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主题：【原创】油品与节能：《液体燃料的性质及应用》读书心得 -- autoeagle
家园 【原创】油品与节能：《液体燃料的性质及应用》读书心得 准备在西西河刨个大坑。
本坑预计包含以下内容：
1，油品简介
2，汽油与汽油机原理
3，柴油与柴油机原理
4，汽车能耗损失分析与节能原理
5，节能方法与燃油添加剂
6，中国节能市场大乱局
7，中国油品市场大乱局
8，如何保护好您的爱车
结合教科书理论以及某些情况，给大家胡扯一通，不知大家有没有兴趣。
以这个开头吧：
猜猜这个添加剂多少钱一吨：
“用作节能消烟助燃添加剂：可用于各种燃料，如柴油、汽油、重油、煤炭等。车用柴油中加入0.1%，可节约燃料油10-14%，提高动力10-13%，尾气中烟度下降30-80%。”
这个描述是非常准确的，甚至在添加量和节油效果宣传上略为保守了一些。简单的说，就是添加一吨这种添加剂，可以节省100-140吨燃油，价值50-80万。那么，你觉得这种添加剂的售价应该是多少？
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 几点疑问(加了一个问题) 车用柴油中加入0.1%，可节约燃料油10-14%，提高动力10-13%，尾气中烟度下降30-80%。”我对这种添加剂能够达到这样的效果表示相当的怀疑，或者楼主拿来当基础参照系的发动机的性能较差，如果真有这样的东东，那满足欧五欧六排放标准还在话下吗？俺们也不用整天忙得鸡飞狗跳了，当然，如果真有这样的添加剂开发出来，衷心地祝贺您，您绝对发大财了。
还有
燃烧室优化设计，涡轮增压，废气回流等技术，着眼点都是提高氧浓度，或者增强燃烧室内涡流，促进混合。这里的废气回流技术貌似和“提高氧浓度，增强燃烧室内涡流，促进混合”都没有太大关系吧。
在燃料密集区域，燃烧反应较为剧烈，温度较高，导致氮氧化物的产生。我想，这段话您还要三思，温度上升导致NOx产生不假，可是您最好再去看看在Lambda为多少时达到NOx排放的峰值，CH在什么时候时达到峰值。什么样的混合气燃烧反应较为剧烈。
最后这句话俺写了删，删了写，最后想来想去还是写上了
对于节油添加能达到的效果（这里指只单纯依靠节油添加剂，不使用其它的技术手段），您和您的开发团队还是要考虑一下发动机的热力学原理。
真诚的希望您能够在节油添加剂的研究上能取得突破。
家园 从化学工程角度可以理解，工程问题归结为三传一反，任何一个方面都可 化学工程问题通常可用几个方面进行解释，
质量传递，热量传递，动量传递和反应过程。
柴油及重油燃烧目前不能做到充分燃烧，所以可以在以上各方面想办法提高效率。
柴油燃烧需要与氧气接触，雾化等方法提高质量传递的效率。
催化剂如二茂铁可提高柴油与氧气的反应速率，也可提高燃烧效率。
家园 试着回答一下你的问题 网上发帖，篇幅有限，时间有限，某些东西难以展开说，显得相当伪科学。
总的来说，发动机和燃料的配合是节能的唯一途径，但两者各有分工。发动机设计本质上是改变了燃烧的外约束条件，而燃料的优化，添加剂的使用，是改变燃料本身的特性。
“或者楼主拿来当基础参照系的发动机的性能较差”，事实上，国内大量使用的柴油机都是性能较差的那种，性能好的轿车用柴油机在中国的油品条件下根本吃不开，这就是发动机和燃料的配合的一个例子。
1.实验是最好的答案，这个配方是公开的，研究燃烧学的同志应该有能力进行试验吧：
配比：
二茂铁 5克，
硝酸戊酯（或硝酸辛酯）2克，
T102清净剂（或任何柴油清净剂，其实加不加对实验无影响，实际使用最好加）2克，
2，6-二叔丁基-4-甲酚 0.2克
琥珀酰亚胺 0.2克
将这约10克混合物完全溶于10KG柴油后即可进行实验。下面4种组分找不到的话，二茂铁是非常好买的，直接加二茂铁10克也成。
另外好的无灰型添加剂，发动机台架实验节能5%不成问题。
2.废气回流装置的实际原理问题，我对目前的说法是存疑的。“再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。”。有实验研究过在柴油机进气口直接通入各种气体的效果，发现通入CO2和N2对发动机有负面影响或无影响，通入H2O有微小的正面影响，综合而言，不及实际装置的效果。但有研究发现，通入H2或H2与CO混合物，则有较大的正面效果。但进一步的分析我没有看到。
3.这个半年前写的“燃料密集区域”确实是用词不当，当时还没有看柴油机的新燃烧学模型，想的是雾化液滴燃烧模型。
我想你了解NOx的生成分为两个过程，后燃期生产的NOx占总量的一半以上。而在燃烧过程中，NOx的实际生成区域是碳粒和缩聚芳香烃与氧反应的壳层区域的内层。减少碳粒团聚和缩短后燃期是同时降低NOx和颗粒的有效方法。而改变Lambda还是在NOx和颗粒平衡上打转。
4.根据这个领域研究者提供的大量视功图数据，少量添加剂确实会相当明显的改变diesel循环的过程，典型趋势是减少压力峰值，提高缓燃期压力，后燃期缩短至原来的50%以下等。另外，排气温度有明显下降，下降幅度在20-40度不等。就热力学而言，没有矛盾。
家园 实验是没什么问题的，但是大量商业化使用， 二茂铁本身的安全性还好说，大量的铁离子喷射到空气里，对环境的影响如何实在不好说，不要弄出当年四乙基铅的问题来。
家园 纳米粒子毒性也是一个很有趣的话题 不过单就二茂铁（钴，镍）而言，目前损害气缸的问题都还没有充分解决。
国外研究人员还是眼馋这种价格低廉，效果强大的添加剂。目前有不少研究着眼于内燃机二茂铁燃烧后形态，目的大概就是研究如何抑制其副作用。
如果研究出完全抑制二茂铁副作用的方法，发明人肯定能发大财的。
家园 会导致三元尾气催化剂中毒的 使用无铅油的车是绝对不能使的。
家园 柴油车的尾气净化装置 比如SCR（选择性催化）装置里的催化剂是不是会中毒也是未知数
家园 某种意义上，金属离子添加剂就是将催化燃烧过程放到燃烧室内 尾气处理装置的基本原理也是利用催化燃烧，在较低的温度下将NOx和Pm再次进行燃烧。但将催化燃烧过程放到燃烧室内，除减少排放外，还有明显的节能效果，不知道有没有研究者考虑在燃烧室内安排特殊的催化系统，结合两者的长处。
家园 建议 您可以看看汽油机所使用的三路催化器和柴油机所使用的SCR有些什么区别，结合以下为什么汽油机和柴油机使用不同的尾气净化装置。我想，您的问题就可以得到解答了。
据我所知，目前没有研究者考虑在燃烧室内安排特殊催化系统。作为一个新的设想，您可以试试看。
家园 尾气处理装置好像不是这么回事 SCR是尾气选择性催化还原，把氮氧化物转成氮气，实在和燃烧没关系。
燃烧室内最好不放置催化剂，绝对对发动机有损害。并且SCR使用的分子筛催化剂也承受不了燃烧的温度。
家园 恰恰相反，其原理非常接近 烃类选择性催化还原法，三效催化剂，非选择性催化还原法，NO直接催化分解等等尾气处理方式，常使用的催化剂，如有金属离子交换沸石催化剂（金属离子）、负载型金属催化剂（纳米尺度金属颗粒）、金属氧化物催化剂（纳米尺度金属氧化物颗粒）、钙铁矿型复合金属氧化物催化剂（同上）、贵金属催化剂（pt，pd的纳米尺度颗粒）,无定形合金，稀土氧化物等，和金属离子添加剂在燃烧室内的形态相当的接近，CeO纳米颗粒添加剂也被直接用于柴油节油剂。
催化燃烧，是指可燃性气体和氧在较低温度下喷射至催化剂表面，发生的无焰的快速化学反应。如NO直接催化分解，就是一种催化燃烧。而烃添加下的NO催化还原，是与烃催化氧化同时发生的化学反应。
家园 del 发错了
家园 你对催化的理解比较有趣 我干这行业也十多年了，很少看到这样的说法。
多写两句。
你提到了几种催化剂，我们看看这些催化剂能否应用在燃烧室内。
金属离子交换沸石催化剂。这个东西我们一般叫分子筛，沸石是比较老的说法，不过仍然在用。分子筛主要是氧化硅氧化铝，有一定的孔道结构。金属离子交换，指的是用碱性金属交换分子筛里面的质子。起催化剂作用的时候是氧化物的形式，不是什么金属离子。在燃烧的温度下，这个孔道会塌陷，也就起不到催化作用了。
纳米尺度金属颗粒。这个听着好听，其实催化起作用的金属几十年来都是纳米尺度的。这个纳米有一个问题，温度高的时候会颗粒会聚集在一起，也就不是纳米尺度了。高温下保持活性金属颗粒的分散性是非常困难的。另外一个问题，燃烧是一个强氧化过程，金属会被氧化的，氧化以后，所起到的催化作用也就不一样了。如果需要使用氧化物形式，不如直接使用氧化物。
纳米尺度金属氧化物颗粒。这个没有氧化问题，不过有颗粒聚集问题，而且很严重。高温下，我可以保证再也不是纳米的了。
钙铁矿型复合金属氧化物催化剂。我也同上吧。
纳米尺度贵金属。纳米尺度，呵呵，前面说过了。
武定形合金。无定形的，高温氧化环境内也就定形了。
稀土氧化物。其实氧化物是一个很好的候选，不过这个应用环境太恶劣了，保持形态是一个很难的问题。一般稀土氧化物是载体，或者添加剂。
金属离子添加剂。不知道是啥，离子总要有个形式吧？不能是离子自己。
其实固体添加剂有一个很麻烦的问题，对燃烧室会不会有机械影响。细小颗粒聚集成大颗粒以后，不是这么容易从燃烧室排放出去的，沉积的量大了，影响不会小。包括那个二茂铁，可能都有这方面的问题，不知道有没有相关研究。
这些固体都需要排放。这个排放本身是否有害，允许排量是多少，也是值得研究的。
至于你说的催化燃烧，低温下，热效率就大打折扣了，和发动机似乎没有多大关系。NO催化分解怎么能叫催化燃烧呢？燃烧必然是氧化反应，还原反应，怎么也不能叫燃烧的。NO再氧化，还是氮氧化物。对了，这个东西我们叫做催化氧化。
家园 见笑了，呵呵 毕竟自己不是干这一行的，有些东西东西比较民科，也属于于班门弄斧，专家面前见笑了。
我还是说说我的理解。尾气处理催化剂是利用高比表面积的金属颗粒，离子或者氧化物颗粒，作为氧化还原反应的催化物质。催化装置的设计，就是将这些高比表面积的物质分散在一定支撑或填充结构中，并防止催化剂团聚（这个应该称为老化吧），或者与其他物质发生反应（中毒）。这些催化剂可以使某些反应动力学可行，但反应速率过慢的反应，或者中间势垒过大的反应进行下去，其初始反应温度确实可大大低于原反应能进行下去的必须温度。
而金属离子添加剂，其有效物质往往也是这些高比表面积的金属颗粒，离子或者氧化物颗粒，但是这些物质是一次性使用，只需要在燃烧的某些阶段燃烧室内合乎要求即可，分散问题，中毒问题，老化问题都不用考虑。但与尾气处理相比，整个化学反应的参与组分是一致的。