生物柴油低温流动性能研究

对棉籽油生物柴油(CME)、菜籽油生物柴油(RME)、大豆油生物柴油(SME)及其与0#柴油的调和油的低温流动性能进行了研究,并确定使生物柴油丧失低温流动性的主要因素.结果表明从组成、凝点和冷滤点来看,上述生物柴油的低温流动性优劣顺序为RME》SME》CME及0#柴油;随着温度的降低,3种生物柴油的动力粘度快速增加,是使生物柴油丧失低温流动性的主要原因.     

生物柴油与0~#柴油调和性能研究

用棉籽油生物柴油(CME)、菜籽油生物柴油(RME)和废大豆油生物柴油(SME)与0#柴油的以不同比例进行调和,并测定和比较其性能如密度、运动粘度和冷滤点。结果表明:在0#柴油中调入生物柴油后,柴油的冷滤点降低,运动粘度和密度有所增加。如果生物柴油的调入比例为20%,则调和油性能优劣的顺序为CME>SME>RME。     

生物柴油与0#柴油调和性能研究

用棉籽油生物柴油(CME)、菜籽油生物柴油(RME)和废大豆油生物柴油(SME)与0#柴油的以不同比例进行调和,并测定和比较其性能如密度、运动粘度和冷滤点.结果表明在0#柴油中调入生物柴油后,柴油的冷滤点降低, 运动粘度和密度有所增加.如果生物柴油的调入比例为20%,则调和油性能优劣的顺序为CME＞SME＞RME.     

生物柴油低温流动性能的改进研究

以地沟油和橡胶籽油为原料,制备相应生物柴油,测定其物化性能指标,地沟油生物柴油与橡胶籽油生物柴油的凝点与冷滤点分别是3℃、-1℃和6℃、2℃,40℃时运动粘度分别为5.78 mm2/s和5.0 mm2/s,其低温流动性能较差,严重影响了生物柴油使用和发展.考察了降凝剂I和降凝剂II对地沟油生物柴油与橡胶籽油生物柴油的低温流动性能,采用与低温流动特性较好的0#柴油调合混配可改进生物柴油低温流动特性,使生物柴油的凝点、冷滤点和运动粘度都能很好地得到改进.添加带有支链的油酸异丙酯可以很好地改进生物柴油的低温性能,但会使生物柴油运动粘度升高,选取适当的调合比例可以很好地改进生物柴油的低温流动性能.     

菜籽油制备生物柴油放大实验研究

在20L的反应器中研究了菜籽油与甲醇在催化剂KOH存在下通过酯交换反应制备生物柴油。根据实验得到,菜籽油酯交换反应55℃、醇油物质的量比6∶1,催化剂用量可以降低到油重的0 8%,反应70min,生物柴油含量99%以上,生物柴油的总收率达到92 65%;所制备的生物柴油低温流动性能好,闪点高达155℃,其它主要性能指标符合0#柴油标准。     

菜籽油油脚制备生物柴油

以油脚为原料制取生物柴油及副产品甘油,分离菜籽油油脚中的菜籽油条件:溶剂/油脚(质量分数)为2,室温下萃取分离,搅拌时间30min,分离出菜籽油量为12 5%、皂化值为161 4;通过正交实验得到菜籽油与甲醇醇解制取生物柴油的最佳工艺条件:甲醇/油为6,反应温度40℃,催化剂用量1%,脂肪酸甲酯的得率87 4%;以油脚为原料制备的生物柴油,其主要性能指标冷滤点为-11℃,大大低于0#柴油的4℃的指标(优级品),其他性能指标与0#柴油接近,与其它柴油组分的调和性也很好。     

生物柴油在船用柴油机上的适用性研究

为验证生物柴油在船舶柴油机上的适用性,在不改变柴油机内部结构的条件下,利用船用柴油机对生物油与0#柴油体积比为1∶4的生物柴油(记为BD20)及0#柴油进行台架对比试验,测试了船用柴油机生燃用生物柴油的负荷特性、动力特性,分析了柴油机排放物中的NOx、SO2及温室气体等排放特性。试验结果表明,生物柴油BD20在80%额定工况动力特性下的油耗率比0#柴油机低1.4%,CO排放浓度降低17%;负荷特性下BD20的油耗率与油耗量均升高2%,而SO2排放浓度比0#柴油低约30%。可见,生物柴油可作为0#柴油的替代物在船舶柴油机上推广应用。     

EVA类降凝剂对生物柴油低温流动性的作用机理

通过预筛选试验确定了乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)类降凝剂对生物柴油低温流动性的改善作用。采用差热分析(DSC)、低温X光衍射仪(XRD)、偏光显微镜等表征方法研究了EVA类降凝剂对生物柴油的降凝机理。实验结果表明,降凝剂加入生物柴油后没有减少蜡晶的析出量,而是通过与脂肪酸甲酯之间的共晶作用,改变了蜡晶的生长习性和聚集方式。蜡晶的外观呈现类球状,表现出优异的分散性,蜡晶之间不易交联,进而降低了生物柴油的冷滤点和冷凝点。     

EVA类降凝剂对生物柴油低温流动性的作用机理

通过预筛选试验确定了乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)类降凝剂对生物柴油低温流动性的改善作用。采用差热分析(DSC)、低温X光衍射仪(XRD)、偏光显微镜等表征方法研究了EVA类降凝剂对生物柴油的降凝机理。实验结果表明,降凝剂加入生物柴油后没有减少蜡晶的析出量,而是通过与脂肪酸甲酯之间的共晶作用,改变了蜡晶的生长习性和聚集方式。蜡晶的外观呈现类球状,表现出优异的分散性,蜡晶之间不易交联,进而降低了生物柴油的冷滤点和冷凝点。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料.在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0#柴油的性能对比试验.在不同转速和负荷下测定生物柴油与0#柴油的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的动力性提高,有效能耗率降低,HC和碳烟排放大幅度下降,NOX排放增加,CO排放在中低转速时有所增大.     

超稠油掺稀降黏实验研究

随着全球对能源需求的不断增加, 轻质原油的消耗量日益增多, 而常规原油的产量逐年减少, 因此稠 油作为常规原油有效的补充资源逐渐受到人们的关注, 如何高效、 经济地输送超稠油也引起了人们的重视。利用 R S 3 0 0旋转流变仪及凝点温度计, 对某油田掺柴后的超稠油进行了黏温特性、 流变特性、 凝点及稳定性实验。实验结 果表明, 柴油的体积分数达到2 5%时, 掺柴油的超稠油凝点较低, 具有较好的流动性, 且具有较好的稳定性。当进一 步增加柴油的体积分数时, 其凝点未发生变化。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料．在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0。柴油的性能对比试验．在不同转速和负荷下测定生物柴油与0^#柴油的动力性、经济性和排放特性．试验结果表明：与燃用0^#柴油相比，燃用生物柴油时发动机的动力性提高，有效能耗率降低，HC和碳烟排放大幅度下降，NOx排放增加，CO排放在中低转速时有所增大．     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油的排放特性

针对一台大排量电控高压共轨柴油机,在发动机的结构和参数不作变动和调整的条件下,使用5种生物柴油混合燃料进行ESC稳态排放测试,研究了不同生物柴油含量的混合燃料对柴油机排放特性的影响。结果表明,随着混合燃料中生物柴油含量的增加,CO、PM和DS比排放量逐渐减少,同时HC和SOF比排放量稍有降低,NOx比排放量逐渐增加。B30燃料与B0相比,CO、PM和DS十三工况加权平均比排放量分别减少了46.0%、27.5%和44.2%,但NOx比排放量增加了10.9%。CO、PM和DS加权比排放量在大负荷工况下减少的幅度较大。     

改善葵花籽油生物柴油的低温流动性能

以葵花籽油和无水甲醇为原料,KOH为催化剂,在50℃下反应1h,制备生物柴油（BDF）。首先研究了BDF与柴油调和后的低温流动性能和粘度。研究认为与低温流动性能较好的柴油调和能显著改善BDF的低温流动性能和粘度。然后研究了4种降凝剂对纯BDF及B20的低温流动性能和粘度的影响。降凝剂1、2和3都能改善纯BDF和B20的低温流动性能。其中,降凝剂2能较好的改善纯BDF的低温流动性能,降凝剂1和2能较好的改善B20的低温流动性能。4种降凝剂能不同程度增加纯BDF和B20的粘度。     

Effect of biodiesel on the particle size distribution in the exhaust of common-rail diesel engine and the mechanism of nanoparticle formation

Effect of biodiesel blends on the particle size distribution (PSD) of exhaust aerosol and the mechanism of nanoparticle formation were investigated with a modern common rail light-duty diesel engine. The results showed that PSD of diesel included two modes: nucleation mode (NM) and accumulation mode (CM). The criterion diameter of the two modes is 50 nm. Only CM was observed for all fuels under the condition of 50 N·m, 2000 r/min. When the engine torque was higher than 150 N·m, log-modal PSD of diesel shifted to bimodal. At higher loads, if the biodiesel blend ratio was below 60%, the PSD of biodiesel blends still included the two modes. However, no NM particles were found for pure biodiesel. At lower loads, only CM was found in PSD of all fuels. Significant reduction of CM particles was found for biodiesel blends compared with diesel. Discussion on the mechanism of nanoparticle formation indicated that for the light-duty diesel engine with oxidation catalysts, fuel consumption and exhaust temperature increased with increasing the engine loads, and SO₂ was converted to SO₃ by catalyst which, in its hydrated form, could act as the precursor for biodiesel NM formation. Therefore, sulfur level of biodiesel blends dominates the nanoparticle formation in light-duty diesel engine with oxidation catalysts. Supported by the National Hi-Tech Research and Development Program of China (“863” Project) (Grant No. 2006AA11A1A2), and the Program of Shanghai Chief Subjects (Grant No. B303)     

混配柴油凝点及溶解度参数的分子模拟研究

石化柴油中添加少量生物柴油调配混配柴油是当前研究的一个热点.分别用单组分、3组分和5组分正构烷烃构建石化柴油模拟系统,以亚油酸甲酯（ML）构建单组份生物柴油模拟系统.按2％、4％、6％、8％和10％物质的量比添加ML于石化柴油模拟系统中构建不同比例的混配柴油系统.利用分子动力学方法对各种系统的凝点区间及溶解度参数进行了模拟计算.利用热容等4个性质联合判断出各系统的模拟凝点区间,发现,随着ML的添加,系统的凝点总体呈下降趋势,说明生物柴油确具有明显的降凝效果,添加生物柴油可以使柴油的低温流动性增加.相比较而言,采用3组分正构烷烃构建石化模拟系统更为合适.通过对293 K时3组分石化柴油系统添加不同比例的ML构成的混配柴油系统的溶解度参数进行分析,得出了当添加比例为4％时两种油品的相容性最佳的结论.     

Experimental Study on the Performance and Emission of Chinese Small Agricultural Diesel Engine Fuelled with Methanol/Biodiesel/DTBP

中国小型农用柴油机燃用甲醇/生物柴油/DTBP的性能与排放试验研究

李瑞娜^1,2,3,张亮¹,朱佳隆¹,华琰¹,王忠¹

（1、江苏大学汽车与交通工程学院,江苏 镇江212013;

2. 汽车测控与安全四川省重点实验室,成都 610039;

3. 四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心,成都 610039）

摘 要：

为了研究甲醇和生物柴油对小型农用柴油机性能、经济性和排放的影响,分析了甲醇和生物柴油的物理化学性质（十六烷值、低热值、粘度等）。甲醇和生物柴油的性质在一定程度上表现出良好的互补性。当在生物柴油中加入大量甲醇时,甲醇/生物柴油混合物的十六烷值将大幅度降低。由于混合燃料的十六烷值对柴油机的燃烧过程有很大影响,在对甲醇/生物柴油的混合比进行试验后,分别用5%（BM5）、10%（BM10）、15%（BM15）的甲醇添加到生物柴油中制备了混合燃料。选择过氧化二叔丁基（DTBP）作为十六烷值改进剂添加到甲醇/生物柴油混合物中。在BM15中分别加入0.25%、0.50%、0.75%的DTBP。在186FA柴油机上进行台架试验,研究了甲醇和DTBP对发动机性能和排放的影响。结果表明,在额定工况下,与生物柴油相比,BM5、BM10和BM15的NOx浓度分别降低了5.02%、33.85%和21.24%,烟度分别降低了5.56%、22.22%和55.56%,发动机功率降低了5.77%、14.23%和25.41%,比能耗提高了3.31%,7.78%和6.37%。在甲醇/生物柴油中添加DTBP可以将发动机功率恢复到柴油的水平。DTBP对降低比能耗、降低NOx、CO、HC浓度有较好的效果,但排气烟度略有增加。

关键词：甲醇、生物柴油、农用柴油机、燃烧、性能、排放

     

直喷柴油机燃用大豆油甲酯生物柴油的排放和燃烧特性

针对一台增压中冷直喷柴油机,在发动机的结构和参数不作变动和调整的条件下,研究了B0、B10、B20和B30四种不同低十六烷值大豆油甲酯生物柴油体积分数的混合燃料对发动机排放和燃烧特性的影响。研究结果表明,随着燃料中生物柴油含量的增加,发动机的动力性逐渐降低,使用B10时动力性变化不大,额定功率只下降1.2%;燃油消耗逐渐增加;CO、HC和碳烟排放降低,NOx排放增加,但增加的幅度较小;发动机缸内最高燃烧压力和放热率峰值逐渐降低,与其对应的相位逐渐推后,燃烧始点和燃烧终点逐渐延迟,滞燃期和燃烧持续期逐渐延长。     

聚丙烯酸酯降凝剂的制备及应用

为改善柴油的低温流动性能,增加柴油供给,以丙烯酸、高碳醇为原料,酯化生成聚丙烯酸混合酯,再经偶氮二异丁腈引发,聚合成聚丙烯酸混合酯降凝剂。结果表明,聚丙烯酸混合酯对柴油有较好的降凝效果,0#柴油的凝点降低了14℃,5#柴油的凝点降低了18℃。计算得出了聚丙烯酸酯降凝剂的特性粘度为26~45 mL/g时,对柴油的降凝效果最好,当降凝剂的质量分数为0.4%时,分别使直馏柴油和润滑油的凝点降低了13℃和25℃,聚丙烯酸酯类降凝剂与萘斯以质量比1∶1进行复配时,使0#柴油的凝点降低了29℃。