簡介
物理性質之一。一種物質的揮發性是指它從液體或固體變成氣體的傾向。有一類被稱為揮發性有機物(VOCs)的污染物,這些化合物一旦暴露到空氣中就會迅速地從液體或固體變成氣體。一種物質越容易揮發,越有可能消失到空氣中。
柴油揮發性
介紹
柴油機自問世以來,就以其功率大、經濟性好而區別於汽油機。但是,同柴油機上述優點相伴隨的是,由於柴油機燃料揮發性差,造成了燃料在作功過程中燃燒不充分。這一方面是對燃料的浪費,又一方面還造成了對環境的污染。
解決問題
對於柴油作為燃料揮發性差的問題,人們想了很多辦法,象:利用噴嘴將燃料霧化;增加噴嘴的數量,多向噴油;改變活塞上部形狀,以形成強烈的渦流效應;等等。這些都是從汽缸內部的結構方面發掘出來的增效辦法,事實上這些辦法也都是十分有效的。但是,除了從汽缸內部的結構方面,尋找解決方案外,還應該從汽缸外部尋找解決辦法,象在燃燒室外部的供油管路上,串聯一個燃油蒸發汽化裝置,以加熱方式(省略了噴嘴霧化過程)直接形成燃油的汽化,也應該是一個解決方案。並且,蒸汽化後燃油的化學活性,是霧化狀態的燃油無法比擬的,可以講,分子態的柴油蒸汽是最理想的柴油霧化狀態。單從燃燒效果比較,我們從柴油灶的使用中就可以找到答案。
要實現這一構想,首先要解決熱源問題,而工作後的柴油機是有大量餘熱的,這樣將柴油汽化裝置固定在柴油機的排氣管上,就可以解決問題,這是從節能方面考慮問題,而從控制方面考慮,也可以用電熱方式解決問題。使用電熱方式,只要用一個壓力感測器與受其控制的電開關,在汽化裝置內壓力達標後,使電熱棒斷電,在壓力下降後又接通電源。這樣,方案的可行性就有了保障。
連帶效應
但我們還要考慮由此形成的一些連帶效應:一、柴油是一種可燃物質,在其加溫汽化後,必然要形成較高的壓力,如果不考慮這個問題,那么一旦形成泄露,情況是會很危險的,故而柴油機的燃油汽化裝置及其相關的管路部分,必須加工成耐高壓的,其工作壓力一般可以想像成等於或略大於柴油機的工作壓力,比如9~10MP,以實現對燃燒室的燃料自流噴射。二、由於柴油燃料在進入燃燒室前,已經呈汽化狀態,因此噴油嘴的存在沒有必要了,相反其可能會成為一個節流阻力而影響柴油機的功率,這時用一個同曲軸聯動的二位式開關閥控制進油,油路系統的基本設定就成立了。三、傳統柴油機的柱塞泵是各個汽缸分立的,有幾個汽缸就要有幾個柱塞式油泵,且結構相當複雜(負責加壓、控制油量與防尾滴等),而使用燃油汽化裝置後,只要在汽化裝置的前面,設定一個總量等於原先所有分泵供油總和的大柱塞泵即可,且其結構簡單(只負責加壓,控制油量由二位閥負責,汽化後無尾滴現象),從而節約製造成本,而從汽化裝置的汽化室上設定分別通向各個汽缸的高壓油管,油量控制由二位閥控制,供油與活塞的同步運轉就可以實現。在這些基本因素考慮到了之後,柴油機的燃油汽化方案就具備了實用意義。
套用範圍
這時,我們再重新審視一下這個方案的套用範圍,會發現,在燃油汽化裝置的介入下,也為汽油機利用柴油燃料提供了可能。汽油燃料,是以常溫下可以自發性揮發形成混合氣而供內燃機利用的,而在柴油加溫形成柴油蒸汽後,實際上也達到了汽油機燃料的利用條件。這時,只要在汽油機上加裝一個柴油汽化裝置,那么汽油機同樣也可以燒柴油。在石油資源日趨匱乏之際,我們多使用一些辛烷值低的燃料,則對石油資源的利用更充分一些(在煉油過程中,長鏈烴在原油裂解中多形成一些,由於碳氫配比的原因,低值的瀝青與油焦就少形成一些),而柴油在儲運過程中的安全性要大大高於汽油。而且在緊急情況下,內燃機還可以使用植物油作臨時替代燃料。因此,柴油燃料汽化工作方式的研究,大有潛力可挖。
處理系統
一種揮發性燃料處理系統,其用來處理燃料罐中產生的揮發性燃料。貯罐用來臨時存放燃料罐中產生的揮發性燃料。充氣通道將燃料罐與貯罐相連。第一排放通道將貯罐與具有渦輪增壓器的內燃機的進氣管相連。排放控制閥布置在第一排放通道中以便調節流過第一排放通道的氣體流量。第二排放通道將第一排放通道上排放控制閥的下游與進氣管中渦輪增壓器的上游相連。噴射泵安裝在第二排放通道上。加壓空氣供給通道將由渦輪增壓器加壓的空氣供到噴射泵。噴射泵包括噴嘴以便將加壓空氣供給通道供過來的加壓空氣排出。
燃料揮發危害
化學性質
揮發性有機氣體VOC是指在常壓下,沸點在50-260℃之間的各種有機化合物。VOC按其化學結構,可進一步分為:烷類(如三氯甲烷)、芳烴類(如苯、甲苯)、烯類(如三氯乙烯)、鹵烴類(如1211—哈龍滅火劑)、酯類(如二異氰酸甲苯脂)、醛類(如甲醛)、酮類(如丙酮)等。它的特點是:種類多、成份複雜、長期低劑量釋放、對人體危害大。
健康危害
關於揮發性有機氣體VOC的毒性和危害的研究遠不及其它氣態污染物。因為VOC並不是單一的化合物,各化合物之間的協同作用(相加、相乘、拮抗和獨立作用)關係較難了解;VOC的組分在不同的地點、時間是不相同的。
揮發性有機化合物可刺激眼睛和皮膚,引起睏倦、咳嗽和打噴嚏。而另一些揮發性有機化合物(例如通過汽油廢氣釋放的苯和1,3-丁二烯)也是致癌物質,可引起白血病。
一般認為,正常的、非工業性的室內環境VOC濃度水平還不至於導致人體的腫瘤和癌症。當VOC濃度為3.0-25 mg/m3時,會產生刺激和不適,與其它因素聯合作用時,可能出現頭痛;當VOC濃度大於25 mg/m3時,除頭痛外,可能出現其它的神經毒性作用。