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| 适用于柴油机的新型混合燃料 随着中国经济的快速发展，燃料总需求越来越大。为了应对燃料短缺问题，全世界对寻找替代和清洁燃料资源的关注正在上升。替代燃料的主要条件是可持续的燃料供应生产。其中生物质通常被认为是所有植物和植物来源的材料，如油料作物、淀粉、糖和动物粪便等材料。这类材料目前被国际社会认可为地球上唯一的可再生资源。利用其合理开发新型燃料用于在必要时取代化石燃料，对于缓解中国石油燃料压力，降低内燃机排气污染，促进生物质能源的合理利用具有重要的意义。 植物油作为生物燃料的应用已被广泛研究。通过某些方法提取的油具有与柴油燃料接近的同源物理特性，这使得它们有可能被用作生物燃料。几种类型的植物油已经被用作潜在的替代燃料，如大豆、油菜籽、棉花和棕榈油。其中大豆油是从大豆种子中提炼出来的植物油中最高产的一种。大豆油具有与其它植物油一样的氧化稳定性和挥发性相对较低的优点。然而，大豆油的高粘度与密度成为其作为燃料应用的突出缺陷。因此，长期使用大豆油会导致发动机耐久性问题，如喷油嘴的结焦和燃料雾化不良以及较高NOx排放的活塞环的粘附。由于其高粘度的限制，大豆油作为柴油替代燃料的使用进展缓慢。 目前将大豆油作为燃料的主要方法是通过转酯化处理制备生物柴油。这类研究主要是在不同的反应条件下，采用不同比例的油醇混合物进行转酯化反应。比如，Kwanchareon P等人研究了柴油-生物柴油-乙醇混合物的溶解性、燃料特性和柴油发动机的排放特性。通过对所选择的混合燃料的密度、燃烧热、十六烷值、闪点和倾点等性能及其在柴油机中的排放性能进行了测试，并与基础柴油进行了比较，得出80％的柴油、15％的生物柴油和5％的乙醇是最合适的燃料比例。但是他们的研究并没有实现将生物柴油原料直接应用的成果，因此在获取生物柴油的过程中会涉及一系列的能量损耗的问题。参见{Kwanchareon P,Luengnaruemitchai A,Jai-In S.Solubility of a diesel–biodiesel–ethanol blend,its fuel properties,and its emission characteristics fromdiesel engine.Fuel,2007,86(7-8):1053-1061.}(Kwanchareon P,LuengnaruemitchaiA,Jai-In S.柴油-生物柴油-乙醇混合物的溶解性、燃料特性和柴油发动机的排放特性。燃料,2007,86(7-8):1053-1061.) Zheng Z等人进行了生物柴油/乙醇双燃料RCCI(低温预混合燃烧模式)燃烧与排放试验研究，结果表明乙醇具有同时降低氮氧化物和烟尘排放的能力。但上述燃料生产方式依旧依赖与制备生物柴油。在此制备过程中会造成一定的能量损失且制备步骤繁琐。现有方法不能避免因转酯化反应造成的燃料制备过程中的原料油损耗，且在制备生物柴油的反应过程中也需要消耗相应的催化剂。为了避免这类损耗，寻求直接应用生物柴油原料油的方法是十分必要的。。 由于乙醇具有较低的密度和粘度，较高的蒸发潜热和低热值，因此添加乙醇可以降低大豆油燃料体系的密度与粘度以及燃烧温度，从而减少氮氧化物排放。然而，由于乙醇的十六烷值相对较低，将大豆油与乙醇混合会降低十六烷值且二者的互溶能力并不显著。四氢呋喃(THF)具有与传统燃料相似的CO、NO和功率输出，已经被广泛应用于混合燃料体系中。作为一种十六烷值改进剂,四氢呋喃同时具有较低的粘度的密度特性，可以很好的满足我们降低燃料体系密度与粘度，并且提高体系十六烷值的需求。且四氢呋喃自身含氧，有利于进一步降低排放。但目前针对于含四氢呋喃混合燃料的研究还仅局限于生物柴油及柴油领域，还未有将之应用于大豆油/乙醇燃料体系的相关报道。 目前未见到大豆油/乙醇/四氢呋喃混合燃料的相关报道。 本技术的目的是不通过转酯化反应直接改善大豆油高粘度且与乙醇不易互溶等缺陷。提供一种适用于柴油机的大豆油/乙醇/四氢呋喃混合燃料，该燃料粘度、密度以及十六烷值与传统柴油燃料更为接近，是柴油机新型替代燃料。 高清洁车用乙醇柴油制备方法 乙醇柴油一般是指乙醇与柴油在一定助溶剂存在下形成的混合燃料。由于石油资源的短缺，我国柴油需求量过高，无法满足市场的供给，因此乙醇柴油的开发及应用不仅符合国家发展可再生能源的战略，还可以缓解我国柴油相对短缺的局面。且由于柴油发动机的大气污染比汽油发动机要严重得多，乙醇柴油的推广及应用可以更大程度的改善环境状况，因此开发乙醇柴油产品具有深远的意义。 目前，乙醇柴油应用的最大技术难点是乙醇与柴油的互溶性问题。乙醇与柴油的理化性质相差很大，在常温下乙醇与柴油是可以互溶的，但当温度降低或存在少量水分时，乙醇与柴油就会出现分层。而燃油在运输过程中，难免会带入微量的水分，同时燃料也不可避免地需要在气温较低的冬季使用。因此，乙醇柴油的推广应用受到了制约。 本技术为了解决上述问题，提供了一种互溶性好，稳定性好的高清洁车用乙醇柴油及其制备方法。 本技术采用如下技术方案： 一种高清洁车用乙醇柴油，包括如下体积份的组份：柴油、无水乙醇、助溶剂； 适用于柴油机的棕榈油/乙醇/正丁醇混合燃料 棕榈油是由油棕树上的棕榈果压榨而成。棕榈油具有与其它植物油一样的氧化稳定性和挥发性相对较低的优点，但是棕榈油的高粘度与密度成为其作为燃料应用的突出缺陷。因此，长期使用棕榈油会导致发动机耐久性问题，如喷油嘴的结焦、燃料雾化不良、较高的NOx排放以及活塞环的粘附。由于其高粘度的限制，棕榈油作为柴油替代燃料的使用进展缓慢。 目前将棕榈油作为燃料的主要方法是通过转酯化处理制备生物柴油。在制备新型替代燃料时主要依靠生物柴油与柴油以及醇类的掺混。比如，王颖等以离子液体和磷钨酸为原料，制备了磷钨杂多酸盐杂化催化剂材料[MIMPS] 3 PW 12 O 40 ，并考察了催化剂在棕榈油和甲醇酯交换催化制备生物柴油中的催化性能。研究表明在醇油物质的量比为10、反应时间为6h、反应温度为65℃、催化剂用量为4％条件下，生物柴油收率可达95.2％，且催化剂易于回收，循环使用性能较好。参考{王颖,丁海萍.磷钨杂多酸盐催化制备生物柴油[J].化工新型材料,2015(09):101-103.}郭恒杰等人在定容弹内，利用高速摄影法和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)对比研究了棕榈油生物柴油(PME)、柴油以及PME体积分数为30％的掺混燃料的喷雾特性等，结果表明:在研究的工况范围内，油滴粒径分布与Rosin-Rammler函数吻合良好；随着喷射压力和背压的提高，粒径分布的离散程度逐渐降低；相比于柴油，PME的索特平均粒径(SMD)较大，粒径分布的离散程度较高。参考{郭恒杰,李雁飞,李莉,et al.棕榈油生物柴油掺混燃料宏观与微观喷雾特性[J].内燃机学报,2015,v.33；No.161(05):5-12.} 但上述燃料生产方式依旧依赖与制备生物柴油。在此制备过程中会造成一定的能量损失且制备步骤繁琐。现有方法不能避免因转酯化反应造成的燃料制备过程中的原料油损耗，且在制备生物柴油的反应过程中也需要消耗相应的催化剂。为了避免这类损耗，寻求直接应用生物柴油原料油的方法是十分必要的。 由于乙醇具有较低的密度和粘度，较高的蒸发潜热和低热值，因此添加乙醇可以降低棕榈油燃料体系的密度与粘度以及燃烧温度，从而减少氮氧化物排放。然而，由于乙醇的十六烷值相对较低，将棕榈油与乙醇混合会降低十六烷值且二者的互溶能力并不显著。正丁醇作为一种十六烷值改进剂可以很好的满足我们降低燃料体系密度与粘度，并且可以提高体系十六烷值的需求。但目前针对于含正丁醇混合燃料的研究还仅局限于生物柴油及柴油领域，还未有将之应用于棕榈油/乙醇燃料体系的相关报道。 目前未见到棕榈油/乙醇/正丁醇混合燃料的相关报道。 本技术的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种有利于降低CO、HC、PM排放的适用于柴油机的棕榈油/乙醇/正丁醇混合燃料。 |
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