乙醇-柴油混合燃料的应用研究进展

为了有助于开展乙醇-柴油混合燃料在柴油机上的应用研究,本文首先介绍了乙醇的生产原料及其理化特性,分析了乙醇-柴油混合燃料的排放机理,讨论了乙醇-柴油混合燃料的研究进展,指出目前乙醇在柴油机上的混合燃烧主要分为两大类机内混合与机外混合燃料燃烧.最后重点以清华大学、吉林大学、上海交通大学为例,就各自对乙醇-柴油机外混合燃料燃烧研究的不同"亮点"分别进行论述,指出进一步选择合适的助溶剂以及恰当的着火改进剂等,可使乙醇-柴油混合燃料在柴油机上的应用早日实现.     

柴油机燃用生物柴油-乙醇-水微乳化燃料性能研究

为研究生物柴油-乙醇-水微乳化燃料在柴油机上的应用,在单缸直喷式柴油机上,对生物柴油和生物柴油-乙醇-水微乳化燃料的燃烧特性、经济性和排放进行试验研究。研究结果表明:与生物柴油相比,生物柴油-乙醇-水微乳化燃料的压力、压力升高率及放热率曲线明显后移;峰值燃烧压力和峰值瞬时燃烧放热率增加,燃烧更加完全、放热更加集中;瞬时燃烧放热率第二峰值明显降低,瞬时燃烧放热率曲线型心转角在中高负荷更加靠近上止点,循环等容度和有效效率明显提高;燃料消耗率增加而比能耗略有降低;NOx和烟度排放明显降低。研究结果表明:生物柴油-乙醇-水微乳化燃料是节能、环保的柴油机代用燃料。     

柴油-乙醇-四氢呋喃混合燃料的燃烧与排放特性

在一台6缸增压柴油机上开展了无水乙醇、四氢呋喃(THF)与柴油混合燃料对柴油机燃烧和排放影响的研究,所用燃料为纯柴油、体积分数为15％THF和85％柴油的柴油-THF混合燃料及10％乙醇、5％THF和85％柴油的柴油-乙醇-THF混合燃料.结果表明:添加5％THF可以明显改善柴油-乙醇混合燃料的互溶性,添加THF使发动...     

乙醇/柴油/甲酯混合燃料的燃烧与排放特性

对燃料甲酯作为乙醇／柴油混合燃料助溶剂的可行性进行了研究,并对比了柴油机分别使用柴油、乙醇／柴油／甲酯混合燃料、乙醇／甲酯混合燃料和纯甲酯燃料时的燃烧与排放特性。结果表明,燃料甲酯可用作乙醇／柴油的助溶剂。与原机相比,含氧燃料可以大幅度降低柴油机在中高负荷时的烟度,其中E30M70燃料的烟度最小。但当使用含有乙醇的混合燃料时,着火延迟,THC排放增加,且在中高负荷时的压力升高率大,NOx排放较高。     

乙醇柴油混合燃料发动机的经济性和排放特性的试验研究

在一YC6J170-21车用六缸发动机上进行了添加助溶剂（正丁醇）情况下,无水乙醇与市售0#柴油的混合燃料对柴油机经济性和排放特性影响的研究。试验结果表明：柴油机燃用乙醇柴油混合燃料的油耗率比纯柴油高,并且随乙醇比例的增大油耗率增大,但混合燃料的等热值当量油耗率与纯柴油相差不大,混合燃料的有效热效率比纯柴油高。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,NOx和碳烟排放大幅度降低,且随着混合燃料中乙醇比例的增加,下降效果明显。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料对CO的排放改善不明显,CO排放与原机相当。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,HC排放比原机增大,且HC排放与混合燃料中乙醇比例及发动机工况有关,乙醇比例越高,HC排放也基本越大。     

柴油机燃烧乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的排放特性研究

在一台单缸直喷式柴油机上分别燃用柴油、乙醇-柴油-生物柴油混合燃料,对不同掺烧比的乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的排放特性进行了对比研究.试验结果表明,随着乙醇掺混比例的增大,燃用乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的排放情况是:烟度排放大幅度降低,中高负荷下CO排放大幅度减少,HC排放量明显增加,Nox排放变化不大.     

燃料设计策略对低温燃烧负荷拓展和热效率改善北大核心CSCD

在一台高压共轨直喷式柴油机上进行了低温燃烧的研究,并采用燃料设计的理念研究了不同燃料特性对低温燃烧的负荷范围和热效率的影响规律。研究表明:生物柴油为含氧燃料可降低局部当量比,促进和改善缸内燃烧过程,烟度大幅下降,从而拓展了低温燃烧负荷范围。乙醇柴油混合燃料具有较低的十六烷值和较高的含氧量,雾化效果较好,这些特性都有利于降低烟度,拓展低温燃烧的负荷范围。由于低十六烷值燃料较长的滞燃期,允许采用较早的喷射时刻,从而提高了低温燃烧的热效率,尤其是含20%乙醇的混合燃料。低十六烷值含氧燃料(乙醇柴油)在低温燃烧方面具有较大的潜力。     

不同燃烧系统对乙醇-柴油发动机性能的影响

在ZS195直喷柴油机和195S-1涡流室式柴油机上分别进行乙醇-柴油混合燃料的对比试验,试验表明：在燃烧不同混合燃料时,直喷式柴油机的当量油耗率较涡流室柴油机低,而涡流室式柴油机当量油耗率变化不大。在不同燃烧系统下,燃烧不同混合燃料的排放对比试验研究结果表明,涡流室式柴油机的排放性较好,NOx和碳烟的排放相对直喷式柴油机在高负荷时,其降幅达到50％以上,CO的降幅达到21％以上,HC排放则有升有降。     

大豆生物柴油混合燃料性能试验研究

通过在R4105T柴油机上进行对比试验,分析了0#柴油／生物柴油、乙醇／生物柴油混合燃料以不同比例掺混时对柴油机动力性、经济性及碳烟排放特性的影响。研究结果表明：柴油机使用0#柴油／生物柴油混合燃料时动力性、碳烟排放量均有所下降,油耗率稍有上升;使用乙醇／生物柴油混合燃料时,碳烟排放量低于生物柴油,动力性、经济性随乙醇含量的不同而呈现不同的变化趋势。     

柴油-乙醇混合燃料直接在柴油机上使用的试验研究

阐述了进行柴油－乙醇混合燃料研究的必要性，对柴油、乙醇的主要理化性能进行了对比分析，利用添加剂解决了柴油与乙醇混合时由于存在分层现象而不能在柴油机上直接使用的关键问题，并根据筛选出的添加剂进行了柴油、乙醇的混合试验，得到了可直接用于柴油机的柴油－乙醇混合燃料(DEF)，为在柴油机上直接燃用DEF提供了理论依据。在X195型柴油机上不改变原机结构的条件下，分别使用纯柴油和DEF进行了负荷特性和排烟性能的台架对比试验。结果表明：在柴油机上直接使用DEF是完全可行的；与使用纯柴油相比，燃用DEF时，柴油机的冷启动性不变，燃料经济性、热效率均有所提高，排烟度降低。     

基于放热率分析的乙醇柴油燃烧特性的研究

对高速轻型车用柴油机燃用乙醇柴油燃料的放热率和燃烧特性进行了研究,并对多种比例乙醇柴油的排放特性进行了考察。研究表明:在乙醇柴油的十六烷值恢复到原柴油的条件下,乙醇柴油的预混燃烧延长,扩散燃烧缩短,总的燃烧持续期缩短;高负荷下的着火延迟接近柴油,但在中低负荷仍然与柴油有较大的差距;乙醇柴油的最大瞬时放热率低于柴油。在排放方面,乙醇柴油能够同时降低烟度和NOx排放,但在中低负荷下的CO和HC略有上升。     

乙醇-柴油混合燃料的理化特性的研究

为了有助于开展乙醇柴油混合燃料在发动机上的应用研究，本文开展了不同乙醇掺混比例柴油乙醇混合燃料的主要理化特性的研究。采用数值计算的方法研究了不同乙醇掺混比例对混合燃料的低热值、十六烷值的影响；开展燃料的蒸馏特性试验、粘温特性试验，研究了不同乙醇掺混比例(EO，E10，E20，E30)对混合燃料的蒸馏特性、粘温特性的影响，并对混合燃料的粘温特性试验结果进行数值回归；采用相溶特性试验研究了不同乙醇掺混比例的混合燃料(EO—E100)的相溶特性，以及助溶剂对混合燃料相溶特性曲线的影响。研究结果表明：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。     

柴油机TR燃烧系统实现低温预混合燃烧的研究

为了验证TR燃烧系统降低发动机排放、实现低温预混合燃烧的能力,在一台经过改造的单缸135柴油机上进行了降低压缩比、燃用柴油-乙醇混合燃料和推迟供油的试验研究.结果表明,压缩比ε降低后,着火推迟,最大放热率增加,缸内最高压力和最高温度降低,NOx排放也降低.但是中高负荷时燃烧速率降低,有效油耗率增加.当燃用乙醇体积含量20%的乙醇-柴油混合燃料时,与燃用柴油燃料相比,着火延迟期延长,烟度大幅度降低.小负荷时缸内最高压力、最高温度、最大放热率和燃烧速率都降低,NOx降低较多;中高负荷时最大放热率高于后者,燃烧速率提高,NOx降低得较少.当供油定时从15°CA BT-DC推迟到13°CA BTDC后,烟度基本不变.     

柴油机掺烧乙醇的排放特性实验研究

研究了在柴油机上燃用不同掺烧比的乙醇柴油混合燃料时的排放特性,在不改变发动机基本结构的条件下,分别使用纯柴油和10%、15%及20%的乙醇柴油。进行了排放特性的对比实验。研究结果表明,加入一定比例的乙醇可以较大地降低排气烟度,NOx的排放也明显降低,而HC和CO明显上升。     

柴油机燃用乙醇-柴油含氧燃料时微粒特性的分析

研究了一台增压柴油机燃用乙醇一柴油时的微粒总质量排放及粒径分布特性,并对微粒中可溶性有机物(SOF)、干碳烟(DS)和硫酸盐的质量百分比及SOF中的组分进行了分析。结果表明：使用含氧燃料后柴油机排气烟度大幅度降低而微粒总排放量降低幅度要小一些;微粒中DS排放降低;SOF排放增加,与未燃甲酯的产生导致HC排放增加有关;多环芳香烃比例随发动机负荷增大而减小;含氧燃料使得粒径分布在0．2～0．5μm范围内的比重在小负荷时降低,大负荷时升高。     

乙醇-柴油混合燃料的理化特性研究

对乙醇-柴油燃料直接影响发动机性能和燃料的使用、存储和运输的几种基本物理化学性质进行了研究。通过对不同比例(乙醇含量分别0．2％、0．5％、1％、2％、5％、10Yoo、15％、20％、25％、75％)的混合燃料的密度、粘度、闪点、表面张力、十六烷值、稳定性和磨损性等理化性质的测试和研究，总结出了乙醇含量对混合燃料物性参数的影响规律，归纳出各种参数随温度变化的规律。以密度为特征参数，拟合出混合燃料粘度、表面张力随密度变化的关系，得到了具有较高精度的乙醇一柴油混合燃料的理化特性经验关系式。     

喷射时刻对柴油和汽油/柴油混合燃料低温燃烧的影响

使用纯柴油和一种汽油/柴油混合燃料在一台单缸柴油机上进行低温燃烧试验.通过调节燃油喷射时刻,研究了不同燃料的燃烧与排放性能.结果表明,这两种燃料的低温燃烧具有两阶段放热.在固定燃油喷射时刻的情况下,两种燃料具有类似的低温放热开始时刻,然而汽油/柴油混合燃料的高温放热开始时刻要迟于纯柴油燃料.主燃烧阶段的各个燃烧相位是线...     

Co-firing of coal and biomass fuel blends

This paper reviews literature on co-firing of coal with biomass fuels. Here, the term biomass includes organic matter produced as a result of photosynthesis as well as municipal, industrial and animal waste material. Brief summaries of the basic concepts involved in the combustion of coal and biomass fuels are presented. Different classes of co-firing methods are identified. Experimental results for a large variety of fuel blends and conditions are presented. Numerical studies are also discussed. Biomass and coal blend combustion is a promising combustion technology; however, significant development work is required before large-scale implementation can be realized. Issues related to successful implementation of coal biomass blend combustion are identified.     

CLZ微乳化乙醇柴油混合燃料的发动机性能研究

基于亲油-亲水平衡(HLB值)理论和乳化原理,研究了单试剂和复合试剂作为乳化剂对乙醇柴油混合燃料体系的乳化效果和稳定性的影响,开发了一种以生物油、蓖麻油以及其他几种单试剂复配而成的CLZ复配型乳化剂,结果表明:CLZ复配型乳化剂较好地解决了E10乙醇柴油体系在较宽广温度范围内的物理稳定性问题,对E15乙醇柴油混合体系有较强的乳化能力,能使乙醇柴油混合燃料长期保持良好的物理稳定性.通过试验对比研究了乙醇柴油燃料对柴油机性能的影响,结果表明:燃用乙醇柴油混合燃料后,当量燃油消耗率降低,有效热效率提高,CO排放量低负荷时升高、高负荷时下降;NOx排放量略低于燃用纯柴油水平;THC排放量高于燃用纯柴油水平,碳烟排放量相比纯柴油大幅度下降.     

石油焦与油页岩流化床混烧特性研究

在1 MW的流化床(CFB)燃烧试验台试烧石油焦和油页岩混合燃料,研究不同掺烧比例的燃烧特性,以确定实炉试烧时的掺烧比例.试验表明,随着油页岩掺烧比例的增加,燃烧的稳定性降低,床温波动增剧,试验所得燃烧效率逐渐降低,飞灰对受热面磨损加剧,床温波动对脱硫效率造成影响.综合考虑油页岩掺烧比例对这些因素的影响,确定实炉试烧混...