抗氧化剂对生物柴油排放的影响

通过添抗氧化剂改变生物柴油的酸值与过氧化值,提高生物柴油的氧化安定性。该研究选择迷迭香（K1）和茶多酚（K2）2种抗氧化剂添加到生物柴油与柴油形成的调合油（B20）中,在186F柴油机上进行排放特性试验。考察了标定转速3000 r/min,10%、25%、50%、75%和100%负荷工况时,抗氧化剂对HC、CO、碳烟和NOx排放的影响。研究表明：与柴油相比,燃用B20调合油HC、CO排放和烟度值大幅降低,NOx排放增加;与B20调合油相比,燃用添加抗氧化剂（迷迭香和茶多酚）的K1B20和K2B20在各工况下生成的 HC、CO排放和烟度值的平均值分别升高了1.2%、10.2%、8.5%和6.4%、3.8%、4.3%,NOx排放分别比B20降低了9.5%和4.2%。添加抗氧化剂可以有效降低生物柴油的NOx排放。     

生物柴油的排放特性试验研究

通过对燃烧生物柴油发动机排放污染物的测量和分析,探讨了燃烧生物柴油排气污染物的形成机理,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律。研究结果表明：生物柴油可以有效的降低柴油机的排气污染物,尤其是颗粒污染物。随着生物燃料中油酸甲脂含量的增加,柴油机的各种排气污染物均有不同幅度的降低。此外,通过推迟喷油时间,可以进一步降低柴油机的NOx污染物。     

甲醇柴油与生物柴油醛酮类排放物的研究

为了解使用甲醇柴油或生物柴油时醛酮类物质非常规排放的情况,该文利用高效液相色谱仪和热脱附气相色谱质谱联用仪,分析比较了3种燃料(柴油、生物柴油、甲醇柴油)的14种醛酮类排放物的排放特性。研究结果表明:与柴油相比,柴油机燃用2种代用燃料的非常规排放有较大变化,表现为1)醛酮类排放物总比排放量均有大幅上升,在标定功率工况下,甲醇柴油醛酮类排放物比柴油升高144.6%,生物柴油醛酮类排放物比柴油排放升高67.5%;2)在所测试工况下,甲醛在2种代用燃料的醛酮类排放物中仍占有最大比例,占醛酮类排放物35.3%以上;3)随着转速升高或负荷减少,代用燃料的醛酮类排放物增加。该研究对建立醛酮类排放物标准,满足环保节能要求,合理应用代用燃料具有重要的参考价值。     

不同原料制备生物柴油生命周期能耗和排放评价

建立了大豆、油菜籽、光皮树和麻疯树4种原料制生物柴油生命周期能源消耗和排放评价模型，并对其进行了生命周期能源消耗和排放评价。结果表明：与石化柴油比较，大豆和油菜籽制生物柴油生命周期整体能源消耗与石化柴油基本相当；光皮树和麻疯树制生物柴油的生命周期整体能源消耗比石化柴油低约10%；所有原料制生物柴油生命周期化石能源消耗显著降低，生命周期HC、CO、PM₁₀、SOx和CO₂排放降低，NOx排放升高。     

大豆油和地沟油制备生物柴油生命周期评价

该研究应用生命周期评价方法,以大豆油和地沟油分别制备1 t生物柴油为研究对象,计算生物柴油全生命周期过程中的能源消耗和周期排放,结果表明：以大豆油为原料制备生物柴油全生命周期总能耗约为地沟油的2.65倍,且以地沟油为原料制备生物柴油过程中CO2、SO2、NOx、CO和粉尘各项排放与大豆油为原料时相比分别降低了82.92%、45.68%、94.91%、53.40%和90.61%。通过对制备生物柴油生命周期排放的废气和废物对环境造成的影响进行量化分析,结果表明以大豆油为原料时生命周期环境影响潜值约为地沟油的11.70倍,其数值分别为8.42和0.72,大豆油制备生物柴油过程中对环境的影响主要是全球性的变暖,地沟油制备生物柴油过程中对环境的影响主要是地区性的酸化。     

生物柴油催化合成技术研究进展

生物柴油作为一种可再生能源,可以由动植物油脂通过酯交换反应来制备。该文综述了近年来生物柴油的合成方法,重点阐述了制备过程中的酸催化、碱催化、酶催化和超临界催化等催化方法,探讨了各自的特点、缺陷及其解决措施,并提出了相应建议。     

发动机燃用生物柴油的可靠性

进行了柴油机燃用B5生物柴油的1 000 h可靠性台架试验,测量了可靠性试验前后发动机的燃油消耗、机油消耗、功率、扭矩、活塞漏气量、排气温度等参数,进行了发动机润滑油的色谱分析以及发动机的主要零部件的拆检和分析。试验结果表明：可靠性试验后发动机的燃油消耗和机油消耗均有所增加,活塞漏气量有所升高,功率、扭矩和排气温度略有下降;B5生物柴油与柴油的CO等气体排放相差不大;发动机喷油器、气门、活塞顶面等主要零件部存在积碳,活塞环与气缸套等零件磨损正常。     

柴油机应用不同配比生物柴油的经济性和排放特性

生物柴油经济性能和排放特性的试验对研究生物柴油的适用性具有重要意义。该文采用柴油机台架试验,测量了4种不同配比的生物柴油混合燃料的经济性和排放特性。试验结果表明：在不作任何调整的情况下,生物柴油及与石化柴油的混合燃料可以直接应用于柴油机,随着生物柴油掺混比例的增加,柴油机的烟度、碳氢化合物HC和一氧化碳CO有较大幅度的下降,改善了柴油机的排放特性。采用生物柴油掺混比例为10%或20%时,可在柴油机经济性能改变较小情况下,改变柴油机的排放状态并减少污染物排放。     

棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的润滑特性

为研究生物柴油的润滑特性,该研究用棉籽油与甲醇和乙醇分别进行酯交换反应,制备出甲酯生物柴油和乙酯生物柴油。然后将它们分别以不同体积比率与市售0#柴油混合,制备出不同比率的生物柴油/柴油混合物。通过四球摩擦磨损试验机考察了这些混合物的润滑特性。结果表明：不同碳醇与棉籽油制备的生物柴油对柴油的润滑性能均具有增效作用,且随着生物柴油添加量的增加,柴油的润滑性能得到提高;但市售0#柴油对不同碳醇制备的生物柴油感受性不同,分别添加20%的甲酯生物柴油和乙酯生物柴油到0#柴油时,发现混合柴油的最大无卡咬负荷（PB值）分别提升了94.1%和29.4%;同时,甲酯生物柴油对柴油的最大无卡咬负荷影响大,而乙酯生物柴油/柴油的减摩性和抗磨性都好于甲酯生物柴油/柴油;游离脂肪酸对生物柴油润滑性也有较大影响。该研究为生物柴油的应用打下基础。     

十六烷值改进剂对甲醇/生物柴油柴油机排放的影响

甲醇、生物柴油是柴油机的含氧替代燃料,能有效降低柴油机颗粒物排放。但甲醇的十六烷值低,在柴油机上燃用会出现着火困难的问题,采用添加十六烷值改进剂的方法能有效提高柴油机燃料的着火性能。为了研究不同十六烷值改进剂对柴油机排放污染物的影响,试验选择了烷基硝酸酯、环烷基硝酸酯、醚3种十六烷值改进剂,分别添加到甲醇/生物柴油混合燃料中,考察了十六烷值改进剂对混合燃料理化特性的影响,并在186F柴油机上进行了台架试验,测量了柴油机缸内压力、排气温度、HC、CO、NOX和烟度的变化规律,分析了添加不同十六烷值改进剂时,柴油机排放污染物的变化规律。结果表明：在甲醇/生物柴油中添加十六烷值改进剂,混合燃料的压力峰值升高,滞燃期缩短,燃烧持续期延长,当改进剂的添加量相等时,添加烷基类硝酸酯混合燃料的滞燃期最短;排气温度变化不大,变动范围为?3.24%～3.45%;排放污染物中HC和CO排放升高;NOX和烟度降低,在3 000 r/min,100%负荷时,添加烷基硝酸酯、环烷基硝酸酯、醚分别使NOX降低12.90%、6.45%、3.87%,烟度降低11.76%、17.65%、38.24%。在甲醇/生物柴油混合燃料中添加十六烷值改进剂,不仅可以改善燃料的着火特性,也可以降低NOx和颗粒物排放。     

生物柴油发动机尾气中的颗粒物特性分析

运用扫描电镜和X射线能谱仪对柴油机燃烧生物柴油和0＃柴油尾气排放中收集的颗粒物样品进行检测和分析。研究结果表明,生物柴油因含氧而减少燃烧过程中燃料碳缺氧的几率,颗粒物中碳烟成分少,颗粒物粒径较小,在聚集状态的表面形貌上表现得更致密。而0＃柴油燃烧后产生的颗粒物样品因碳烟成分多,颗粒物粒径较大,在聚集状态的表面形貌上表现为葡萄球状的粘结。元素分析结果表明,两个样品的差别在于在0＃柴油颗粒物样品中检测到硫,而在生物柴油的颗粒样品中未检测到硫。生物柴油是石化柴油的一种优质替代燃料。     

·沉痛悼念张季高先生·

生物柴油作为一种可再生能源,可以由动植物油脂通过酯交换反应来制备。该文综述了近年来生物柴油的合成方法,重点阐述了制备过程中的酸催化、碱催化、酶催化和超临界催化等催化方法,探讨了各自的特点、缺陷及其解决措施,并提出了相应建议。     

二叔丁基过氧化物对生物柴油燃烧过程及排放的影响

采用十六烷值改进剂二叔丁基过氧化物(Di-tert-butyl peroxide,DTBP)对生物柴油的着火性能进行改进。通过柴油机台架试验,测量了标定转速2900r/min、不同负荷时柴油机的气缸压力和排放污染物,考察了DTBP不同添加比对生物柴油燃烧过程及排放的影响。研究结果表明,随着DTBP添加比例的增加,着火延迟期及缸内最高爆发压力均有所降低,DTBP添加比例为0.75%时,滞燃期缩短1.2°CA左右,燃烧持续期缩短3°CA左右,缸内最高爆发压力降低2.5%;添加DTBP后,HC、CO、NOx排放均有所改善,DTBP添加比例为0.25%时,排放降低最多:HC排放降低42.7%,CO排放降低13.9%,NOx排放降低15.7%,随着DTBP添加比的增加,排放略有升高,但对碳烟排放影响不大。     

麻疯树生物柴油发展适宜性、能量生产潜力与环境影响评估

为对西南5省麻疯树生物柴油产业的发展提供依据,该文对西南5省适宜麻疯树种植的宜能边际土地资源潜力、适宜性等级等进行研究,并对该区发展麻疯树生物柴油的能量生产、温室气体减排潜力进行分析。利用多因子综合分析法对麻疯树适宜种植的边际土地资源进行识别及适宜性评价,获得麻疯树适宜种植的边际土地资源空间分布、适宜性等级和总量;利用生命周期分析法,对不同适宜性等级的边际土地资源生产麻疯树生物柴油的生命周期净能量、温室气体减排能力进行研究;利用上述研究结果,对生命周期模型进行扩展,获得西南5省规模化种植麻疯树的总净能量生产能力、温室气体减排潜力。研究结果表明,西南5省适宜与较适宜麻疯树发展的土地资源分别为199.45和557.28万hm2;如果这些土地资源全部被利用,则该区麻疯树生物柴油净能量年最大总生产潜力为15099.194万GJ,总温室气体年减排潜力为1591.655万t。该文研究结果可为制定生物能源产业政策提供参考。     

生物柴油性能标准分析及建立健全标准体系的建议

针对中国生物柴油标准体系尚不健全的状况,该文分析了生物柴油的性能指标和国际上常见的生物柴油标准;对比和分析了中国的GB/T 20828－2007和欧盟的EN 14214－2005、德国的DIN V 51606和美国的ASTM D 6751-03;提出了制订中国生物柴油标准体系的建议,建议包括：完善燃料生物柴油的标准、建立生物柴油/柴油混合燃料的标准、建立燃料生物柴油生产和性能改进剂相关标准、建立生物柴油应用相关标准。     

柴油机燃用柴油与生物柴油的雾化特性分析

燃油雾化特性是影响柴油机燃烧和排放的关键因素,对比分析了柴油、生物柴油的喷雾特性,探讨了密度、黏度、分子结构、调合比例、喷油泵转速和燃油温度等因素对雾化特性的影响。结果表明：减小生物柴油的密度,降低黏度,通过燃料重新设计打断分子双键结构均可有效改善雾化特性;柴油机喷油泵的转速在1?100 r/min时,柴油和生物柴油的贯穿距离分别在0～0.9?ms和0.5～0.7?ms时到达最大;在上止点5℃A左右,温度为380?K,100%负荷时,生物柴油的索特平均直径最大。