燃用乳化柴油对减少柴油机NOx排放量的试验研究

通过的柴油机上燃用掺水乳化油试验证实，燃用掺水乳化柴油可以减少发动机ＮＯｘ排放面且水与油在１：１０的比例内，掺水量越多发动机ＮＯｘ排放浓度越低。     

甲醇-柴油微乳化油对柴油发动机燃烧排放性能的影响

以0#柴油为基础油配制了四种甲醇质量占比为5%、10%、15%、20%的四种微乳化油,分别标记为M5、M10、M15、M20。在发动机结构和参数未做改动的条件下,对比研究了0#柴油和四种微乳化油的燃烧和排放特性。试验结果表明:微乳化油主燃烧持续期随着甲醇比例的增加而缩短;动力性有所下降,且随甲醇含量的增加,转矩降低越多,但降幅均未超出15%。在常规排放中,CO和NMHC排放量有所增加,NO_x的排放量有所减少;soot排放量大幅度减少。非常规排放物中,甲醛和未燃甲醇的排放量有所增加,且随甲醇含量越高,排放增加量越高。     

乙醇和柴油的相容性研究

以相分离温度及其变化幅度为指标考察了乙醇和柴油的相容性。结果表明,直馏和加氢柴油馏分油及所有市售柴油与乙醇的相分离曲线随乙醇含量增大呈先上升后下降的变化规律,馏分油在乙醇含量为5%~20%范围内,相分离温度升高25~40℃,调合柴油在乙醇含量为10%~20%时,相分离温度升高10~15℃,且在乙醇含量约50%时相分离温度都达到最高值;芳烃含量较高的催化裂化柴油相分离温度随乙醇含量增加呈单调升高的趋势,但整体升高幅度小于15℃。柴油的烃族组成和50%馏出温度对乙醇与柴油的相容性有较大影响。加入助溶剂后乙醇和柴油的低温稳定时间明显延长。     

应用热力学相平衡预测加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料低温性能

为了研究加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的低温性能,基于热力学相平衡模型,计算了该三元燃料的析晶点和析晶量,同时对比了加氢生物柴油-柴油二元燃料的析晶点和析晶量,探究了乙醇对该二元燃料低温性能的影响。试验结果表明,相比加氢生物柴油-柴油二元燃料,加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的析晶点均有不同程度的降低,三元燃料PHC5E5、PHC10E10、PHC15E15、PHS5E5、PHS10E10和PHS15E15的析晶点分别降低了4.5、5.7、6.1、4.3、5.3、6.1 K,所对应三元燃料在不同温度下析晶量也有不同程度的降低。在初始析晶温度下,三元燃料中的乙醇与生物柴油同时开始析晶,这说明乙醇以共晶方式与高熔点组分同时析出,改变了高熔点组分在晶核形成、生长过程中的结晶趋向和结晶形态,延滞了三元燃料在低温过程中的析晶趋势;未结晶的乙醇大量分布在燃料液相以及网状和片状晶体间隙之中,一定程度上提高了已结晶组分在基液中的溶解度。这两者共同改善了加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的低温性能。该研究为优化加氢生物柴油的低温性能提供了一种有效可靠的方法。     

超声波辐射对酶法制备生物柴油的影响

以玉米油、乙醇和Novozym435脂肪酶为主要原料,研究了不同因素及超声辐射对酶法制备生物柴油的影响,并与静态和摇床作用进行了比较．结果表明,随着乙醇量、反应温度及溶剂石油醚加入量的增大,生物柴油的产率均先增大后降低,随着酶添加量增大、反应时间的延长,生物柴油产率相应增大．适宜的反应条件:玉米油与乙醇摩尔比1∶1、反应温度50℃、酶添加量10%、溶剂加入量(mL)与玉米油质量(g)比为1∶1、声酶法合成反应时间3h．在相同反应温度下,超声波辐射使生物柴油产率比静态条件下的产率提高了27%～32%,比摇床作用下的产率提高了9%～12%．超声波作用没有改变酶的最适反应温度．     

乙醇-柴油混合燃料的互溶及提高燃值的研究

研究了在常温下含不同乙醇比例的乙醇-柴油对助溶剂庚醇所需量及所需搅拌时间.测定不同比例乙醇-柴油混合燃料的燃烧值,确定乙醇在乙醇-柴油混合燃料的最佳配比.还研究了添加剂二茂铁对乙醇-柴油混合燃料燃烧效率的影响.结果表明:当混合燃料中乙醇含量为12%,庚醇含量为8.69%时,乙醇-柴油混合燃料的燃烧热与相应乙醇和柴油的燃烧热之和相比,热量损失较少,为0.97%.当混合燃料中添加二茂铁含量为0.7%时,燃烧值平均增加0.988%,相应的炭渣残余量最小.     

乙醇和柴油的相容性研究

以相分离温度及其变化幅度为指标考察了乙醇和柴油的相容性。结果表明，直馏和加氢柴油馏分油及所有市售柴油与乙醇的相分离曲线随乙醇含量增大呈先上升后下降的变化规律，馏分油在乙醇含量为5％～20％范围内，相分离温度升高25～40℃，调合柴油在乙醇含量为10％～20％时，相分离温度升高10～15℃，且在乙醇含量约50％时相分离温度都达到最高值；芳烃含量较高的催化裂化柴油相分离温度随乙醇含量增加呈单调升高的趋势，但整体升高幅度小于15℃。柴油的烃族组成和50％馏出温度对乙醇与柴油的相容性有较大影响。加入助溶剂后乙醇和柴油的低温稳定时间明显延长。     

微水含量微乳化柴油的配制及节能效果

研究了以混合非离子表面活性剂和助表面活性剂制备微水含量柴油微乳化液的条件,并测定了微水含量柴油微乳化液的燃烧效果,表明在适当的表面活性剂和助剂条件下,当每升柴油含水在2 ml左右时,柴油的燃烧效率可提高约20%,过多的水含量对燃烧效率的提高作用并不明显.     

复合生物柴油乳化油的制备及其稳定性研究

以20%生物柴油,80%石化柴油混合制成复合生物柴油(B20),通过加入表面活性剂制成复合生物柴油乳化油.初步探讨了乳化剂的用量、水混合量和乳化时间对该乳化油水剂稳定性的影响.实验表明:采用石油磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚复合乳化剂,复合生物柴油(B20)添加复合乳化剂6%,最佳油水比1:4,乳化时间25 min,制得稳定性较好的乳化液,乳化液室内保存45 d不分层.添加复合乳化剂8%时,乳化液室内保存300 d不分层.     

生物柴油-乙醇-水微乳化燃料的燃烧和排放特性

为了研究生物柴油-乙醇-水微乳化燃料在柴油机上的应用,在一台单缸直喷式柴油机上进行了燃烧特性和排放特性的对比试验,分别使用燃烧分析仪和排放分析仪,测录燃料的燃烧压力和排放浓度.研究结果表明:与生物柴油相比,随着乙醇和水的加入,微乳化燃料的压力曲线、压力升高率曲线以及放热率曲线明显后移;小负荷时,生物柴油-乙醇-水微乳化燃料峰值燃烧压力高,而峰值压力升高率和峰值瞬时燃烧放热率略低;大负荷时,微乳化燃料峰值燃烧压力、峰值压力升高率和峰值瞬时燃烧放热率均明显增加;微乳化燃料燃烧开始时放热明显滞后,燃烧结束时放热明显提前,微乳化燃料NOx和烟度排放降低.     

地沟油生物柴油碳烟微粒排放及肺沉积表面积研究

在柴油机上分别燃烧纯地沟油生物柴油和纯石化柴油在每一负荷工况下运用颗粒物测试系统NanoMet3研究碳烟微粒的排放及肺沉积表面积。结果表明:各工况下,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度均小于石化柴油。小负荷时两种燃料的差距不大;大负荷时,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度远小于石化柴油;但增幅高于石化柴油。地沟油生物柴油碳烟微粒的平均粒径比石化柴油小,其肺沉积表面积小于石化柴油,对人体的危害值低于石化柴油。碳烟微粒肺沉积表面积受到平均粒径和数量浓度的共同作用,其增幅与数量浓度的增幅呈现出相同的变化趋势。     

Adelfa： a futuristic biodiesel fuel for DI diesel engines： a comparative experimental investigation

Biodiesel fuel is found to be a promising alter- native for the petroleum diesel based on the results published by the researchers for a decade. Biodiesel fuel is renewable and non degradable fuel. Many countries use biodiesel fuel for automotives to meet the crisis due to the depletion of the petroleum fuel and to meet the stringent emission norms. Various researches have been carried out with different bio- diesel fuels with vegetable oil as the source and appreciable results were reported. Few biodiesel fuels which have been already tested are Jatropha, Pongamia, Mahua, neem, cotton seed, etc. In this experimental work, Adelfa biodiesel blend is used as the test fuel. The emission and performance charac- teristics were compared with three other different biodiesel fuel blends. Appreciable results imply that Adelfa biodiesel （Nerium oil methyl ester） can be a futuristic biodiesel fuel, which has a good compatibility with the direct injection （DI） diesel engine without any major modification. Moreover, Adelfa can be cultivated in a non agricultural land with fewer sources of water. It is widely spread over all major countries of Asia. Experimental investigations have been carried out on a single cylinder DI diesel engine with standard engine speci- fications. In this experimental work, various Adelfa biodiesel blends is compared with reference fuel （diesel） to choose the best blend which gives a closer performance to diesel. The comparative analysis with other biodiesel fuels has also been done and results have been discussed.     

Application and Development of Biomass Fuels for Transportation in China

Biomass fuels have become a big concern due to the large increase in green house gases and the rapid rise of petroleum prices around the world. This paper reviews recent developments in biomass fuels, such as ethanol and biodiesel, in China. Ethanol-gasoline mixture (E10) for vehicles is currently distributed in nine provinces while biodiesel is under development. One way to extend the application of ethanol is to burn it in diesel engines to lower soot emissions. The effects of the different methods blending ethanol with fossil diesel, and blending biodiesel with fossil diesel and ethanol-diesel on the combustion and emissions are investigated. The test results show that ethanol and biodiesel can be mixed with fossil diesel to greatly reduce particulate matter and soot emissions from diesel engines. But the application of ethanol blending with fossil diesel is more difficult than that of ethanol blending with gasoline, and biodiesel blending with fossil diesel. The dual-fuel injection of ethanol and diesel systems has the highest smoke reduction effect for a high ethanol fraction.     

林业生物柴油可持续发展研究进展

林业生物柴油作为可替代柴油的生物质能源之一,已在中国、印度、马来西亚、印度尼西亚与泰国等国家得到快速发展,其发展是否可持续值得重点关注。在概述主要国家林业生物柴油发展现状的基础上,基于2010年以来的国内外相关研究,分别从经济、环境、社会3个方面分析了当前林业生物柴油发展的可持续性,探讨了影响其可持续发展的关键因素。结果表明：当前林业生物柴油发展的可持续性较弱,绝大多数生产项目经济效益为负值;温室气体（GHG）减排效益明显,与石化柴油相比可减少49% ~ 85%,但SO₂、NO_x等污染物的排放明显高于石化柴油,环境综合影响仍然较大;社会效益尚不明显;原料供应系统决定了当前林业生物柴油发展的经济和环境可持续性。因此,攻克良种选育、高效栽培关键技术体系、高值化副产品开发等关键技术问题,建立多联产产业发展模式是实现林业生物柴油可持续发展的重要途径。此外,提高全生命周期评价（LCA）清单数据质量和建立综合评价指标体系可保证可持续性评价结果的准确性。     

柴油机燃用生物柴油燃烧与排放

研究了柴油机燃用0号柴油和生物柴油的燃烧放热规律．通过对燃烧特征参数的计算分析，发现生物柴油的燃烧始点有所提前，滞燃期缩短；燃烧初期放热尖峰出现时刻对应的曲轴转角有所提前，瞬时放热率峰值下降；燃烧持续期延长．同时还比较了柴油机燃用生物柴油和0号柴油的经济性和排放特性，发现燃油消耗率增加12％，而各种排放污染物除NOx略有上升外，CO、HC和颗粒物PM均显著下降．     

柴油机燃用多种燃料的性能与排放特性

对生物柴油、乳化油、微乳化油作为一种环保节能型燃油的理化特性进行了分析,通过在YZ4102ZLQ型发动机上采用标准0#柴油、Karte生物柴油、微乳化柴油和微乳化生物柴油以及葵花籽油等燃料进行对比试验,研究了不同燃料对发动机性能和排放特性的影响.试验结果表明,在保持柴油机转速和功率不变的前提下,不同燃料的比油耗及热效率根据工况的变化而发生变化.植物油和生物柴油能有效地降低CO的排放,微乳化柴油能显著降低碳烟的排放,微乳化生物柴油能显著降低NOx和烟度排放,但HC和CO排放量升高.     

基于MATLAB的地沟油生物柴油掺烧比优化分析

通过10种不同掺烧比的地沟油生物柴油在双缸直喷式柴油发动机上的发动机台架试验,研究了地沟油生物柴油的动力性、经济性以及排放性随掺烧比变化规律。并根据实验结果,在柴油机应用较多的中等负荷情况下利用遗传算法通过MATLAB仿真了最优掺烧比。优化结果显示:中等负荷情况下,地沟油生物柴油与柴油的最佳掺烧比为21∶78。此时,发动机功率降低不多,油耗率增加4.43%,NOX排放减少5.01%,碳烟排放减少20.76%,其综合性能达到最优。     

地沟油生物柴油-柴油混合燃料燃烧特性和排放特性的试验研究

在不改变双缸直喷式柴油发动机任何结构参数的情况下,通过台架试验,研究了掺烧0%、10%、20%、30%、40%、50%地沟油生物柴油与柴油的混合燃料对发动机性能的影响。结果表明:在不调整柴油发动机结构参数的条件下,使用任意配比地沟油生物柴油-柴油混合燃料引起柴油机的最大输出功率均有所下降;燃油消耗率在小、中负荷时均明显高于柴油,在大负荷时与柴油接近;所有工况NOx排放增加,大掺烧比时NOx排放增加明显;排气烟度在任何负荷下均明显降低;CO排放量在小负荷工况时比柴油略高,在中、大负荷工况时比柴油明显降低;HC排放量在小、中负荷时比柴油高,在大负荷时比柴油低。综合考虑动力性和排放性,实际掺烧使用地沟油生物柴油时,其掺烧比以不超过30%为宜。     

柴油出租车燃用不同替代燃料的试验研究

对柴油出租车燃用柴油(BD0),柴油—废弃油脂制生物柴油混合燃料(BD10)和天然气制合成油(G100)的经济性、排放性及可靠性能进行了试验研究.结果表明:与燃用BD0比较,柴油出租车燃用BD10和G100的百公里油耗略高;燃用BD10的CO和颗粒物(PM)排放分别降低17%和9%,NOx和HC+NOx排放分别升高12%及8%;燃用G100的CO,NOx,HC+NOx,PM排放分别降低75%,9%,10%和51%;柴油出租车燃用BD10,G100后,其喷油器头部积炭略有增加,但不影响柴油出租车的正常使用.     

生物柴油对能源和环境影响的研究

基于美国能源部的生物柴油统计数据，利用生命循环分析法，对生物柴油从生产到消耗的生命循环中的能量消耗和产出、循环中的排放以及生物柴油汽车尾气排放等方面进行了分析。分析结果表明：生物柴油循环的石化能效比提高，大约是柴油的4倍；生物柴油循环中CO2排放降低，大约降低了78.4%；发动机排气管有害物质的排放中，除NOx排入增加8.89%外，CO、HC、PM等有害物质的排放大幅度降低。