增压柴油机燃用不同掺比菜籽油甲酯的燃烧和排放的试验研究

在D6114ZLQB车用增压柴油机上比较研究了不同比例的菜籽油甲酯和0号柴油的混合燃料对发动机燃烧过程、燃油经济性和排放特性的影响。试验结果表明：燃用体积比低于15%的菜籽油甲酯,发动机的缸内燃烧过程和纯柴油基本一致;增压柴油机燃用菜籽油甲酯和柴油的混合燃料可以有效降低碳烟、HC和CO的排放;NOx排放略有上升;15%以内的菜籽油甲酯对柴油机燃料经济性影响很小。研究认为：增压柴油机相对自然吸气式柴油机具有更好的生物柴油燃料适应性;在不改变发动机参数的条件下,低比例的菜籽油甲酯具有良好的推广应用前景。     

一种新型菜籽油酯生物柴油的制备

以精制菜籽油、乙二醇单甲醚为原料,以KOH为催化剂,制备出一种含氧量更高的新型生物柴油.采用正交试验研究了反应物配比、催化剂用量、温度、反应时间等因素对产物产率的影响,得出了最佳合成条件,并运用红外光谱与核磁共振法分析了产物的结构.柴油机台架试验表明,燃烧该新型生物柴油后,废气排放大幅度降低.     

生物柴油排放性能研究

采用单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机对豆油乙二醇乙醚酯和菜籽油乙二醇甲醚酯生物柴油进行了发动机台架试验,将生物柴油与0#柴油混合,B0、B50和B100（生物柴油在混合燃料中的体积百分含量）,研究了在2300r／min和2000r／min工况下柴油发动机废气排放情况,结果表明碳烟、CO、HC排放明显减少,NOx排放略有增加。     

国外可再生能源文献信息

使用生物柴油、石油基柴油、纯甲酯和烷烃的一种新型发动机的废气排放，采用响应表面方法学以印度紫荆木油为原料生产生物柴油的工艺优化，温度在300℃以下的3种生物柴油燃料的密度,人工神经网络（ANN）用于生物柴油发动机的性能和废气排放的预测[编者按]     

水力空化强化高芥酸菜籽油联产生物柴油和芥酸甲酯

水力空化条件下,以高芥酸菜籽油为原料,研究了醇-油不相溶体系的酯交换反应.结果表明:水力空化技术能大大缩短酯交换反应达到平衡的时间;与机械搅拌反应体系相比,在反应温度60℃、醇油摩尔比6∶1、催化剂用量1.0％ KOH的条件下,反应平衡时间可从60min缩短至30min,油酯的转化率从94％提高到99％,水力空化技术可强化醇油互不相溶体系酯交换反应传质过程,是一种高效的生物柴油制备方法.同时通过实验以高芥酸菜籽油为原料制备出高品质的生物柴油和高附价值的芥酸甲酯,为我国发展菜籽油生物柴油降低生产成本提供新思路.     

棕榈油生物柴油低温流动性的改进及其对氧化稳定性的影响

文章对棕榈油生物柴油的低温流动性和氧化稳定性进行了分析,发现棕榈油生物柴油具有较好的氧化稳定性,但是低温流动性较差。通过不同的方法(与-10#柴油、油酸甲酯、菜籽油生物柴油按照不同体积比混合)对棕榈油生物柴油的低温流动性进行了改进,并利用流变仪和Rancimat法分析了改进方法对棕榈油生物柴油低温流动性及氧化稳定性的影响。研究结果表明:与油酸甲酯混合可以降低棕榈油生物柴油的胶凝点,但其氧化稳定性随之变差;当棕榈油生物柴油的体积含量为5%~20%时,与-10#柴油的混合使得油样的胶凝点低于-10℃,氧化诱导期大于20 h;当棕榈油生物柴油的体积含量低于40%时,与菜籽油生物柴油的混合使得油样的胶凝点低于0℃,氧化诱导期大于6 h。     

柴油机燃用纯生物柴油的性能对比试验研究

研究了100%的生物柴油（棕榈油）与纯柴油在4100QBZL柴油机上的性能,考核燃用100%生物柴油对柴油机的性能影响,对发动机的动力性、经济性、排气温度和烟度排放进行对比试验。试验结果表明：使用100%生物柴油与使用纯柴油相比,发动机的外特性扭矩有7%-10%的下降,有效燃油消耗率上升8%-11%,发动机在低速和高速时,燃用两种燃料的排气温度相差不大,在中速时生物柴油的排气温度要比燃用柴油时的低10%左右,整个工况下,生物柴油的烟度要比柴油低50%-80%。     

菜籽油及其生物柴油低温流动特性研究

采用燃料低温性能测定仪考察了菜籽油及其生物柴油的冷滤点、凝点和运动粘度,采用旋转粘度计考察了菜籽油及其生物柴油粘温特性的差别,采用示差扫描量热分析仪研究了菜籽油及其生物柴油在低温下的相转变行为.研究结果表明:将菜籽油制备成生物柴油后,其冷滤点和粘度降低,粘温性能得到改善.在低温条件下,菜籽油粘度迅速增大,导致其失去流动性;菜籽油生物柴油在低温下析出固态物质,并逐渐连接成网状结构,将液态生物柴油吸附于其中,使生物柴油整体上失去流动性.     

生物柴油颗粒表面含氧官能团及氧化活性研究

为研究生物柴油颗粒物表面含氧官能团相对含量与氧化活性的关系,在电控高压共轨柴油机上进行台架试验并采集颗粒物,分别利用X射线光电子能谱仪(XPS)和热重分析仪(TGA)对柴油、大豆油甲酯、棕榈油甲酯和地沟油甲酯颗粒物进行分析.结果发现:颗粒物表面主要为C元素与O元素,生物柴油颗粒物表面O元素与C元素的摩尔质量比n(O)/n(C)比柴油颗粒高40.4%～48.9%.生物柴油颗粒表面含氧官能团相对含量高于柴油颗粒,其中C—OH官能团相对含量变化更为明显,而C=O官能团相对含量在1%左右.相比于柴油颗粒,大豆油甲酯、棕榈油甲酯和地沟油甲酯颗粒的无序化程度(sp3/sp2)分别增加了54.5%、59.1%和68.2%,表观活化能分别降低了22.4%、23.2%和26.6%.生物柴油颗粒的起燃温度Ti、燃尽温度Te和氧化速率峰值温度Tp更低,颗粒物表面含氧官能团相对含量、无序化程度和氧化活性均随着生物柴油氧质量分数增加而增大,随着碘值增加而减小.     

柴油机燃用微乳化生物柴油的性能和排放研究

微乳化生物柴油是由生物柴油、水以及表面活性剂组成的具有热力学稳定性的混合物.它能够结合生物柴油和掺水燃烧的优点,而且又稳定长期不分层.作者选用复配的表面活性剂配置了三种不同含水量的微乳化生物柴油,讨论了温度对其稳定性的影响,并且在单缸四冲程直喷柴油机上对比试验了微乳化生物柴油、0#柴油和生物柴油的排放.结果表明一定含水量的微乳化生物柴油能正常燃烧,相对于柴油和生物柴油能够明显地降低碳烟和NOx的排放,而且水含量比较低的微乳化生物柴油的油耗变化很小.     

4100QB-2柴油机燃用纯生物柴油的试验研究

本文在高原环境(81kPa)下对4100QB-2柴油机燃用0#柴油、纯生物柴油的性能进行了实验研究.试验结果表明:柴油机燃用生物柴油的实测比油耗和小时耗油量比燃用柴油时平均分别高12.5%和13.2%,当量油耗与燃用柴油基本相当;热效率也基本不变;排气温度比燃用柴油平均低约6.3℃;噪声比燃用柴油时明显降低,平均低约1.74dB(A).     

生物柴油的酯类组成和理化特性对燃烧温度的影响

利用色谱-质谱联用仪测量了生物柴油的酯类组成,分析了燃料的密度、运动粘度、元素组成、弹性模量、碘值、氧化安定性等理化特性对燃烧温度的影响.结果表明:生物柴油中含有大量的不饱和脂肪酸甲酯,主要是油酸甲酯、亚油酸甲酯和棕榈酸甲酯;生物柴油较大的密度、较高的含氧量和碘值、较大的弹性模量、含有较长的碳链、较差的氧化安定性、存在双键且双键位置偏向分子中间会导致燃烧温度升高,而较大的运动粘度会使燃烧温度降低.     

生物柴油在部队炊事装备上的应用研究

以橡胶籽为原料制备生物柴油.BD100,按体积比1:4的调和比例(1份BD100兑4份石化柴油)与0号轻柴油和-35号军用柴油分别调和成BD20(0),BD20(-35)生物柴油.分别在XL-06-3电控立式柴油燃烧器、2007-150炊事挂车、野战给养器材单元、自行炊事车和野战主食加工车上对生物柴油的燃烧特性和应用性能进行了试验研究,并与0号轻柴油、-35号军用柴油进行了对比分析.     

微乳生物柴油的制备及其性能研究

以精炼菜籽油进行脂交换反应，得到脂肪酸甲酯即生物柴油。根据微乳化理论，选择油酸作为表面活性剂，用生成的生物柴油配制了多种配比的微乳生物柴油，绘制了它们的三元相图。讨论了温度对微乳生物柴油稳定性的影响。所制备的微乳生物柴油在BH175F-1型柴油机中燃烧，获得了与0#柴油相近的发动机动力性能和热效率。尾气中NO的含量明显减少，降污作用显著。     

正交试验探讨脂肪酸超临界酯化制备生物柴油

探讨脂肪酸在超临界甲醇中酯化反应的规律及最佳条件。以橡胶籽油脂肪酸为原料,在间歇式高温高压反应釜中通过酯化反应制备生物柴油,分别考察了酯化反应条件如反应温度、反应时间、甲醇与脂肪酸的体积比对酯化率的影响。应用正交试验方法得出酯化反应的较适宜条件为：反应温度290℃,反应时间30min,甲醇与脂肪酸的体积比为4：1。在此反应条件下转化率可达99．2％。橡胶籽油生物柴油成分主要有亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚麻酸甲酯,还有少量的硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯。     

硫酸氢钠催化生物柴油合成反应的研究

以固体酸硫酸氢钠(NaHSO4·H20)为催化剂,以菜籽油和甲醇为反应物进行酯交换反应制备脂肪酸甲酯(生物柴油).采用正交实验考察了各因素对生物柴油产率的影响,得出最佳反应条件:反应温度为90℃,反应时间为12h,醇油物质的量比为40:1,催化剂用量为菜籽油质量的6%.极差顺序为温度、反应时间、醇油物质的量比、催化剂用量.     

柴油机燃用不同比例菜籽油生物柴油和乙醇柴油的对比试验研究

在一台S195直喷柴油机上进行燃料燃烧对比试验,试验结果表明,燃用生物柴油和乙醇柴油会使柴油机的动力性有所下降,其中菜籽油生物柴油的动力性接近纯柴油燃料的动力性,乙醇柴油的动力性相对较差。生物柴油和乙醇柴油的油耗率都比纯柴油要高,生物柴油的油耗率要高于乙醇柴油。但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。生物柴油和乙醇柴油在较大工况范围都可以保持比纯柴油燃料较低的CO排放量。低负荷状态下改善不明显,甚至会增大;高负荷工况下,混合燃料的CO排放比纯柴油降低较多。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油燃料的HC排放都比纯柴油高。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油的NOx排放和碳烟排放都比纯柴油低,其中生物柴油的表现优于乙醇柴油。     

氨基磺酸非均相催化菜籽油及废油脂制备生物柴油

采用正交试验和单因素试验的方法研究了氨基磺酸催化菜籽油及废油脂与甲醇的酯交换过程,考察了醇油物质的量比、催化剂用量、反应温度和反应时间对反应收率的影响。结果表明:菜籽油酯交换的最佳反应条件为醇油物质的量比6∶1,氨基磺酸用量为原料油质量的1.0%,反应温度60℃,反应时间20 min,此工艺条件下,脂肪酸甲酯的收率达到95.6%;废油脂酯交换的最佳反应条件为醇油物质的量比8∶1,氨基磺酸用量为原料油质量的1.0%、反应温度65℃,反应时间30 min,此工艺条件下,脂肪酸甲酯的收率达到87.5%。利用红外光谱表征了菜籽油和生物柴油的结构,气相色谱分析了生物柴油的组成。     

生物柴油混合燃料对柴油机VOC排放的影响

由于其属性与柴油的相似性以及在废气排放和生物降解方面的有利特性,生物柴油被越来越多的应用.为了更好地了解生物柴油,本研究将探讨与普通柴油相比,生物柴油混合燃料对柴油机废气中VOC(挥发性有机化合物)排放的影响.每种燃料依据美国的瞬变周期协议以0-80,000km行驶里程为周期进行几次废气排放测试.通过使用热脱附管收集稀释废气中VOC样品,然后由GC/MS(质谱仪)系统分析.在B20和柴油燃料中,分别识别并量化出22种和47种化学物质.整个VOC排放量在B20燃料和柴油中的范围分别是32.4-71.6mg kW/h和49.6-183.7mg kW/h.个别的VOC排放范围是0.1-29.8mg kW/h(B20)和0.1-93.6mg kW/h(柴油).就危害商数方面而言,个别VOC健康风险在B20燃料和柴油燃料中的范围分别是0.01-1.13和0.01-22.79.B20燃料具有低得多的VOC排放量,平均减少了61.2％；相应地,VOC的潜在臭氧总量较低,减少了64.0％.另外,B20燃料也显示出健康隐患方面的降低.因此,就VOC排放而言,柴油机使用生物柴油比较有利.     

直喷式柴油机燃用葵花籽油燃烧特性分析

在一台直喷式增压柴油机上进行了柴油、葵花籽油及其甲酯的性能试验,研究其燃烧放热规律.通过对实验结果的分析,发现葵花籽油及其甲酯的滞燃期比0#柴油长;葵花籽油甲酯的瞬时放热率峰值下降,燃烧持续期缩短.