بررسي استفاده از متانول پس از تجزيه كاتاليتيكي حرارتي در اتومبيل هاي سواري

نويسنده: رمضانعلي ديانتي تيلكي
استاد راهنما: غياث الدين
استاد مشاور: سيمين ناصري، اشرف السادات مصباح
تاريخ دفاع: 1371/12/15
مدرك: كارشناسي ارشد
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، بهداشت و انستيتو تحقيقات پزشكي، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: شكي نيست كه زنگ خطر اتمام ذخيره منابع سوخت هاي فسيلي جهان به صدا درآمده است. صاحبنظران متفق القول بر اين عقيده اند كه توليد جهاني نفت خام در سال 2000 به بالاترين ميزان خود خواهد رسيد.
در مقايسه با سوخت هاي كه در حال حاضر مورد استفاده قرار مي گيرند يا قرار است در آينده كاربرد پيدا كنند، هيدروژن مزاياي بسيار زيادتري دارد. هيدروژن سوخت بي نظيري است كه با استفاده از آن دو مشكل عصر حاضر يعني بحران انرژي و آلودگي محيط زيست حل خواهد شد.
با احتراق هيدروژن، تقريباً هيچ آلاينده مضري توليد نمي شود. از آنجا كه اتم كربني در هيدروژن موجود نيست، احتمال انتشار مونوكسيدكربن و هيدروكسيدكربن نسوخته از يك موتور از يك موتور هيدروژن سوز وجود ندارد.
هيدروژن خواص بسيار جالب توجهي استفاده بعنوان سوخت اتومبيل دارد. هيدروژن حدود احتراق پذيري وسيعي دارد، سرعت شعله آن زياد است و نسبت به سوخت هاي مايع مخلوط بسيار همگن تري از هوا- سوخت ايجاد مي كند.
هيدروژن مي تواند بصورت هيدريدهاي فلزي، بشكل مايع در دماهاي بسيار پائين يا به صورت گاز در فشارهاي بالاتر ذخيره شود. همچنين مي توان هيدروژن را بصورت متانول ذخيره نمود. طي پروسه توليد هيدروژن توسط تجزيه متانول به ازاي هر مول متانول دو مول هيدروژن و يك مول مونوكسيد كربن توليد مي شود. اين مخلوط گازي قابل احتراق مي تواند بعنوان سوخت در موتورهاي درون سوز جرقه اي مورد استفاده قرار گيرد. نتايج آزمايشات نشان مي دهند كه اين كار در عمل امكان پذير است. مي توان يك موتور درون سوز جرقه اي را با استفاده از سوخت مخلوط هيدروژن و مونوكسيد كربن حاصل از تجربيات متانول به كار انداخت. اين تحقيق در سال 1371 در دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي تهران بر روي يك اتومبيل بنزيني با استفاده از هيدروژن و مونوكسيد كربن حاصل از تجربيات كاتاليتيگي حرارتي متانول بعنوان سوخت انجام شده است. تجهيزاتي كه در اين پروژه مورد استفاده گرفته است در زير توصيف شده اند: يك پمپ براي انتقال متانول به راكتور با ميزان انتقال 8/0 ميلي ليتر در ثانيه (628/0 گرم در ثانيه)
كاتاليست مورد استفاده Zno / Cuo با نسبت اتمي CU/Zn=30/70 بود.
يك راكتور كه به منظور تجزيه كاتاليتيگي- حرارتي متانول طراحي شد. راكتور با ورقه مس ساخته شد. حجم راكتور حدود 800 سانتي متر مكعب بود كه مي توانست حدود 750 گرم كاتاليست را در خود جاي دهد.
واكنش تجزيه در حضور حرارت اتفاق مي افتد. انرژي لازم براي توليد حرارت توسط يك دستگاه U.P.S تامين مي شد. دستگاه U.P.S مي تواند 24 ولت مستقيم و باطري اتومبيل را به 220 ولت با توان 900 وات تبديل نمايد.
وسيله ديگري كه در اين پروژه مورد استفاده قرار گرفت، واحد اختلاط هوا سوخت مي باشد. سوخت ( مخلوط هيدروژن و مونوكسيدكربن كربن) و هوا در اين واحد اختلاط با هم مخلوط مي شدند. مخلوط سوخت و هواي خروجي از واحد اختلاط، وارد مانيفولد ورودي موتور درونسوز جرقه اي ( اتومبيل لندرور) شد. موتور SI با استفاده از اين سوخت بكار افتاد.
ميزان آلاينده هاي اگزوز در حالت استفاده از اين سوخت توسط دستگاه مخصوص آناليز گاز اگزوز مورد سنجش قرار گرفت. نتايج نشان مي دهند با استفاده از اين سوخت، ميزان انتشار آلاينده هايي نظير مونوكسيدكربن (CO)، دي اكسيد كربن (CO2) و هيدروكربن ها (HC) بطرز بسيار چشم گيري كاهش مي يابند.
كلمات كليدي: