随着我国经济的迅速发展，我国的汽车保有量正以年数百万辆的速度迅猛增加，汽车排放已成为城市大气环境的一个主要污染源，因此如何控制汽车发动机有害排放对城市大气质量带来的日趋严重的影响，在发动机上实现高效、低污染的燃烧，已成为能源与环境研究中的一个重大课题。作为汽车发动机排污控制技术,主要有三条途径: 一是发动机改造，二是排气后处理技术，三是燃油技术。通过汽油无铅化、电控喷射和排气三元催化技术，或目前已较成熟的液化石油气、天然气代用燃料技术，汽油机的有害排放，从技术上而言，已能降低到很低程度。目前主要的问题是如何解决广泛使用的汽车动力柴油机的有害排放，长期以来世界各国的研究者提出了许多措施，如高压喷射、延迟喷油、喷油率控制、废气再循环及排气后处理等，来降低排放，但由于柴油机主要有害排放氮氧化物和微粒的生成条件各异，二者的净化方法相互抵触和矛盾。因此如何兼顾经济性，同时降低柴油发动机的氮氧化物和微粒的排放，一直是世界上发动机研究的一个技术难题。
本文介绍了国际上近年来涌现的超低排污二甲醚燃气汽车新技术的研究开发动态。这种新型代用燃料的出现，显示了二甲醚燃料可十分理想地作为洁净代用燃料，实现柴油机汽车超低排放的前景，已引起西方发达国家政府和专家高度兴趣和重视，被认为是柴油机汽车排放控制技术的新突破。
1. 二甲醚燃料发动机特性
二甲醚(Dimethyl ether)，简称DME，化学分子式CH3OCH3，是一种含氧燃料，它无毒性，常温常压下为气态，常温时可在五个大气压下液化，具有与液化石油气相似的物性。特别是二甲醚无C-C链，其十六烷值大于55，具有优良的压缩性，非常适合于压燃式发动机，用作为柴油机的代用燃料。而常规发动机代用燃料液化石油气、天然气、甲醇，它们的十六烷值都小于10，一般只适合于点燃式发动机。
几年年前丹麦技术大学和Topsoe公司首先将二甲醚用做柴油机燃料，接着世界著名的AVL公司及AMOCO公司等对二甲醚燃料发动机特性做了较系统的研究。研究表明，燃用二甲醚燃料的发动机，仅对原柴油机的燃油系统进行了一些改造，喷射压力降低到200 - 300 bar，在保持原柴油机高热效率和同样的输出马力、扭矩及燃油经济性的前提下，不用任何废气再循环系统和废气处理装置，氮氧化物就能大幅降低，达到2g/bhp-hr以下, 同时，控制氮氧化物和微粒排放的对立与矛盾不再存在，碳烟排放为零，没有任何加速烟度，微粒排放也大幅降低，仅来自润滑油。发动机氮氧化物、微粒、一氧化碳、非甲烷碳氢和醛类有害排放全面满足了世界上最严格的美国加里弗尼亚州1998年中型车超低排放车(ULEV)标准。除上述特性外，发动机燃烧噪声可降低10dB(A)左右。
显示了二甲醚燃料可十分理想地作为洁净代用燃料，实现柴油机汽车高效率、低噪声、超低排放的前景。由于DME燃料的卓越性能，二甲醚燃气汽车技术已引起到西方发达国家政府和专家高度重视。最近二年西方发达国家、日本和韩国纷纷开始研制开发燃用二甲醚的燃气汽车。国内上海交通大学、西安交通大学也正在进行有关研究。
2. 二甲醚燃料的制取与成本
二甲醚燃料的制取原理可以煤、天然气、生物有机物等为原料产生合成气一氧化碳、二氧化碳和氢气，然后常规通过二步法先制得甲醇，进一步脱水制成二甲醚。最近丹麦Topsoe公司成功地开发出了以天然气为原料产生合成气，由合成气一步法高效制备二甲醚的工艺，大大降低了二甲醚的生产成本。二甲醚作为汽车燃料的生产成本，取决于二甲醚燃料制造工艺和生产规模，AMOCO公司曾对生产成本有一预算，若以天然气为原料，采用Topsoe公司一步法制备二甲醚的工艺，按每天生产42000桶的规模，生产成本低于柴油和汽油，为柴油的84%,汽油的45%。根据世界能源大会统计的数据，世界石油的平均可采年数为43年。预计2020年之后世界的石油供给量将减少。中国的石油埋藏量仅占世界的2.4％，特别是从1993年起我国已从一个石油输出国变成了输入国。国家煤炭工业部的预测，到2010年我国原油的需求将严重不足。石油资源短缺是我国汽车发展的一个潜在威胁。而另一方面，我国具有丰富的煤资源，因此开发可从煤衍生的代用燃料二甲醚燃料，除对大幅度改善城市大气质量有现实意义外，对降低我国汽车对石油燃料的依赖性，逐步改变汽车燃料结构具有特别重要的战略意义。根据我国的国情，二甲醚燃料可以煤为原料，利用现有的城市煤气生产设备制造。在具有天然气资源的地区，更可利用天然气高效制备二甲醚。二甲醚规模化生产已无技术问题。但一种新型代用燃料的推广，它牵涉到汽车和发动机的生产，规模化燃料的生产，加油站的建设等。将取决于政府行为和市场机制。
3. 结论
二甲醚燃料发动机是国际上近年来涌现的很有发展前途的超低排污汽车新技术，试验研究发现燃用二甲醚燃料的发动机，仅对原柴油机的燃油系统进行改造，发动机氮氧化物、微粒、一氧化碳、非甲烷碳氢和醛类有害排放就能全面满足世界上最严格的美国加里弗尼亚州超低排放标准。显示了二甲醚燃料可十分理想地作为洁净代用燃料，实现柴油机汽车超低排放的前景。作为一种新型代用燃料的推广，它牵涉到汽车和发动机的研究开发与制造，规模化燃料的生产，加油站的建设等。将取决于政府行为和市场机制。
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