生物油∕柴油乳化燃料的燃烧特性.pdf

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1、第26卷2010焦第12期12月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．12Dec．2010271生物／8／柴油乳化燃料的燃烧特性张喜梅，柏雪源※，王丽红，蔡红珍，李永军(山东理工大学农业工程与食品科学学院，淄博255091)摘要：为了研究生物油／柴油乳化燃料的燃烧特性，利用非离子表面活性剂复配，对热解生物油／柴油混合液进行了乳化，测量了乳化燃料的密度、热值、动力黏度及pH值。在SDl110型柴油机台架上进行4种不同配比的生物油／柴油乳化燃料的发动机台架试验，得

2、出了柴油机燃用生物油／柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线，并且对乳化燃料和纯柴油的排放特性进行了对比。研究结果表明：生物油体积分数为20％的乳化燃料当量油耗率最低，乳化燃料CO的排放高于柴油的排放，且牛物油含量越高CO排放越大，而乳化燃料的NO及碳烟的排放则优于纯柴油的排放。由于生物油／柴油乳化燃料的理化特性与柴油接近，可以作为普通柴油机的燃油使用。关键词：柴油机，乳化，燃料，生物油，燃烧特性，排放doi：10．3969／j．issn。1002—6819．2010．12．046中图分类

3、号：TK6文献标志码：A文章编号：1002-6819(2010)-12-0271-05张喜梅，柏雪源，王丽红，等．生物油／柴油乳化燃料的燃烧特性【J]．农业工程学报，2010，26(12)：271--275．ZhangXimei，BaiXueyuan，WangLihong，eta1．Combustioncharacteristicsofemulsifiedfuelfrombio-oil／dieseloil[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(12)：271--275

4、．(inChinesewithEnglishabstrae00引言《世界能源展望2008))的分析显示，目前全球的能源发展趋势是不可持续的，在社会上、环境上和经济上都是如此。石油依然是主要的能源来源，且储鼍有限，对于它的替代燃料的寻找已经迫在眉睫。生物质是指直接或间接来源于各种绿色植物的各类有机物的总称，包括农作物秸秆、农林产品加工残余废弃物、速生林、薪炭林、藻类、牲畜粪便、城市生活垃圾和有机工业废水等t¨。它是唯一能转化为液体燃料的可再生能源，也是唯一的可固定碳的能源资源。用现代技术开发利用生

5、物质能，对于建市持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。生物质液化制取液体燃料及化学物品是生物质利用的主要发展方向，生物质液化主要包括裂解和高压液化两类。目前中国生物质裂解制备裂解油以及裂解油精制得到了快速发展【2J。尽管如此，生物油的高含水率、高含氧量、高黏度、低热值等性质大大阻碍了其作为化石燃料的碳氢替代燃料的广泛使用。Bertoli、Chiaramonti和MichioIkuFa等人的研究已经表明，通过对生物油与柴油混合，进行较为简单的乳化处理，可以将所得的乳化

6、燃料直接用于未经改装或稍加改装的普通柴油机上【¨】。然而，影响乳化燃料燃烧效果的因素很多，需要通过大量试验来确定最佳收稿日期：2009．10．19修订日期：2010．12．11基金项目：国家863计划资助项目(2007AA052451。2009AA052401)；国家自然科学基金资助(50876056，51006065)；山东理工大学科技基金项目(4040．305018)作者简介：张喜梅(1983一)，女，研究方向为生物质热解液化制取生物油。淄博山东理工大学农业与食品科学学院，255091。Em

7、ail：zxm032@126．coln※通信作者：柏霄源(1960一)男，教授，研究方向为生物质热解液化制取生物油。淄博山东理工大学农业与食品科学学院，255091。Email：Baixy@sdat．幽．C11参数。柏雪源等人【7】在前期的研究中以体积分数为4％的Span一80和Tween一20复配乳化剂，制备了生物油／柴油乳化燃料，并进行了乳化燃料用于柴油机发动机的台架试验，发现生物油体积分数为15％的乳化燃料具有明显的节油效果。因此，本研究的目的是在这一研究基础上，通过选配合适的乳化剂及乳化

8、工艺，降低乳化剂的浓度，进一步提高乳化燃料中生物油的浓度；通过将乳化燃料用于柴油机发动机的台架试验，对乳化燃料的排放特性进行测定，通过与纯柴油排放特性的对比，考察乳化燃料的性质。1材料与方法1．1乳化燃料的制备及其理化性质试验所用生物油由山东省清洁能源中心以玉米、小麦秸秆为原料，利用快速热裂解技术制备的。生物油为棕黄色液体，含有水、酮、苯酚、呋喃等多种含氧官能团的有机物【8捌。所用柴油是市售普通0号柴油，为黄色液体，是烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃与少量硫(2～60g／kg)、氮(<1g／k