生物油/柴油乳化燃料的稳定性及理化性质

利用非离子表面活性剂复配,对热解生物油/柴油混合液进行一系列乳化实验,测量乳化油的密度、热值、pH值.以乳化油的稳定性为实验指标,研究乳化剂种类、乳化剂用量、生物油含量对乳化油稳定性的影响.实验结果表明:在乳化温度为40℃(水浴),乳化时间为30min的条件下,以2%用量的Span80和Tween80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.     

乳化油在1135柴油机上的性能试验

本文阐述用HLB值法筛选和复配乳化剂的研究和在1135柴油机上进行的乳化柴油台架试验。试验结果表明该型乳化油与O#柴油相比平均节油率不低于10%,主要排放物NOx、碳烟降低40%以上,同时排温和最高燃烧压力降低。文章还分析了影响乳化油燃烧效果的主要因素。     

乳化油在1135柴油机上的应用

乳化油作为一种代用燃料，既可以减少燃料消耗又可以控制排放，作者采用HLB值法筛选和复配乳化剂，在1135柴油机上进行了该乳化柴油的台架试验，结果表明该型乳化油与0＃柴油相比平均节同率不低于10％，主要排放物NOx、碳烟降低40％以上，同时排温和最高燃烧压力降低。还分析了影响乳化油燃烧效果的两个主要因素：含水率和喷油提前角。     

生物柴油-生物质油乳化燃料最佳HLB值研究

生物质油是生物质快速热解液化的产物,与生物柴油乳化后可得到一种新的可再生清洁燃料.利用超声波乳化装置制备生物柴油-生物质油乳化燃料,首先采用亲油亲水平衡(HLB)值法确定了生物柴油-生物质油乳化燃料乳化剂的最佳HLB值,然后研究了乳化燃料制备过程中各种乳化条件对乳化燃料稳定性的影响.结果表明,生物柴油-生物质油乳化燃料乳化剂的最佳HLB值为4.3～4.7,乳化时间、乳化温度、生物质油浓度及乳化剂浓度等对乳化燃料的稳定性均有一定的影响.     

重油掺水乳化稳定性的实验研究

采用机械搅拌+乳化剂的乳化方法和高温静置的检测方法,对重油进行乳化研究。对比了三种复配乳化剂的乳化效果,确定了影响乳化重油稳定性因素的最佳参数。结果表明:TS-2型乳化剂比其他两种乳化剂乳化效果更好;随着乳化剂含量的增加,乳化油的稳定时间先增大后减小;掺水率越大,乳化油的稳定性越差;搅拌速率增大、乳化时间加长、乳化温度升高,有利于乳化油的稳定,但同时能耗也增加。本实验得出乳化重油的理想工艺条件为:TS-2型乳化剂,乳化剂含量约为0.2%,掺水率为10%～20%,搅拌速率为700～900r/min,乳化时间为30min左右,乳化温度为70～80℃。     

柴油-甲醇乳化燃料乳化剂的最佳HLB值及水含量的影响

柴油机中掺烧醇的最大难点之一在于难以获得价廉、稳定的柴油-甲醇乳化燃料。作者研究了柴油-甲醇乳化燃料乳化剂的最佳HLB值以及不同含水量对最佳HLB值的影响。研究结果表明：柴油-甲醇乳化燃料乳化剂的最佳HLB值在3．5左右，当柴油甲醇乳化燃料中含水形成了甲醇-水-柴油三元乳化燃料时，其最佳HLB值与柴油-水的最佳HLB值相同，且三元乳化燃料乳化剂的最佳HLB值不随含水量的增加而变化，但随着含水量增加，乳化燃料分层时间会产生变化；在柴油-甲醇-水乳化液中，当水在甲醇-水混合液中的比例为40％左右时，甲醇-水-柴油三元乳化燃料(柴油：甲醇 水=8：1)的分层时问最长，即在柴油-甲醇乳化燃料中加水有利于提高乳化燃料的稳定性。     

柴油乳状液的制备

以HLB值选择乳化剂制备柴油乳状液，系统地考察了复合乳化剂HLB值，乳化温度、极性添加物、搅拌方式、乳化时间、水质等对乳状液稳定性的影响．     

生物油/柴油乳化实验研究

采用菠萝松快速热裂解生物油进行了生物油/柴油的乳液燃料制备研究,重点考察了乳化剂HLB值、乳化强度和乳化时间等因素对生物油/柴油乳液稳定时间的影响。在选用的一系列乳化剂HLB值中,当HLB值为7时生物油/柴油乳液稳定时间最长,达到了350 h。为深入分析乳液微观结构对其稳定时间的影响,采用马尔文纳米粒度分析仪对乳液进行了微观结构观察,发现乳液燃料的粒径主要集中在0.3～1μm,并且稳定时间越长的乳液其液滴粒径也越小。     

乳化柴油的应用研究

采用HLB值法进行筛选，复配出乳化效果和稳定性均较好的三种混合乳化剂。将乳化剂按1％、水20％掺入纯柴油，采用乳化剂在油中法，手工振荡制备出的油包水型乳化柴油，其稳定时间可达1个月。经过大量的台架试验表明：配制的乳化柴油与原纯柴油相比，平均节油率超过10％，主要排放物NOx降低超过10％、碳烟降低50％以上。     

新型复合柴油微乳液的制备及应用研究

采用超声波分散法,制备新型复合(甲醇-柴油乳化剂-柴油-水)体系柴油微乳液,并与0号柴油性能进行对比。试验结果表明,随着柴油乳化剂用量的增加,体系的最大增溶水量也增加;超声频率及超声时间对柴油微乳液的稳定时间有较大影响,从节约时间及成本的角度来看,超声频率选为28kHz、超声时间选为30min,即可达到较好的稳定性;随着水含量及柴油乳化剂含量的增加,体系的运动黏度增加;水含量的增加导致体系的燃烧值降低,而随着柴油乳化剂的增加,体系的燃烧值升高,当水含量为17%、柴油乳化剂含量为22%时,体系的燃烧值与0号柴油相当。应用结果表明,甲醇含量越高,尾气中CO和碳氢化合物含量就越高,因此需要严格控制配方中的甲醇含量。与0号柴油相比,柴油微乳液氮氧化合物的排放量较高,可以通过降低有机胺类物质的用量,达到降低碳氧化合物的目的。     

三相乳化油的制备与物理性质研究

用两步法配制油包水包油（O／W／O）三相乳化油，首先用亲水性表面活性剂Tween60制成水包油（O／W）乳化液，然后用亲油性表面活性剂Span60将O／W乳化液制成O／W／O三相乳化油。进一步研究乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB）、掺水量对O／W／O三相乳化油的乳化稳定性（ES），乳化活性（EA）及运动黏度等物理性质的影响。试验发现，采用表面活性剂span60和Tween60作为乳化剂，当HLB值为6到9，掺水量为10％，表面活性剂总的添加量为2％时，O／W／O三相乳化油具有合适的运动黏度和稳定性，适合作为柴油机的代用燃料。     

超声乳化生物油/柴油稳定性的响应面模型与影响因素分析

针对生物油替代石化燃油在理化特性及稳定性上的缺陷,提出超声乳化制取生物油/柴油混合燃油的方法,采用4因素5水平的通用组合设计与响应面分析方法,研究超声频率、声功率密度、超声时间和超声激励波形对混合燃油稳定性的影响,并以浊度值、油珠粒径及析油时间为响应值分别建立二次回归模型,模型揭示出超声因素对各响应值影响的因子贡献率,及超声时间、超声频率、声功率密度之间的交互作用对响应面模型的显著性影响关系,模型决定系数分别为90.39%、90.72%、92.79%,相对误差分别小于12%、10%、14%。因此,合理匹配超声参数有利于增加生物油/柴油的乳化效果及稳定性。     

生物质热解生物油与柴油乳化的试验研究

通过生物质热解生物油模型化合物与柴油乳化的研究确定了乳化剂合适的HLB范围,在该范围内稻壳热解生物油与柴油的乳化效果良好,同时研究了生物油贮存时间对乳化效果的影响。在柴油、乳化剂和生物油质量分数分别为92%、3%和5%,试验研究了不同种类生物质热解生物油与柴油的乳化性能,乳化燃料在热值上接近柴油,粘度符合国家轻柴油标准,具有商业应用的可能。最后通过生物油和柴油乳化的三组分相图分析了形成稳定乳液时三组分的相对含量变化。     

油包水型乳化柴油试验研究

使用非离子及阴离子表面活性剂,采用HLB值法筛选和复配方法得到稳定性良好的乳化剂。选用该乳化剂对柴油乳化,在1135单缸柴油机和2135双缸柴油机上进行实际运行实验,与原机柴油比较,油耗及排放都有不同程度改善。该乳化剂产生成本较低,具有广泛发展前景。     

多用途乳化蜡制备工艺研究

分析了影响乳化蜡稳定性的主要因素，如乳化剂的种类及其用量、乳化温度、搅拌速度、乳化时间等。开发了一种石蜡乳化的复合乳化剂。采用开发的复合乳化剂，研究了石蜡乳化的工艺条件，即复合乳化剂用量为石蜡用量的25％-30％，乳化温度80％，搅拌速度800r／min，乳化时间30min。按此条件制得的乳化蜡，外观为白色黏稠状液体，pH值为7，％（分层后乳化蜡的体积）VT（整个溶液体积）值为100％，稳定性好，分散性为一级，蜡含量在10％～20％：放置3个月无分层、无沉淀：任意稀释．稀释后30h不分层．     

玉米秸秆生物油对直喷式柴油机燃烧与排放的影响

采用超声波乳化法制备了玉米秸秆热解生物油质量分数分别为5%、10%、15%和20%的生物油/柴油乳化油,分别记为CSB5、CSB10、CSB15和CSB20,然后在一台未作改动的直喷式柴油机上研究了其燃烧和排放特性,并与燃用0号柴油进行了比较,旨在为生物油在柴油机中的应用提供依据和理论指导.结果表明,随着生物油质量分数的增加,乳化油的滞燃期逐渐延长,预混燃烧放热量和预混燃烧期增加,燃烧持续期缩短;燃烧放热率峰值和最大压力升高率先增加后降低,最高燃烧压力和燃烧温度逐渐降低.燃用CSB5和CSB10时的燃油经济性与柴油相当,而燃用CSB15和CSB20时的燃油经济性较柴油的略差.与0号柴油相比,随着生物油含量的增加,乳化油的NOx排放逐渐降低,HC和CO排放逐渐增加;碳烟排放先降低后增加,CSB5和CSB10的碳烟排放比柴油的排放值低,而CSB15和CSB20的碳烟排放却比柴油的排放值略高.     

柴油掺水乳化油燃烧速率的计算

为了节约燃料,已有不少人对柴油掺水乳化油的使用和燃烧进行研究.然而,要深入地研究掺水乳化油的燃烧,应需对其燃烧速率进行计算.在以前的燃烧速率计算中,大都采用燃烧纯柴油时相同的计算方法,而没有考虑乳化油燃烧本身新具有的特点,如乳化油中的水份蒸发吸热,燃烧产物中各物质组成成份和纯柴油燃烧时的不同等,因而使其计算精度受到影响.为了精确地计算掺水乳化油的燃烧速率,需根据乳化油燃烧的特点,对计算中所用的能量守恒方程、质量守恒方程和工质热力性质计算式进行修正.在能量守恒方程中,除考虑燃料燃烧放热量dQ_E/d?,缸壁传给气缸内工质的热量dQ_w/d?,工质对外所做的功pdV/d?和工质内能的变化dU/d?外,还需考虑乳化     

柴油微乳化对柴油机性能影响研究

基于亲油-亲水平衡(HLB值)理论和微乳化原理,选择OP4/OP7复配的表面活性剂配置柴油、表面活性剂、水的质量比为15∶2∶1的微乳化柴油,研究该微乳化柴油在柴油机上的应用。在增压中冷型柴油机上进行微乳化柴油的性能台架试验,并与柴油进行对比分析。结果表明:与柴油相比,中小负荷时微乳化柴油的压力曲线和放热率曲线均向后移,燃烧始点滞后,燃油消耗率明显增加,而在大负荷时两者的上述参数较接近;由于水分强化燃烧,微乳化柴油燃烧持续期缩短、燃烧更加完全、放热更加集中;发动机燃用微乳化柴油的有效热效率在中高负荷时高于原柴油机,在低负荷时低于原柴油机。发动机燃用微乳化柴油时,NOx和烟度排放均降低,而CO和HC的排放量有不同程度的上升。微乳化柴油可直接用于增压中冷型发动机,但需调整中低负荷的标定参数。     

柴油乳化实验研究

本文参考近年来国内外学者的研究成果，使用非离子及阴离子表面活性剂，采用HLB值法筛选和复配方法得到稳定性良好的乳化剂，选用该乳化剂对柴油乳化后，在1135单缸柴油机和2135双缸柴油机上进行了实际运行实验，与原机柴油比较，平均节油率为14％，平均烟度降低率可达52％，平均NOx降低率超过7％；而且该乳化剂生产成本较低，经济性好，具有广阔发展前景。     

_水包油_型乳化重油燃烧与排放的实验研究

实验研究了含水30%"水包油"型乳化重油的燃烧与污染物排放特性。燃烧在一维卧式炉上进行,采用专门针对乳化油设计的喷嘴、燃烧器和乳化油加热系统。实验过程中观察了喷嘴雾化和火焰状态,并测量了炉膛内不同剖面的温度分布、氧气浓度分布和NO分布。"水包油"型乳化重油的燃烧实验表明,此类乳化重油完全可以在工业设备上代替柴油使用,对缓解我国的能源形势紧张和环境保护具有重要意义。