重油—煤—水,水基三元混合燃料的制备及其流变性

使用适当的分散剂和乳化剂制备出一种新型水基（Ｏ／Ｗ）重油－煤－水三元混合燃料（ＨＯＣＷＦ），研究了体系组成、温度、分散剂种类及含量对体系流变性的影响，对混合燃料燃烧性能的初步测试表明这种煤、液混合燃料性能优于油煤浆和水煤浆。     

超细煤粉-水-渣油三元混合燃料的流变行为研究

使用适当的分散剂和乳化剂制备出两种超细煤粉、水、渣油三元混合燃料（Ｏ／Ｗ型和Ｗ／Ｏ型）。水基混合燃料的组成为ｍ油：ｍ煤：ｍ水＝４：２：４，油基混合燃料的组成ｍ油：ｍ煤：ｍ水＝５：２：３。流变行为的研究结果发现水基混合燃料的流变特性符合Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ模型，而油基混合燃料的流变特性符合Ｂｉｎｇｈａｍ模型。两种混合体系粘度的温度依赖关系符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ等式，水基混合体系的流动化能     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

影响天然气液化的工艺参数分析

分析天然气的液化率与LNG的储存温度和压力、天然气节流前温度、天然气压力以及高低压制冷剂压力、温度等参数的关系,归纳出影响液化率的关键因素。研究得出降低储存温度和增加储存压力都可以提高天然气的液化率。混合制冷剂中甲烷含量对液化流程性能的影响：随着甲烷含量的增加,混合制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水带走热量和丙烷预冷量均增加。     

柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时的性能与排放研究

研究了二甲醚／柴油混合燃料的互溶性，包括饱和蒸气压和浊点的测量，并在CA4113直喷式柴油机上开展了燃用不同比例二甲醚／柴油混合燃料的试验研究．通过优化发动机系统参数，寻求在柴油机上燃用混合燃料的合适配比．结果表明：随着二甲醚添加比例的增大，二甲醚／柴油混合燃料的饱和蒸气压上升，浊点明显下降，互溶区扩大，当采用0#柴油时，D30燃料（质量分数为30％的二甲醚和70％的柴油混合而成）的浊点可降低到-6℃；由于混合燃料的热值降低，当不增加循环供油量时，发动机功率下降；由于混合燃料含氧量增加，燃烧更为完善，燃油经济性有所改善；发动机在高负荷范围内碳烟降低60％以上，在整个负荷范围内NOx排放可以降低30％左右。     

生物柴油/柴油混合燃料喷油提前角优化

为了得到使用生物柴油/柴油混合燃料的最佳喷油提前角,对不同角度混合燃料的燃烧和排放特性进行了研究。结果表明:喷油滞后(提前),燃烧压力、压力升高率与瞬时燃烧放热率降低(增加),曲线后移(前移)。NOx排放降低(增加),且随着负荷的增加,降低(增加)的幅度增大。原机条件下混合燃料烟度最低,喷油提前和滞后都会引起烟度的增加。喷油适当滞后(降低3°)可以在烟度增加不多的情况下有效控制生物柴油/柴油混合燃料的NOx排放,同时压力升高率的降低会使发动机工作更加柔和。     

碱金属硝酸盐在1,2-丙二醇—水混合溶剂中15℃和45℃的溶解行为研究

采用自制的相平衡研究装置,用密度-折光率联合的方法,测定了碱金属硝酸盐在1,2-丙二醇/水(0～1)混合溶剂中15℃和45℃时的平衡溶解度.利用DMA4500密度计和RXA170折光率仪测定了饱和溶液15℃和45℃下的密度和折光率.实验结果表明,随着混合溶剂中1,2-丙二醇含量增加,碱金属硝酸盐的溶解度降低.饱和溶液的密度随着混合溶剂中1,2-丙二醇含量的增加而减小,但折光率却呈现出增加的趋势.用四参数经验关联方程对所有饱和体系的溶解度、折光率及密度数据进行了拟合.盐析率结果表明,1,2-丙二醇对碱金属硝酸盐都有盐析作用,温度升高,盐析率稍微增大.     

石油焦与油页岩混合燃料流化床的着火特性

对石油焦与油页岩混合燃料的着火特性进行了试验。在流化床(CFB)中对2号混合燃料(油页岩与石油焦质量比3∶7)采用床下油枪点火,在冷态条件下,当底部床层温度增加到420℃左右时,少量燃料颗粒着火燃烧;待床层温度升到650℃时逐渐减少投油量,可使试验燃料顺利着火并稳定燃烧。当油页岩与石油焦的质量比为3∶7时,混合燃料的着火特性完全满足流化床运行要求;燃料挥发分含量是其着火温度的主要影响因素,除1号混合燃料外,其他4种混合燃料挥发分均大于茂名石化CFB锅炉设计烟煤的挥发分,2号混合燃料着火特性优于该CFB锅炉设计烟煤。     

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响

天然气混合氢气燃烧可有效降低含碳物质的排放。但掺混氢气会改变燃料性质,进而影响燃烧进程,故有必要对掺氢燃烧进行深入研究。本文主要研究了以混氢天然气为燃料的燃气轮机的燃烧特性和排放特性,采用数值模拟的方法研究不同的掺氢比（H2体积含量0~100%一共6种工况）对GE-10实验型燃气轮机燃烧室燃烧过程的影响。研究结果表明,随着掺氢比的增加,火焰温度上升,燃烧反应区前移。在低掺混比下火焰筒出口处的温度分布随掺氢比增大趋向均匀,当掺氢比超过0.6时,出口处温度分布均匀性大幅下降。此外,混合燃料中氢气成分的增加会导致局部释热量提高,进而导致NOx排放增加,当掺氢比超过0.8时NOx排放量增加的幅度变大。同时,随着掺氢比的提高CO和CO2的排放量显著减少,H2O的生成量显著增加。研究结果将为后续混氢燃烧技术在工业燃气轮机上的应用提供理论指导。     

柴油机燃用F-T/生物柴油混合燃料的排放性能研究

以未做调整的四缸增压中冷发动机为试验样机,分别燃用不同比例的F-T/生物柴油混合燃料,对混合燃料的常规排放尤其是非常规排放进行了对比研究。结果表明:F-T/生物柴油混合燃料相对于0#柴油可明显改善NO_X、CO和碳烟的排放,但随着生物柴油比例的提高,NO_X、CO排放略有升高,碳烟排放则随着生物柴油比例增加而降低;外特性下,混合燃料随着生物柴油比例的提高,HC排放相对于0#柴油有明显下降;非常规排放中混合燃料可有效降低甲醛排放;SO_2排放也有明显下降,但随生物柴油配比的增加而有上升的趋势。混合燃料能有效抑制苯类排放。     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的性能与排放研究

为了给柴油／乙醇混合燃料的应用提供试验和理论依据，进行了柴油机燃用柴油／乙醇混合燃料的性能与排放研究，研究结果表明：随着燃料中乙醇掺混比例的增加，有效燃油消耗率有所增加，但当量柴油有效燃油消耗率降低，有效热效率增加；在掺混比例较高时，需要添加十六烷值改进剂提高混合燃料的十六烷值；在同一工况下，发动机排气烟度随乙醇的加入而减少，NOx排放则无明显的增加；排气烟度的下降率随含氧量的增加而增大，未添加十六烷值改进剂时升高的幅度小于添加十六烷值改进剂后．减小供油提前角，NOx排放下降，排气烟度增加。     

柴油机同时降低碳烟与NOx的一种方法

通过试验研究了柴油与二甲氧基甲烷（DMM）的混合燃料及纯柴油在不同负荷条件下的碳烟和NOx的排放,同时研究了EGR对柴油机碳烟及NOx排放的影响．试验结果表明,柴油机碳烟排放随混合燃料中DMM含量的增加而降低,但NOx的排放有所增加;随着EGR率的增大．NOx的排放得到了很好的控制,但碳烟的排放有所恶化．运用DMM混合燃料同时控制EGR率在10％～15％左右时,可达到同时降低碳烟与NOx的目的．     

二甲醚发动机掺烧液化石油气燃烧和排放特性的试验研究

在一台直喷二甲醚发动机上,进行了掺烧液化石油气(LPG)的台架试验,研究混合燃料中LPG的含量对二甲醚发动机燃烧和排放的影响。研究表明,随着混合燃料中LPG含量的增加,滞燃期延长、着火始点延后、燃烧持续期缩短,低负荷时变化更大。燃油消耗率随LPG含量增大先降低后增加,LPG含量过高或过低都会导致油耗率升高。在二甲醚中掺混30%LPG时油耗率最低,发动机经济性最佳。LPG对NO_x排放影响较为复杂,低负荷时,随LPG含量的增大;NO_x排放上升。中高负荷时,随LPG含量增大,NO_x排放先增大后减小。随着LPG含量增大,发动机HC排放略有升高,CO排放迅速增加;高负荷时CO排放增幅更大。研究结果为LPG燃料在压燃式发动机上的应用及改善二甲醚发动机的燃油经济性提供了试验指导。     

聚苯醚/环氧树脂体系的相行为和机械性能

采用光学显微镜、扫描电镜等仪器对聚苯醚（PPE）/环氧树脂（EP）体系的相图、相态以及机械性能进行了研究.研究结果表明：PPE/EP体系表现出最高上临界温度行为,并且随着PPE相对分子质量的降低,体系的混溶性增加,最高上临界温度从430 K下降到366K;在PPE/EP体系中加入三烯丙基异氰酸酯（TAIC）能够很明显地改善PPE的耐化学药品性;固化材料的拉伸强度随着固化温度的升高以及PPE含量的增加而增大,而拉伸模量则基本保持恒定,与材料的固化温度和组成无关;PPE/EP体系的韧性则随着PPE含量的增加而增加.     

纳米纤维素晶须用作水性聚氨酯的增稠流变剂

采用酸催化水解法制备了纳米纤维素晶须(NCW)悬浮液并对其进行表征.研究了温度、NCW含量对悬浮液黏度的影响,考察了悬浮液的Ostwade幂方程模型.结果表明,NCW悬浮液黏度随NCW含量增大而增大,受温度影响较小;将NCW添加到水性聚氨酯分散体中,研究了温度、NCW含量对混合悬浮液流变性的影响,表明NCW的加入能降低混合悬浮液体系的粘流活化能,增加混合悬浮液体系的触变度,证明NCW对水性聚氨酯分散体具有增稠和触变作用.     

温度对增压二甲醚发动机性能的影响

以一台增压二甲醚发动机为研究对象,研究进气温度和燃料温度对二甲醚发动机性能的影响。试验结果表明,进气温度升高,燃烧滞燃期缩短,放热率曲线往前移,预混合燃烧的峰值降低,预混合燃烧在整个燃烧过程中所占比例减小;进气温度升高会导致发动机油耗率上升,排温升高,NOx排放增加。二甲醚燃料温度的影响比进气温度升高,燃料温度增加会导致发动机功率下降。额定工况点下,当燃料温度由28℃升高到40℃时,发动机的功率由192.1 k W下降到168 k W,下降12.0%。二甲醚温度每升高1℃,二甲醚发动机功率平均下降1.0%。     

乳胶基质体系油-水界面张力实验

 采用接触角张力仪测定乳胶基质体系油-水两相的界面张力。实验研究了温度对碳质燃料、乳化剂的表面张力的影响,以及乳化剂对乳胶基质中油-水界面张力的影响,结果表明,随着温度升高,碳质燃料、乳化剂的表面张力降低;而随着乳化剂质量分数的增加,油-水界面张力首先显著下降,随后趋向恒定值;乳胶基质体系中加入不同的乳化剂,高分子乳化剂形成的体系界面张力值相对较高。     

新型氧化添加剂EGM影响柴油机性能和排放特性的研究

提出了用含氧柴油添加剂EGM降低柴油机碳烟排放的方法，建立了超声波EGM-柴油在线混合装置，在4JB1直喷柴油机上试验研究了含氧添加剂对发动机性能和排放特性的影响。结果表明，在大负荷时随着混合燃料中的EGM增加，碳烟和CO的排放显著降低；对NOx的排放影响很小；在小负荷时HC的排放增加。     

柴油机燃用乙酰丙酸乙酯-柴油混合燃料的试验研究

采用柴油机台架试验,测量了乙酰丙酸乙酯(Ethyl Levulinate,EL)-柴油混合燃料的燃烧排放性.结果表明:在不作任何调整的情况下,几种混合燃料均可直接用于柴油机.随着输出功率升高,油耗率均逐渐减低,达到最低值后逐渐升高,NOX、CO、CO2和烟度排放整体上都是增加的,HC的排放变化趋势不明显.随着EL混合比例的增大,油耗率有所增大,HC、NOX和CO2的排放整体上均逐渐增大,CO和烟度排放的变化在低功率运行时并不明显,在输出功率较大时,随EL含量的增加明显地降低.研究EL与柴油混合燃料的燃烧排放特性,为EL作为柴油替代燃料的应用推广提供参考,有利于生物质资源的合理化、规模化利用.     

柴油/乙醇混合燃料的性质及其对发动机性能的影响

研究了不同掺混比例的柴油/乙醇混合燃料的主要理化特性,并结合发动机台架实验考察该混合燃料对发动机性能的影响.实验结果表明,随着乙醇掺混比例的增加,混合燃料的低热值、十六烷值、粘度逐渐降低;混合燃料的低温蒸馏特性较强;助溶剂可有效解决乙醇柴油的相溶问题.发动机实验结果表明,随着乙醇掺混比例的增加,发动机动力性呈现下降趋势;CO、碳烟排放逐渐改善,NOx、HC排放逐渐恶化;燃料的能量消耗率在外特性和负荷特性高负荷工况下逐渐改善,在中小负荷工况恶化.