生物柴油制备以及在柴油机上应用的关键技术研究

针对工业上生产生物柴油的制备技术、工艺流程、酯交换反应影响因素、质量指标以及在柴油机上燃烧的关键技术等进行了综述。国内外仍然以酯交换法反应为主,且常以氢氧化钠等碱为催化剂。如何降低生物柴油中甲醇、甘油、水含量以及研制适用于生物柴油的抗氧化剂均是生物柴油应用的关键技术。关于多种生物柴油的掺混燃烧以及燃用生物柴油导致的排放对于生物系统的细胞毒害性和突变性等涉及人类健康影响的研究仍然有待加强。     

植物油制备生物柴油的研究

以植物油为原料，在催化剂（KOH）的作用下，通过甲醇酯交换反应生成脂肪酸甲酯即生物柴油的试验研究，考察了醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间等反应条件的变化对植物油转化率和产品纯度的影响。     

酯交换法制备生物柴油及其在我国的实践

生物柴油是一种对环境友好的可再生燃料,以其是好的环境效应受到越来越多的关注。综述并比较了生物柴油的各种化学制备方法,介绍了该产业的国内外生产应用情况,指出了生物柴油的优势,分析了生物柴油在生产厦使用过程中存在的一些问题并对生物柴油的未来研究与发展作了展望。     

蓖麻油制备生物柴油的研究

研究了以蓖麻油为原料,采用化学酯交换方法制备生物柴油的工艺过程.测定了最佳反应条件：催化剂用量为油重的1.0%,甲醇用量为油重的20%,反应温度为65℃,反应时间为90 min,酯交换率可达到86%.     

新型生物乳化柴油在柴油机上的ESC试验研究

在高压共轨电控柴油机上分别燃用柴油(D)、甲酯(B100)和生物乳化柴油(EB10、EB15和EB20),进行ESC十三工况稳态测试循环试验,研究了生物乳化柴油中水和丁醇含量对发动机燃烧、动力性、经济性和排放的影响。结果表明:5种油品中EB10的放热率峰值最大;随着生物乳化柴油中丁醇和水掺混比例的增大,其滞燃期延长,燃烧持续期缩短;EB10的有效热效率高于柴油,燃油消耗率低于柴油,EB15和EB20与之相反。NO_x、PM排放及烟度随水和丁醇掺混比例增大而降低,HC和 CO排放都有上升趋势但很微小;EB10、EB15和EB20的HC排放略高于柴油,CO排放低于柴油。     

桐油制备生物柴油的研究

以桐油为原料,研究了高酸值原料油的预酯化工艺条件,以及酯交换反应过程中甲醇加入的方式.对桐油预酯化工艺条件的研究结果表明,在搅拌速度一定的情况下,预酯化工艺的最佳条件为醇油摩尔比7∶1、硫酸用量为1.5%(质量比)、反应温度70℃、反应时间2 h;在研究的四个因素(醇油摩尔比,催化剂浓度,反应温度,反应时间)中,反应温度对酯化反应转化率的影响最大.在酯交换反应过程中,对分批加入甲醇的初步研究结果表明,在醇油摩尔比6 ∶1、KOH浓度 1%(质量比)、反应温度60℃、反应时间1 h的条件下,分两批加入甲醇的收率比一次加入甲醇的收率提高了4%.     

新型纸浆污泥生物炭基催化剂的制备及其催化合成生物柴油研究

以纸浆污泥生物炭为载体制备固体碱催化剂,并将其应用于生物柴油的制备。催化剂的物理化学性质通过热重分析（TG）、扫描电子显微镜及X射线能谱分析（SEM-EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、N2吸附/脱附和CO2-TPD进行表征。结果表明：由于30K/PPSB-600催化剂的总碱度最高,具有非常好的的催化性能（生物柴油最大产率为98.5%）。此外,对催化剂的稳定性和利用周期性进行多次实验。通过8次回收实验后,新催化剂仍具有较高的催化性能（生物柴油产率为80%）,其中少量失去催化活性的原因是K+的流失。     

制备生物柴油所用催化剂的研究进展

生物柴油作为一种清洁的可再生能源,可以由动植物油脂通过酯交换反应来制备.本文概述了近年来制备生物柴油的多种催化剂,并探讨了各自的优点及缺陷.     

生物柴油制备新工艺的研究进展

综述了生物柴油的特性及其生产方法,介绍了酯交换法制备生物柴油的反应机理及其近年来出现的各种新生产工艺,包括超临界法、生物催化法、超声波法、离子液体法等,指出了生物柴油技术发展面临的问题及研究方向。     

生物柴油及其生产技术的进展

介绍了由可再生油脂原料衍生的环保燃料生物柴油在国内外应用现状,重点介绍了酯交换法制备生物柴油技术研究进展情况,展望了生物柴油产业在我国的发展前景。     

柴油机掺烧不同比例生物柴油的试验研究

将体积分数为10%2、0%、30%的生物柴油掺混到柴油里组成3种混合燃料,并连同纯柴油共4种燃料,在一台四缸增压中冷柴油机上进行性能、燃烧和排放特性的试验研究.结果表明,柴油机燃用生物柴油与柴油混合燃料的折合油耗率与燃用纯柴油时基本相当;燃用混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率较低,着火时刻较晚;混合燃料的NOx和碳烟排放与燃用纯柴油时相比均有不同程度的降低,但混合燃料的HC和CO排放只是在1 500r/min时才较纯柴油低,当转速在2 300 r/min时,混合燃料的HC和CO排放更高.     

山茶油生物柴油特性及用于柴油机的性能与排放研究

研究了不同山茶油生物柴油比例混合燃料的热重特性,并在R180柴油机上进行试验,分析比较了柴油机的经济性和排放特性。结果表明：生物柴油与柴油混合性良好;不同燃料的热重特性基本相同;柴油机动力性没受明显影响;与柴油相比,混合燃料的当量燃油消耗率略为增加;CH排放降低;CO排放在中低负荷时降低,高负荷时增加;NOx排放在中间转速时随着生物柴油比例的提高先增加后降低,高速时降低。研究证明山茶油生物柴油用于柴油机具有良好的替代柴油、减少排放的效果。     

柴油机燃用生物柴油及柴油的燃烧分析与排放特性

为了进一步弄清楚生物柴油对发动机燃烧和排放的影响.在发动机试验台架上,对一台增压中冷车用柴油机进行生物柴油和柴油的性能及排放等试验.试验按国家标准GB17691—2001规定的测量方法、全负荷速度特性以及不同转速下的负荷特性进行.测录了示功图并进行了不同燃料的燃烧比较和分析.结果表明,生物柴油由于其燃料特性,引起喷油提前,但滞燃期较短,预混燃烧比例较小.排放测试结果表明,生物柴油的烟度、HC和CO下降,但NOx排放增加.按13工况法,燃用生物柴油,HC和CO分别下降21.3%和1.7%;NOx增加2.9%.     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺人不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究,结果表明：在柴油中掺人不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO,HC和烟度均有较大的降低,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变。在最大负荷时,5％,15％,25％的混合燃料和柴油机比较,HC的排放分别减少了15％,33.3％和83.3％,碳烟的排放分别减少了16．2％,51．8％和63．6％。     

基于不同原料生物柴油混合燃料的发动机性能研究

对一台TDI柴油机燃用花椒籽、棉籽、棕榈和餐饮废油脂4种不同原料制成的生物柴油(以10%体积比分别与柴油混合制成)的动力性、经济性和排放特性进行了试验研究,探讨了4种生物柴油对发动机性能的影响。研究结果表明:在燃用4种生物柴油时,棕榈油制生物柴油的功率和纯柴油基本一致,其余混合燃料的功率都比纯柴油略有下降;4种混合燃料的油耗与纯柴油基本一致;与纯柴油相比,生物柴油混合燃料的碳烟、CO、HC排放均较低,而NOx排放略高。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的燃烧特性

在一台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油、柴油及其掺混油B20、B50的性能试验,通过测量喷油器针阀升程、喷油压力和气缸压力曲线,对放热率、滞燃期等燃烧特性参数进行了分析,以研究生物柴油对发动机燃烧性能的影响。试验结果表明,在相同工况下,随着掺混油中生物柴油比例的增加,喷油始点逐渐提前,喷油延迟角逐渐变大,喷油压力和喷油持续期有所增加;滞燃期逐渐缩短,在大负荷尤为明显;预混合放热峰值逐渐降低,而扩散燃烧放热峰值逐渐增大;缸内最高燃烧压力提高,其对应的曲轴转角也逐渐提前。燃用生物柴油后发动机的热效率有所提高,在中等负荷时尤为明显。     

生物柴油在柴油机上应用的关键技术研究

对生物柴油的质量指标进行了详细的介绍,为了研究发动机燃用生物柴油-柴油混合油时的动力性、经济性和排放性,设计相应的台架试验。结合生物柴油的质量指标和发动机燃油系统的结构分析影响原因,为发动机最终燃用柴油-生物柴油混合液的研究做准备。     

生物柴油缸内燃烧火焰温度对NOx生成的影响

采用内窥镜高速摄影的方法,拍摄了柴油机燃用不同比例生物柴油-柴油调合燃料燃烧火焰的图像.基于亮度测温法的原理,计算了火焰的温度场分布.根据NOx生成的特点,提出了针对NOx生成的火焰温度评价指标:NOx生成区域的瞬态火焰面积、火焰面积变化速率、火焰面积平均变化速率、温度区域持续期、火焰面积出现效率,分析了评价指标随发动机转速、生物柴油调合比例的变化规律.研究结果表明:随着生物柴油添加比例和转速的增大,燃用B50和B100的NOx生成区域的火焰面积出现时刻和消失时刻提前,提前程度在高转速时较大,区域的峰值不断增大,对应的位置逐渐提前,火焰面积变化速率和火焰面积平均变化速率的峰值均不断增大,出现效率不断增大,持续时间逐渐缩短,这说明随着生物柴油调合比例的增大,缸内出现了有利于NOx生成的环境.     

发动机燃用生物柴油稳态工况颗粒粒径分布

利用发动机颗粒物的稀释采样系统,对1台国3柴油机燃用掺混体积比分别为5%、10%、20%、50%的麻疯树油制生物柴油和石化柴油的混合燃料,以及纯生物柴油JBD100和纯石化柴油JBD0,在2 000和3 200r/min负荷特性和全负荷速度特性下进行试验,研究生物柴油和发动机工况对颗粒粒径分布的影响。研究结果表明:外特性和2 000r/min负荷特性下,掺混体积比大于20%的混合燃料的颗粒分布呈包含核态和聚集态的双峰对数正态分布;在3 200r/min、25%～75%负荷下,JBD50和JBD100的颗粒分布呈现仅有1个核态颗粒峰值的单峰分布;随着生物柴油掺混比的增加,数量几何平均粒径变小;核态数量最大值的工况基本出现在聚集态数量最小值的工况附近,反之亦然。