發布時間：2014-08-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：《車用甲醇汽油(M85)》是我國在2009年底實施的甲醇汽油產品標準，它的標準是要求甲醇汽油中的甲醇含量要在85%左右，為了符合這種燃料的使用標準，發動機要進行專門改造。如果要使用低摻混比例的甲醇汽油就無需對發動機進行改造，因此，本文主要研究低
摘要：《車用甲醇汽油(M85)》是我國在2009年底實施的甲醇汽油產品標準，它的標準是要求甲醇汽油中的甲醇含量要在85%左右，為了符合這種燃料的使用標準，發動機要進行專門改造。如果要使用低摻混比例的甲醇汽油就無需對發動機進行改造，因此，本文主要研究低摻混比例的甲醇汽油。
1 引言
在現代社會，環境污染已經成為一個制約經濟發展與人類生存的問題。許多發達國家在環境治理方面的道路是曲折的，通過對以前所走道路的深刻反思，我們已經從單純的環境污染治理，走向了以“治理為輔，防治為主”的佳境。環保污染的綜合預防已成為今天的環保理念與戰略，是二十一世紀環境保護的基石。在二十一世紀的今天人們的環保意識得到了大幅度的提高，隨著世界上石油資源的不斷枯竭，研發一種環保燃料來取代石油燃料迫在眉睫。將甲醇以一定的比例混在汽油中形成一種新型燃料，將代替部分汽油，緩解目前原油緊缺的形勢。甲醇汽油作為一種新型能源，不但減少汽車尾氣中有害氣體的排放，而且不會影響汽車的行駛性能，是一種新型的環保清潔能源。
2 實驗部分
2.1 實驗樣品
在實驗室配置甲醇汽油，其中基礎汽油的制備是用在加油站購買的93#成品汽油，用實驗室中分析純度大于99.5%的無水甲醇，配制成90個體積濃度都在1.2%～24%(v/v)范圍內的汽油樣品。不用添加助溶劑，因為在含水量極少的情況下，在室溫時甲醇與汽油不會有明顯的分層現象。
2.2 波長初步選取
實驗室中由于檢測器陣列物理特性存在限制因素，到時最終測得的原始近紅外光譜的兩端存在無效信號，為了防止模型回歸和預測能力下降或不穩定的問題，應避免將此部分數據帶入多元統計模型中。因此，波長范圍應選擇在(1100～1650)nm的光譜數據建模，從而得到近紅外光譜圖。
2.3 預處理方法
由于原始近紅外光譜中包含了一些干擾因素，例如：雜散光、基線漂移等，就需要進行預處理來消除無關的信息變量，極高校正模型預測能力。因此對原始汽油光譜進行預處理時，本研究采用以下方法：
(1)一階微分：采用微分光譜去除原始譜圖中的熒光背景，提高原始譜圖的分辨率，采用多樣式的一階微分方法，得到一階微分光譜圖。微分窗寬選擇50nm。
(2)歸一化：其目的主要是為了消除激光器光強和測量距離的變化對近紅外光譜圖造成的影響，因此本次實驗采用標準正態變換對汽油近紅外光譜進行歸一化處理。
3 結果與討論
3.1 基礎汽油譜圖與甲醇汽油譜圖的分類
觀察預處理后的圖譜可以發現，波長段在(1370～1450)nm處，成品汽油與甲醇汽油存在明顯區別。因此，我們可以根據譜圖之間的差別對基礎汽油和甲醇汽油進行分類。用PCA對波長段(1370～1450)nm處的光譜進行處理，可明顯看出，成品汽油和甲醇汽油在分類特性上存在明顯的區別，易于區分。
3.2 對甲醇汽油中甲醇含量進行定量分析
要對甲醇汽油中甲醇的含量進行定量分析，就要先建立一個定量分析模型。選擇已經確定好的20個甲醇汽油樣本，其中甲醇的含量分別為10%、15%、20%、25%、30%，每種樣本準備4個。通過計算對檢驗模型進行評價。
3.3 光譜波段影響定量模型
通過計算得出原始光譜的各波段長度的數據與甲醇含量之間的關系。從而可以得出如下結論：光譜波段為(1400～1650)nm時和甲醇含量之間有比較好的線性關系，光譜波段在1300nm之前和其線性關系比較差。有文獻指出，在1410nm附近的吸收峰是對應的醇類物質中O—H鍵的伸縮振動，出現在1150nm和1190nm附近的吸收峰是對應甲基的C—H鍵的二級倍頻，在1360nm和1435nm處出現組合頻。在(1100～1300)nm階段的光譜數據和甲醇的含量相關性很差，原因是此階段包含了烴類各種官能團的吸收峰，致使吸收譜帶疊加。甲醇在(1400～1650)nm的光譜階段內有較強的吸光度，而其他烴類的吸光度相對比較弱。因此這段光譜能夠更好的反應甲醇的含量。
4 結論
本研究通過近紅外光譜技術與PLS多元校正法測定甲醇汽油中甲醇的含量。結果實驗表明，此技術更加有效的對甲醇汽油及其成品汽油進行了分類，而且，在對甲醇含量的定量分析中其模型可以達到更高的精確度。此項研究也為我國生物汽油的推廣和即將使用的甲醇汽油的質量奠定基礎。
5 甲醇汽油推廣應注意的問題
甲醇汽油的物理性質：低沸點、易揮發、有害物質，用作汽車燃料可以有效解決環境污染的問題。甲醇經過口、呼吸道和皮膚都可以使人中毒，但通過綠色植物的吸收和光化學反應都可以將甲醇進行降解，不會對環境造成不良的影響�？傮w來說，甲醇燃料的使用對環境有一定程度的危害，因此應在街道兩旁多種植一些綠色植物，避免對城市居民構成威脅。而且，科技工作者還要繼續研究尾氣凈化技術，與甲醇燃料一起投入市場。
6 展望
甲醇汽油的推廣已成為利國利民的大事，目前大家關注的焦點問題是：甲醇汽油在使用過程中會產生的一系列污染問題能否得到解決?這個問題是甲醇汽油能否正常投入使用的關鍵所在。甲醇和甲醇汽油只有在嚴格按照比例為10：1的情況下才是清潔燃料，否則仍會污染大氣。只要比例控制得當，在經濟如此飛速發展的今天，甲醇汽油仍會有巨大的市場需求。使用甲醇汽油作為燃料，不僅有利于環境保護，而且甲醇作為燃料可以優化能源結構。甲醇汽油代替石油的使用，降低了對石油的依賴，促使甲醇燃料汽車的研發。目前，甲醇燃料投入市場使用的初期計劃已經形成，低濃度的甲醇——汽油混合燃料已經逐步走向商業化。甲醇——汽油混合燃料已得到廣泛利用。為了更好的彌補石油資源的不足，高濃度和純甲醇的使用將是今后人們研發的目標，由于經濟實用，甲醇——汽油雙燃料系統已漸漸得到人們的關注。
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