бразильского бензина, смешанного с гидратированным этанолом, для технологии гибкого топлива. Технология переработки топлива 88 (2007) 365-368.

Выбросы (2010 г.) Технический документ SAE 2010-01-1268.

Заявление EMA. (2010) Техническое заявление об использовании кислородсодержащих бензиновых смесей в двигателях с искровым зажиганием. Ассоциация производителей двигателей. Январь 2010 г. http://www.enginemanufacturers.org/.

Кабасин Д. и др. (2009) Форсунки с подогревом для холодного запуска на этаноле. Технический документ SAE 2009-01-0615.

Лупеску, Дж., Чанко, Т., Ричерт, Дж. и ДеВриес, Дж.