? 一、各種氣體燃料在汽車上的應(yīng)用分析
? ??目前所說的氣體燃料按化學(xué)成分主要有H2、CH4～C4H10、和CO。按來源形式分氫氣、天然氣、液化石油氣、煤氣和沼氣等。汽車用燃料應(yīng)具備以下主要條件：①燃料的資源要極大豐富；②燃料的經(jīng)濟(jì)性要好；③燃料的攜帶要方便；④燃料燃燒后排氣污染要小；⑤燃料的安全性。
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表3-3是作者對(duì)上述氣體燃料進(jìn)行的對(duì)比分析結(jié)果。其具體分析如下：
??? (1) 資源從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，天然氣、液化石油氣、煤氣都是可耗盡能源，氫氣是由水制取并能實(shí)現(xiàn)能源形式的及時(shí)轉(zhuǎn)化，因此可以說是取之不盡，用之不絕的；沼氣則是由各種有機(jī)物中制取出來的，只要人類生存下去，其來源就不會(huì)斷絕。
??? (2) 經(jīng)濟(jì)性?這里的經(jīng)濟(jì)性包含兩層含義，一是燃料本身的價(jià)格或生產(chǎn)成本，二是將其應(yīng)用于汽車時(shí)所需設(shè)備的附加成本。從生產(chǎn)成本上看，天然氣最經(jīng)濟(jì)，液化石油氣次之，沼氣的制取需要大型設(shè)備，如果只從沼氣生產(chǎn)角度看，其造價(jià)太高，但從城市和工業(yè)廢物綜合治理上看，這些投資才有價(jià)值。氫氣需利用電能制取，它實(shí)際上成為一種能量載體，它在燃燒時(shí)所釋放的能量要由更多的電能轉(zhuǎn)化而來。因此，氫氣只是未來其它能源形式消耗殆盡時(shí)的主要燃料。從燃料的應(yīng)用性看，由于液化石油氣在低壓常溫下就可液化，其運(yùn)輸、存儲(chǔ)、攜帶方便，因而經(jīng)濟(jì)性最好。其它氣體由于液化極困難，因此這方面的附加成本較高。
??? (3) 攜帶性?由于汽車是移動(dòng)式工作的，其燃料是否方便攜帶是很重要的。除液化石油氣可以液態(tài)攜帶較為方便外，天然氣、沼氣、煤氣、氫氣都很難液化，如以壓縮氣態(tài)存儲(chǔ)，根據(jù)它們的標(biāo)態(tài)體積熱值可知在同樣壓力，同樣容積下所能帶的能量數(shù)額。
??? (4) 排污?從汽車尾氣排放來看，氫氣燃燒后生成水，是最清潔的燃料。天然氣等由于是氣態(tài)進(jìn)入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，混合好，因此燃燒較完全。
??? (5) 安全性?燃燒的安全性有幾方面考慮，一是本身有無毒性，二是是否易形成可燃混合氣，三是可燃混合氣界限大小。煤氣主要成分CO，是有毒氣體，同時(shí)與液化石油氣一樣密度比空氣大、易沉積，不易逸走，因此一旦泄漏會(huì)在小范圍內(nèi)迅速形成可燃混合氣，因而其安全性較差。天然氣，沼氣、氫氣均為無毒氣體，密度較空氣輕，只要不是封閉空間，泄漏的氣體一出即散，很難形成可燃混合氣。從可燃混合氣界限來看，氫氣較大，因此天然氣(甲烷)是最安全的氣體燃料。
??? 從上述分析可以看出，氫氣從資源和排氣污染上看，是最理想的，但由于其制取造價(jià)較高，儲(chǔ)、運(yùn)、帶上技術(shù)水平要求高，因此在目前尚無法廣泛應(yīng)用于汽車，但在不遠(yuǎn)的將來，氫氣會(huì)愈來愈發(fā)揮其重要作用。煤氣主要由煤炭和木柴制取，從目前資源來看，煤氣僅城市居民使用尚有不足，因而無法做為保有量巨大的汽車燃料。沼氣從成分上看與天然氣相近，尤其是在進(jìn)行“洗氣”之后，兩者幾乎相同。但不同的是，沼氣的生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)性差。近年來，隨著城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市垃圾、污水的處理成為共同的難題，目前國(guó)外最先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)就是采用厭氧降解方法，綜合利用，變廢為寶，這樣制取沼氣的費(fèi)用才可能讓人接受。天然氣的資源、經(jīng)濟(jì)性、排污、安全性等諸方面占有極大優(yōu)勢(shì)，因此目前是汽車的首選新燃料。液化石油氣盡管在資源上不如天然氣豐富，安全性差，但由于它易于攜帶，與傳統(tǒng)的液體燃料汽車更相近，因而得到了率先發(fā)展。
??? 到目前為止，氣體燃料應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)汽車上，主要是天然氣和液化石油氣，因此本書以后章、節(jié)主要介紹這兩種燃料在汽車上的應(yīng)用情況。
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