生物柴油雾化特性仿真模拟及实验研究

为了研究风量对地沟油生物柴油在旋流喷嘴中雾化特性的影响规律,本文采用Fluent数值模拟与实验相结合的方法,在供给不同一二次风量的条件下,对地沟油生物柴油进行雾化过程分析。结果表明,在等温等压条件下,控制进入燃油燃烧器的总气量为定值429L/min时,不同一二次风量对油束雾滴的索特平均直径（D₃₂）、雾滴速度、雾化锥角和雾化贯穿距有较大的影响。随着一次风量的增大,雾滴的破碎时间变短,D₃₂逐渐减小,速度逐渐增大;雾化贯穿距和雾化锥角呈现先增大后减小的趋势,一次风量50L/min时达到最大值;且湍动能与一次风量大小成正比关系。风量对D₃₂影响存在一定限度,当一次风量达到30L/min时,D₃₂基本趋于稳定。对不同粒径的雾化液滴数量统计分析,得到了生物柴油的不同粒径数量密度分布及拟合经验公式,颗粒直径主要集中在25～75μm之间。     

小桐子生物柴油在氧化期间的特性分析

本研究通过Rancimat法加速氧化实验进行生物柴油氧化特性研究,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析氧化期间的成分组成变化。研究结果表明:在小桐子生物柴油的加速氧化期间主要是含碳碳双键的脂肪酸甲酯被氧化,氧化期间会有醛、酮、分子质量较高的含氧化合物及其可溶性聚合物生成;小桐子生物柴油的氧化使其C和H的含量降低导致热值降低12.8%;小桐子生物柴油的氧化产物使其润滑性能变差,磨斑直径增加幅度较大,从184.14μm增至441.86μm;小桐子生物柴油的密度和运动黏度伴随着氧化分别增加3.3%和20.8%。     

添加抗氧化剂BHT对地沟油生物柴油离子含量的影响

生物柴油油品是保证柴油发动机正常运行的必要条件,本论文采用离子色谱法研究了添加抗氧化剂对生物柴油离子含量的影响。研究结果表明：添加抗氧化剂BHT对生物柴油离子含量产生影响,对不同离子影响的程度差别较大。抗氧化剂BHT添加量为2000 mg·kg-1时,生物柴油中Na+、NH4+、K+含量大幅度降低,其中钠离子的含量降低程度最大,高达84%,而Mg2+和Ca2+含量大幅度增加,钙离子的含量增加了136%;未检测出F-、Br-、PO43-等无机阴离子,而Cl-、NO3-和SO42-无机阴离子含量和甲酸、乙酸和丙酸有机酸根离子含量都在一定程度上降低,抗氧化剂BHT的添加对Cl-无机阴离子含量影响最大,其含量降低了14%,对甲酸根离子含量影响较大,其离子含量降低了10%。     

生物柴油酯基结构优化反应及低温流动性的研究

本实验主要研究了反应时间、反应温度、醇酸摩尔比和催化剂用量对棕榈酸异丙酯转化率的影响规律,并建立了拟合系数定常回归法用于构建这4种因素用于构建这4种因素对酯化反应单一及复合作用的数学模型,并且以实验得到的棕榈酸异丙酯和棕榈酸甲酯的运动黏度进行了综合对比分析。研究表明:用此数学模型计算所得转化率为92.61%,与实验值转化率92.98%相比较,相对误差仅为0.4%;用棕榈酸异丙酯代替棕榈酸甲酯能有效改善生柴油低温流动性。     

220t/h循环流化床锅炉运行12年的安全可靠性与经济性分析

对一台220 t/h循环流化床锅炉运行12年的安全可靠性与运行经济性指标进行了分析总结,也是对循环流化床锅炉发展十多年历程的一个总结。结果显示锅炉投运之初存在的问题和故障较多,安全可靠性和运行经济性指标均较低,随着循环流化床锅炉技术的不断创新和运行的不断优化,安全可靠性和运行经济性指标不断提高,目前各项指标趋于稳定。为大容量高参数循环流化床锅炉技术创新和运行优化提供参考数据。     

高活性离子液体催化酯化反应的研究

制备了4种吡啶、三乙胺类水溶性离子液体,考察了其催化制备油酸乙酯的活性。结果表明,这4种离子液体催化活性很高,在醇酸摩尔比6∶1,反应温度77℃,反应时间6 h,催化剂用量8%反应条件下,乙基吡啶硫酸氢盐活性最高,酯化转化率可达95.9%;在催化混合脂肪酸的酯化反应中,4种离子液体均表现出较高活性,酯化转化率均高于94%,且离子液体稳定性好,可循环使用。     

对甲苯磺酸催化制备油酸异丙酯及动力学研究

油酸与异丙醇在对甲苯磺酸催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丙酯,研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对转化率的影响。结果表明,催化剂的量4%,醇酸体积比2.5∶1(摩尔比10.3∶1),反应温度75℃,反应时间5 h,酯化率达到91.8%。动力学计算表明,对甲苯磺酸催化制备油酸异丙酯的反应级数为1级,频率因子A=611.1,反应活化能为24.0 kJ/mol。     

油酸异丁酯的合成及其对生物柴油降凝效果研究

油酸与异丁醇在离子液体催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丁酯。研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对酯化反应转化率的影响,并通过测定凝固点、冷滤点、粘度来考察脂肪酸异丁酯对生物柴油的降凝效果。结果表明,当催化剂用量为2%,醇酸体积比2∶1(摩尔比6.8∶1),反应温度100℃,反应时间3 h,转化率达到95.6%。降凝实验结果表明,把一定量的脂肪酸异丁酯添加到生物柴油中可有效地降低生物柴油的凝固点、冷滤点,改善其低温流动性能。     

TEPA/TBHQ复配对生物柴油氧化安定-腐蚀性的影响

生物柴油作为一种绿色低碳液体燃料,由于其氧化安定性差,易腐蚀金属,限制了其大规模应用。本文以小桐子生物柴油为研究对象,复配了四乙烯五胺（TEPA）/叔丁基对苯二酚（TBHQ）高效抗氧化-缓蚀剂;采用Rancimat法、扫描电子显微镜等技术探究复配抗氧化-缓蚀剂对生物柴油氧化安定性与腐蚀性能的影响规律及机制。结果表明,添加0.1‰（质量分数）比例为4∶1的复配抗氧化-缓蚀剂时可使生物柴油诱导期从4.24h提升到7.83h。同时其也有很好的缓蚀性能,使生物柴油的铜片腐蚀等级从3a降到1a;铜片表面碳元素质量分数从10.5%降为8.5%,氧元素质量分数由10%降为0。TEPA螯合铜离子,TBHQ中断生物柴油链式反应,TEPA能提供H自由基还原再生作用后的TBHQ,两者复配有良好的协同作用,可改善生物柴油氧化安定性与腐蚀性能。可为生物柴油大规模应用提供理论支撑。     

小桐子油及其生物柴油多参数的物理特性预测及分析

运用相关物性数据估算方法,得到了小桐子油及其生物柴油的基本物性参数,有效地解决了临界参数难以测定的问题;同时估算出包括气体黏度、液体黏度、表面张力等与传递性质和平衡性质有关的物性参数;分别测定了不同温度下小桐子油及其生物柴油的相关物性,并与估算结果进行对比。结果表明:在实验温度下,小桐子生物柴油运动黏度的最大误差为5. 94%,表面张力的最大误差为5. 70%,估算结果较为准确。