生物油/柴油乳化燃料的制备工艺及柴油机上的应用研究

论文摘要

随着能源与环境问题的日益严峻,新能源和可再生能源的开发利用发展迅速,新型燃料的开发利用受到世界各国越来越多的关注。本文首先从世界能源发展现状以及可再生能源的发展趋势出发,通过对生物质能的发展和生物油的利用的阐述,提出了开发生物油／柴油乳化燃料的意义和研究内容。利用非离子表面活性剂复配,对热解生物油／柴油混合液进行了一系列乳化试验,测量了乳化油的密度、热值、pH值等。以乳化油的稳定性为试验指标,研究了乳化剂种类、乳化剂用量、生物油含量等对乳化油稳定性的影响。试验结果表明：在乳化温度为40℃(水浴),乳化时间为1 5分钟的条件下,以2%用量的司班80和吐温80复配乳化剂乳化生物油含量为20%的生物油／柴油混合液,效果最佳。另外,随着生物油含量的增加,乳化油密度逐渐增加,热值与pH值逐渐减小。在SD1110型柴油机台架上进行四种不同配比的生物油／柴油乳化燃料的发动机台架试验,得出了柴油机燃用生物油／柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,并且对乳化燃料和纯柴油的燃油经济性和排放特性进行了对比。研究结果表明：生物油浓度为20%的乳化燃料当量油耗率最低,且乳化燃料的NO及碳烟的排放也优于纯柴油的排放。文章最后总结了生物油／柴油乳化燃料在柴油机上应用存在的问题以及初步解决方案,并对下一步的工作提出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及课题的提出
• 1.1.1 能源现状和环境保护
• 1.1.2 可再生能源的发展
• 1.1.3 生物质利用技术进展
• 1.2 课题来源、研究内容及意义
• 1.2.1 课题来源
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 课题意义
• 1.3 本章小结
• 第二章 生物质热裂解油乳化综述
• 2.1 生物质热裂解技术
• 2.1.1 生物质热裂解的概念、原理及意义
• 2.1.2 生物质热裂解油的精制
• 2.2 乳状液及其性质
• 2.2.1 乳状液定义
• 2.2.2 乳状液类型
• 2.2.3 乳状液类型影响因素的理论
• 2.2.4 乳状液的不稳定性
• 2.3 乳化剂及其选择
• 2.3.1 乳化剂的作用机理及分类
• 2.3.2 乳化剂的选择
• 2.3.3 乳化设备的选择
• 2.4 本章小结
• 第三章 乳化燃料的制备及其稳定性
• 3.1 试验原料
• 3.1.1 柴油
• 3.1.2 生物油
• 3.1.3 表面活性剂
• 3.1.4 甲醇
• 3.2 试验设备
• 3.3 乳化剂的复配
• 3.4 试验工艺流程
• 3.5 试验设计
• 3.5.1 试验因素的确定
• 3.5.2 试验指标及各因素水平
• 3.6 试验结果与分析
• 3.6.1 各因素对乳化燃料稳定时间的影响
• 3.6.2 乳化燃料稳定性的微观表现
• 3.7 本章小结
• 第四章 乳化燃料的物理化学性质
• 4.1 生物油含量对乳化油理化性质的影响
• 4.1.1 生物油含量对乳化油密度的影响
• 4.1.2 生物油含量对乳化油热值的影响
• 4.1.3 生物油含量对乳化油pH值的影响
• 4.2 乳化剂含量对乳化油理化性质的影响
• 4.3 存放时间对乳化油理化性质的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 生物油/柴油乳化燃料的台架试验
• 5.1 试验方案
• 5.1.1 试验标准
• 5.1.2 试验用燃料
• 5.1.3 试验装置
• 5.1.4 试验内容
• 5.1.5 试验条件
• 5.2 试验结果
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 乳化燃料的负荷特性
• 5.3.2 NO的排放特性
• 5.3.3 CH的排放特性
• 5.3.4 CO的排放特性
• 5.3.5 碳烟的排放特性
• 5.4 对喷油嘴积炭的改善
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与下一步工作建议
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文情况