加氢催化生物柴油喷雾燃烧及碳烟的试验

针对一种新型的大分子烷烃、不含氧的加氢催化生物柴油,基于先进的光学测试平台,在定容燃烧弹上、3种不同温度下开展了燃烧条件下该生物柴油的喷雾特性、燃烧特性以及碳烟生成特性的可视化研究.试验结果表明:随着加氢催化生物柴油掺混比例的增加,喷雾液相长度、着火延迟期和火焰浮起长度均呈现减小的趋势.对比50%,柴油和50%,加氢催化生物柴油的混合燃油(HB50)与柴油的碳烟生成特性发现,HB50碳烟的初始位置和初始时刻相对提前,并且在可视化区域内,碳烟的生成区域减小,碳烟的生成质量却增大.     

加氢催化生物柴油-柴油的喷雾燃烧特性

基于装配有单孔喷油器的高温高压定容燃烧弹系统,研究了一种混合燃油(柴油质量分数为80％,加氢催化生物柴油质量分数为20％)的喷雾燃烧特性.此外,针对纯柴油也进行了相同的试验以作为对比.试验采用高速纹影图像技术和OH*化学荧光法两种光学技术同步测量了着火延迟期(ID)和火焰浮起长度(LOL)等参数,通过纹影图像得到了喷雾...     

生物柴油碳烟特性的可视化研究

在1台光学可视化发动机上,采用高速摄影法,对不同掺混比例的柴油/生物柴油混合燃料进行研究,获取缸内燃烧火焰图像,通过双色法得到表征缸内碳烟总体分布的KL因子,分析了生物柴油对缸内燃烧过程和碳烟生成特性的影响.研究结果表明,随着生物柴油掺入比例的增加,最高燃烧压力逐渐降低,滞燃期相对延长,燃烧持续期缩短,火焰的亮度和分布面积都随之下降.KL因子的最高浓度降低,碳烟较浓的分布区域减小,碳烟的氧化进程加快.     

基于激光诊断的生物柴油碳烟生成特性研究

制作了1个以液体为燃料可以产生层流扩散火焰的燃烧器,应用双色激光诱导炽光法(LII)技术来测量火焰中的绝对碳烟体积分数.基于在2个波长上获取的火焰中某1点的LII信号,获得被激光加热的碳烟粒子温度,同时得到此点的碳烟浓度,通过映射得到火焰的二维碳烟浓度分布.采用激光诱导荧光法可获得碳烟前驱物多环芳香烃在火焰中的二维分布,将激光诱导荧光和激光诱导炽光相结合,在柴油和生物柴油混合燃料的层流扩散火焰上进行测试.研究结果表明,随着生物柴油掺混比例的增加,碳烟和多环芳香烃的最大浓度都随之降低,浓区分布面积也进一步缩小.     

加氢催化生物柴油燃烧排放特性的试验

将加氢催化生物柴油以质量分数为5%,、10%,、20%,和30%,的比例掺混到国Ⅳ柴油中,与纯国Ⅳ柴油共5种燃油分别在定容燃烧弹中进行了燃烧特性的可视化试验;同时,在发动机台架上进行了欧洲稳态测试循环(ESC)十三工况排放特性的测试.可视化试验结果给出了不同环境温度和环境压力下随加氢催化生物柴油掺混比例的增加,燃烧滞燃期及燃烧持续期的变化规律;ESC排放试验进一步证明随着加氢催化生物柴油添加量的增加THC、NO_x、PM和CO排放都有不同程度的降低,其中,CO的排放呈线性下降,NO_x排放的降低在高负荷、低转速时最为显著.     

加氢催化生物柴油对GCI发动机燃烧与排放影响

汽油压燃(GCI)发动机具有较高的热效率及较低的排放,但使用商用高辛烷值汽油存在低负荷工况下着火困难、燃烧稳定性差的难题.将高十六烷值的加氢催化生物柴油(HCB)按照不同体积比例添加到95号汽油中,通过一台共轨单缸柴油机,研究在小负荷工况下加氢催化生物柴油体积分数对发动机燃烧与排放特性的影响.结果表明:随着加氢催化生物柴油体积分数的增加,燃料的着火性能显著改善,有效降低燃烧爆压.同时,不同活性燃料的掺混比例应与运行工况匹配才能获得较为合适的燃烧相位,进而提高发动机性能.排放方面,掺混燃料在降低颗粒物排放方面有着巨大的潜力,随着生物柴油体积分数的增加,虽然颗粒物排放有所增加,但可以有效地降低CO及未燃碳氢化合物(UHC)排放.掺混燃料中生物柴油掺混比例对NO_x排放的影响在不同负荷下表现出不同的趋势.     

基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟颗粒物的生成特性

采用改进的详细碳烟模型,耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理.在碳烟模型中,考虑了反应中生成的乙炔类异构体和多环芳香烃前驱物对碳烟颗粒成长过程的影响作用,分别以可视化发动机和单缸柴油机台架试验的结果,对详细碳烟模型预测柴油机碳炯生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证.结果表明,模拟得到的缸内压力、放热率曲线以及着火时刻和试验结果吻合较好,得到的碳烟浓度瞬态二维分布与采用双色法得到的试验结果较为接近,碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致,因而本文的详细碳烟模型可较好地预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势.同时,采用提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数密度和平均尺寸进行数值模拟,研究其在柴油机缸内的变化情况,结果表明,碳烟颗粒的直径在预混燃烧期和急燃期急剧增加,在缓燃期以及燃烧后期收敛于某一稳定值.     

生物柴油氧化改质对NOx和碳烟排放的影响

在一台共轨柴油机上,测量燃用氧化改质处理前后的生物柴油的排放污染物.通过气相.质谱联用仪,测量并分析改质前后油品组分变化.分析含氧燃料的热力NOx形成理论,提出了燃料化学结构决定柴油机排放污染物生成的观点.研究结果表明,生物柴油经氧化改质后,部分脂肪酸甲酯碳链中的双键被破坏,增加了环氧基或双羟基,含氧量和饱和度增加.改质处理抑制了生物柴油自身的氧化,避免了酸败和黏度增加.改质后生物柴油NOx和碳烟排放同时降低,改变了传统柴油机NOx和碳烟排放存在的互为消长关系.     

基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性

采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据.     

碱催化酯交换法制备生物柴油工艺参数研究

分析利用餐厨垃圾生产生物柴油的现状及发展趋势,对餐厨垃圾生产生物柴油工艺进行探讨。通过实验,确定最佳反应温度、最佳反应时间和最佳产油率。     

消光烟度计在柴油机碳烟排放测定中的应用

介绍在使用消光烟度计过程中出现的问题，并提出了解决办法。应用消光烟度计测定燃烧含添加剂柴油的柴油机碳烟排放时，发现添加量均为2‰时，有机钡能降低碳烟排放20．9％，有机铈能降低碳烟排放14．1％。     

棉籽酸化油酸催化两步法制备生物柴油的研究

以棉籽酸化油和甲醇为原料,采用酸催化两步法制备生物柴油.第一步为酸催化酯化和一次酯交换反应,第二步为酸催化二次酯交换反应.通过大量试验优化了反应条件:在酯化和一次酯交换阶段,醇油质量比为0.5:1,催化剂用量为棉籽酸化油质量的3%,反应温度为90℃,反应时间为150 min:在二次酯交换阶段,醇油质量比为0.7:1,催化剂用量为棉籽油质量的4%,反应时间为90min.在此条件下,生物柴油的产率达到94%以上,产品质量符合国家标准.     

酶法催化生产生物柴油的研究进展

生物柴油是一种可生物降解的、无毒的、清洁的可再生能源,可以部分代替石油柴油.酶法催化生产生物柴油具有反应条件温和、原料来源广泛、无皂化等副反应发生、产物易于分离纯化和设备要求低等优点.对脂肪酶、油脂原料和酰基受体在酶法催化生产生物柴油中的研究应用进行了介绍,指出了酶法催化生产生物柴油中存在的问题,针对酶法催化生产生物柴油难以实现产业化的原因进行了分析,并提出了相应的建议.     

响应曲面法优化固体碱催化制备生物柴油的工艺

以固体碱硅酸钠为催化剂进行酯交换反应制备生物柴油,采用响应曲面法中的Box-Behnken模式对影响生物柴油转化率的4个主要因素(温度、催化剂用量、反应时间、醇油物质的量比)进行优化.建立生物柴油转化率的二次多项回归模型方程,并对回归方程系数进行显著性检验和方差分析.试验结果表明:当反应温度为66℃、催化剂用量为大豆油质量的2.1%、反应时间为7h、醇油物质的量比为8.6:1时,生物柴油的转化率最高,最高转化率预测值为75.78%,与实测值基本相符,优化模型有效可靠.     

固体碱催化猪油制备生物柴油

运用实验研究和理论分析相结合的方法,阐述猪油和甲醇在CaO催化剂作用下进行酯交换反应制取生物柴油的基本原理和操作方法,分光光度法测定甘油含量,计算生物柴油转化率,得出以CaO催化猪油制取生物柴油的适宜反应条件。结果表明:CaO做催化剂时,催化剂用量为2.0%,醇油物质的量比为6∶1,反应时间为150min,温度为60℃进行磁力搅拌,反应产率最高可达93.68%。     

包衣酶催化地沟油制备生物柴油

实验考察了以地沟油为原料,三阶段包衣酶催化制备生物柴油的工艺.以中心组合设计试验,选取反应时间、反应温度、包衣酶用量、醇油摩尔比和水分添加量为影响酯化率的主要因素,通过响应面分析得优化的工艺条件为:反应时间9.4×3h,反应温度54℃,包衣酶用量18.7%,醇油摩尔比3.6:1,水分添加量17.2%,在最佳条件下的酯化率为93.68%.     

生物油催化加氢提质的研究进展

生物油是生物质经快速热解技术制得的一种液体燃料。生物油含氧量较高,必须经过提质才能转化为高品位燃料。在生物油提质技术中,催化加氢由于能显著降低生物油含氧量,提高能量密度而受到广泛关注。文中首先介绍了催化加氢的基本原理,并从生物油中不同的加氢对象着手,根据工艺的温度、压力、时间、催化剂和反应器等条件,综述了国内外相关研究工作。最后针对目前生物油催化加氢技术存在的问题,提出其改进设想和前景展望。     

离子液体催化制备生物柴油的研究进展

生物柴油作为一种可再生的绿色能源,一出现就被赋予了替代化石燃料的使命。研发符合环境要求、活性高的催化剂及制备工艺是推动生物柴油走向产业化的重要一步。离子液体因其蒸汽压低、化学稳定性好、循环使用性好、结构可设计等优点,在近几年生物柴油的制备研究中常被作为催化剂使用。对生物柴油离子液体催化剂的研究,从单核功能化离子液体催化剂的研究开始,到双核离子液体,直至近两年出现的离子液体聚合物催的研究。随着研究的深入,离子液体催化剂的结构与其催化活性之间逐渐出现了一定的关联性,这种关联性将为进一步深入研究催化机理奠定基础。     

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.     

柴油燃烧火焰中碳烟生成的特性试验

基于装配单孔喷嘴孔径为0.18,mm的定容燃烧弹系统,采用脉冲LED二维消光法,以国Ⅴ的0号柴油为研究对象,对其在给定工况下喷雾燃烧火焰中形成的碳烟进行了定量测试,同时采用增强器电荷耦合相机同步测量了火焰浮起长度.试验过程中,保持定容燃烧弹内气体密度恒为20,kg/m3,研究了不同喷油压力、氧体积分数和环境温度对碳烟分布、初始形成时刻的影响,结果表明:采用的二维消光法对国Ⅴ柴油有较好的适用性;国Ⅴ柴油喷雾燃烧中碳烟的KL值、生成的初始时刻随着喷油压力升高而降低,随着氧体积分数升高而升高,随着环境温度的升高而升高.