Getra brenniefniþurð efna að minnka skaðlega útblástur frá brenniefnarkerfum?

Hvernig brensliþáttar virka til að minnka útblástur

Efnafræðilegar brautir: Súrefnis-, setan-jafna- og katalýtiskir þáttar sem breyta kveiksluefnafræði

Blandaefni í eldsneyti vinna töfrann sinn með því að breyta því hvernig eldsneyti brennur á sameindastiginu. Tökum etanólvörur til dæmis. Þær koma með auka súrefni í eldsneytisblönduna sem hjálpar til við að losa okkur við þessi pirrandi kolefnismonoxíð sameindir og afgangsefni kolvetna, og breyta þeim í staðinn í CO2 og vatns gufu. Fyrir dísilvélar eru hluti sem kallast ketan-hækkandi eins og EHN sem gera eldsneytið að kveikja betur. Þeir stytta biðtíma fyrir brennslu og þannig gengur vélin sléttari. Svo höfum við þessa katalytísku viðbót með málma í þeim, cerium oxíð er eitt algengt dæmi. Þessi efni auðvelda eldsneytinu að brenna vegna þess að þau draga úr því sem efnafræðingar kalla virkjunarorku. Hvað varð úr því? Hreinni brennsli gerist jafnvel ūegar hitinn er ekki of háur inni í vélinni. Allar þessar mismunandi efnafræðilegu bragðatæki gerast beint í brenniskammerinu sjálfu, skera niður á þeim hálfbrennda leifar sem skapa mengunarvandamál. Flestir framleiðendur segja frá verulegri minnkun á skaðlegum losun þegar rétt útbúnar efnasamsetningar eru notaðar.

Heitrænaáhrif: Hraðari útbreiðsla logans, styttri brennslustofnun og jafnari brennsli

Sumir efnastofnandi efnastofnir geta aukið eldsneytisbrennslu véla með því að laga mikilvæg hitaþættir innan vélarinnar. Þegar ketanbætingarefni eru bætt við díseleldsneyti minnka þau þann tíma sem eldsneytið tekur að taka eld eftir að það er sprengt inn í vélhólfið, stundum um um 30% eða svo. Þetta þýðir að eldsneytið kveikir hraðar þegar það er sprautað, sem hjálpar til við að skapa jafnari útbreiðslu eldsins um allt brenniskamarið. Án þessara viðbótarefna eru oft blettir í sílindrunni þar sem of mikið óbrennt eldsneyti safnast saman og leiðir til þessara pirrandi þrota sem við köllum PM mengun. Betri brennistefnavarnir koma einnig í veg fyrir að allt verði of heitt þar inni, sem er góð tíðindi því há hitastig eru það sem veldur skaðlegum NOx gasum í fyrsta lagi. Þetta leiðir til betri virkni vélarinnar, sparnaðar á eldsneytiskostnaði og samhliða því minnkar bæði staðal loftmengun og CO2 losun.

Markmið með mengandi efnum: Hvernig bætiefni draga úr CO, NOx, THC og þéttum efnum við uppsprettu

Viðbótarefni í eldsneyti í dag virka með því að draga úr ákveðnum skaðlegum losunarefnum með efnafræðilegum efnum. Þegar súrefnisefni eru blandað saman, hjálpa þau að lækka koltónmonoxíð og heildar kolvetni vegna þess að þau tryggja að eldsneytið brenni betur, sérstaklega þegar lítið súrefni er í boði. Sumir efnasambönd innihalda málma eins og cerium eða járn sem reyndar flýta brennslu suðufleika inni í vélinni. Rannsóknir hafa sýnt að með því er hægt að draga úr losun þyngdar úr vélum um allt frá 18 til 31 prósent. Nokkrar sérblanda stjórna einnig eldsneytishitastiginu sem hjálpar til við að halda níðuglendi í lágu án þess að hafa áhrif á hvernig vélin gengur. Það sem gerir þessi efnasambönd mjög verðmæt er að þau takast á við nokkrar mengunarupplýsingar í einu. Þeir virka sem aukaverndarslag áður en losungareyðuflögur yfirgefa vélina, allt á sama tíma sem þeir gera eldsneytið skilvirkara og hjálpa ökutækjum að fara lengra með hvern bensíntank.

Oxygenated Additives og hreinari brennslu í bensín- og dísilvélar

Oxygenated bætiefni auka eldsneytisstarfsemi með því að auka súrefnisþátttöku í eldsneytisblöndunni, styðja við fullkomnari oxun og draga úr kolefnismonoxíð og óbrenndum kolvetnislofttegunda.

Efnaþróun: að draga úr losun koltvísýrings og kolvetnis um allt að 22%

Etanól og 1-butanól eru vel sett súrefnisþættir sem þegar þeir eru blandaðir í bensín eða dísilol geta dregið úr losun CO og kolvetnis um allt að 22% (SAE 2020). Hár súrefnisinnihald þeirra styður við nákvæmari brennslu, sérstaklega við slæm brennslu þar sem súrefni er annars takmarkað, sem leiðir til færri að hluta til brenndur aukaafurðir.

Samræmi við að draga úr NOx og þvælum hlutum við dísilvirkjun við mikla álagningu

Oxygenates gera gott starf í að draga úr kolefnismonoxíð og kolvetnislofttegunda losun, en þegar kemur að köfnunarefni oxíð og frumu í þungri dísilhlaða, árangur er ekki svo skýrt klippt. Meiri súrefni þýðir heitari brennur inni í vélinni, sem hefur í raun tilhneigingu til að auka NOx framleiðslu. Rannsóknarmenn hafa líka tekið eftir einhverju áhugaverðu. Það virðist vera lítil aukning á þessum smáu ofurþynnku þörfum samkvæmt rannsóknum sem birtar voru í Combustion and Flame árið 2017. Hins vegar minnkar heildarmagn suðursins yfirleitt. Allt bendir þetta til þess að mismunandi mengandi efni haga sér öðruvísi eftir því hversu mikið vélin er að vinna á hverjum tíma.

Hlutföll fyrir hækkaða losunarstýringu sem eru gerð úr nanopartölum og málm

Al2O3 og CeO2 nanoparticles: 1831% minnkun á PM út úr vélinni og aukin súrnun

Nokkrir nanopartíkular eins og áloxíð (Al2O3) og cerium oxíð (CeO2) virka sem örvandi innan í vélsylindrum, auka hitaflutning og hjálpa eldsneyti að brenna betur. Þegar um 50 til 100 hlutar á milljón af CeO2 er blandað í díseleldiseldsneyti sýna rannsóknir að losun þéttvirkja frá vélum lækkar um 18 til 31%. Kolmónóxíðhlutfallið lækkar líka, ásamt þeim pirrandi kolvetnisleifum. Það sem gerist hér er mjög áhugavert. Cerium virkar í gegnum yfirborðsviðbrögð og gefur út súrefni við brennslu og skapar þessi virku súrefnismolekúlur sem ráðast á rótateind. Þessi tvíþætt aðferð dregur úr rökkun frá upphafi og tekur einnig á uppbyggðum kolefnisfangstöðum sem þegar eru í brenniskammrum. Vélvirkjar sem vinna við nútímavélar hafa tekið eftir hreinari stofunni með tímanum þegar þessi efnasambönd eru notuð reglulega.

Járn- og keríumblöndur sem örvandi í eldsneyti: Efling á skilvirkni og minnkun á samræmi við NOx-PM

Með því að bæta járni og keríum sameindum er verið að ná framförum í því að vinna gegn löngum vanda um að jafna útblástur NOx og þvottar í dísilvélar. Þessi efnasambönd virka með því að minnka brennslufrest og skapa jafnari brennslu í síldrunni. Þar af leiðandi lækka reykhæð verulega sumir próf sýna minnkanir um 40-45% án þess að valda miklum hækkunum í nítrótónoxíðframleiðslu. Það sem gerir þessa örvandi sérstaklega gagnlega er að þeir geta virkað vel við allt ýmis starfshita, þannig að þeir halda áfram að virka hvort sem vélin er í léttri álagi eða fullri afli. Þetta er í andstöðu við hefðbundnar úrlausnarhönnunarhættir sem takast aðeins á við mengunarefni eftir að þau hafa þegar myndast við brennslu. Í staðinn taka eldsneytisburðaróttakanir á málið strax frá upphafi ferlisins og veita hreinari niðurstöður með færri hlutum sem þarf til að stjórna losun í heild.

Efni til að bæta gísla og áhrif þeirra á losun dísilsins

2-Ethylhexyl nitrat (EHN): Raunveruleg áhrif á CO, HC, NOx og reykþoka úr NEDC prófunum

EHN, eða 2-etýlheksýlanitrát, virkar sem vinsælt viðbót til að bæta ketanfjölda díseleldis, sem þýðir að það hjálpar díselvélar að kveikja hraðar. Þegar prófað var samkvæmt gömlum NEDC staðla var fundið að ef EHN var bætt við eldsneyti minnkaði losun kolefnismonoxíðs og kolvetnis um um 15 prósent vegna þess að eldsneytið brennur betur. Það sem gerist með köfnunarefnisoxíð fer eftir því hversu mikið vélin vinnur. Við minni álag er hægt að sjá niðurgang í útblástur NOx um 8%, en þegar vélar eru í fullri afli, þá hitar hitinn svo mikið að NOx hækkar um 1,8%. Góðu fréttirnar eru ađ reyk og frumuefni lækka yfirleitt á bilinu 10 til 20% ūví betri kveikja gerir allt hreinara. Fyrir eldri dísilvélar veitir EHN hagstæð lausn til að draga úr losun án þess að þurfa að gera dýrar búnaðarbreytingar. Raunverulegar niðurstöður eru auðvitað háðar ákveðnum vélhönnun, hvernig þau eru notuð daglega og hvers konar grunneldsneyti er blandað við efnið.

Brennslisbótarefni og eftirvökunarkerfi: Virkni, kostnaður og takmörk í raun og veru

Samanburður á eldsneytisviðbótarefnum og katalysatörum: Útblásturshækkun á dollar, endingarþol og innleiðingaráskoranir

Þegar kemur að því að stjórna losun, taka brennsluefni og eftirmeðferð kerfi eins og katalysatorar allt aðrar leiðir. Brennslisbótarefni breyta hvernig brennslan fer fram innan vélarinnar sjálfrar. Þeir þurfa ekki vélarbreytingar, hafa tiltölulega lágar upphafskostnað og er auðvelt að bæta þeim í venjulega eldsneytisforða án mikilla vandræða. Áhrif? Þessir bætiefni þurfa að vera notaðir stöðugt til að viðhalda áhrifum sínum og geta því í raun aukið rekstrarkostnað með tímanum. Katalysatorar bjóða upp á eitthvað allt annað. Þau endast lengur og draga úr skaðlegum gasum eins og kolefnismonoxíði, köfnunarefni og kolvetnum mjög vel. En það er líka hlekkur á þessu kerfi. Þetta kemur með háa uppsetningarverð, þarf nægilegt pláss í bílnum og þarf reglulega viðhaldsvöktun. Ef við horfum á kostnaðinn á lítra segir okkur yfirleitt að viðbótarefni séu skynsamlegri fyrir minni flugvélaflotur eða þegar um er að ræða ýmsa tegundir af vélum. Hins vegar hafa eftirvinnslukerfi tilhneigingu til að virka betur í aðstæðum þar sem ökutæki eru stöðugt í lengri tíma. Flest fyrirtæki eru einhvers staðar á milli og sameina oft báða aðferðirnar til að ná sem bestum árangri miðað við sérstakar aðstæður.

Spurningar

Hvað eru brennsluefni og hvernig draga þau úr losun?

Eldsneytisviðbótarefni eru efni sem bætt eru í bensín eða díseleldsneyti sem breyta eldsneytisferlinu og bæta virkni vélarinnar. Þeir draga úr losun með því að auka brennslugetu eldsneytis, hjálpa til við algjöra súrefningu og draga úr skaðlegum mengunarefnum við upphaf eins og CO, NOx, THC og frumuefni.

Getur eldsneytisviðbót skipt fyrir katalysatísku umbreytendur?

Þótt brennsluefni sé þægileg leið til að draga úr losun beint innan vélarinnar, þá er ekki hægt að koma í staðinn fyrir katalysatísk breytir sem eru hannaðar til að hreinsa útblástursgasana enn frekar áður en þeir fara út úr bílnum.

Hvernig virka ketanbættir í dísilvélar?

Cetan-aðbótarefni eins og 2-etýlheksýlanitrát (EHN) auka eldsneytisgæði díseleldsneytis og hjálpa því að kveikja hraðar þegar það er sprautað inn í brenniskamarið og minnka þannig frestunartíma og bæta einræmi brennslu

Eru einhverjar afskipti þegar súrefnisþættir eru notaðir?

Súrefni viðbætur minnka marktækt CO og kolvetnissýringu, en geta aukið myndun NOx við hár hitastig í dieselkeyrslu vegna hærri brennihitastigs.