液液系统中荷电射流不稳定性

针对生物柴油液液静电雾化乳化过程,建立了色散方程并应用Matlab进行数值计算,分析了水射流速度、荷电电压、水与生物柴油各自的黏度、表面张力对生物柴油中水射流不稳定性的影响.研究结果表明,在水-生物柴油系统中,提高水射流的速度或荷电电压,均能使界面波最大增长率增大,对应的最优波数也随之增加.水的黏度阻碍水射流的破碎雾化,而生物柴油黏度对水射流的破碎雾化却起着促进作用.水-生物柴油的界面张力越小,对液液静电雾化乳化过程越有利.在水-生物柴油液液静电雾化乳化实际应用过程中,除提高水射流速度和荷电电压外,提高水的温度同时尽可能地降低生物柴油的温度,可以形成粒径细小均匀离散相液滴,获得优质的生物柴油乳化燃油.     

生物柴油技术发展现状及其产业化方向的探讨

介绍了生物柴油技术在国内外的发展现状，重点阐述生物柴油制取技术的突破和最新进展，生物柴油自身理化特性的研究和国家标准的制定，生物柴油对汽车动力性、经济性及排放性能的积极和消极影响。另外，对生物柴油在中国的产业化发展方向上提出几点看法。     

Total Phenolic Levels,In Vitro Antioxidant Properties,and Fatty Acid Profile of Two Microalgae,Tetraselmis marina Strain IMA043 and Naviculoid Diatom Strain IMA053, Isolated from the North Adriatic Sea

This work studied the potential biotechnological applications of a naviculoid diatom (IMA053) and a green microalga (Tetraselmis marina IMA043) isolated from the North Adriatic Sea. Water, methanol, and dichloromethane (DCM) extracts were prepared from microalgae biomass and evaluated for total phenolic content (TPC) and in vitro antioxidant properties. Biomass was profiled for fatty acid methyl esters (FAME) composition. The DCM extracts had the highest levels of total phenolics, with values of 40.58 and 86.14 mg GAE/g dry weight (DW in IMA053 and IMA043, respectively). The DCM extracts had a higher radical scavenging activity (RSA) than the water and methanol ones, especially those from IMA043, with RSAs of 99.65% toward 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt (ABTS) at 10 mg/mL, and of 103.43% against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) at 5 mg/mL. The DCM extract of IMA053 displayed relevant copper chelating properties (67.48% at 10 mg/mL), while the highest iron chelating activity was observed in the water extract of the same species (92.05% at 10 mg/mL). Both strains presented a high proportion of saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) fatty acids. The results suggested that these microalgae could be further explored as sources of natural antioxidants for the pharmaceutical and food industry and as feedstock for biofuel production.     

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。     

DOC与POC耦合柴油机燃用调合生物柴油颗粒物的排放特性

在一台高压共轨柴油机上进行燃用调合生物柴油(B0、B10和B20)台架试验,利用MOUDI颗粒分级采样系统和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别研究氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)结合颗粒氧化催化器(particle oxidation catalyst,POC)对颗粒物的粒径质量浓度分布和可溶性有机组分(SOF)的影响。结果表明:随着生物柴油的掺混比增加,各粒径范围的排气颗粒物质量浓度均下降,质量浓度峰值均在0.18~0.32μm;颗粒物SOF中脂类、酸类质量分数增加,烷烃类、芳香烃、酚类物质质量分数减少;B0和B20的碳原子数质量分数均呈现近似以C16为峰值的正态分布。加装DOC+POC后,3种燃料颗粒物的质量浓度均降低,聚集态颗粒的质量浓度转化率高于粗颗粒态,其中B20聚集态转化率最高,为58.36%;随着生物柴油的掺混比增加,DOC+POC对SOF的转化率增大,其中B20颗粒中SOF转化率达65.15%;DOC+POC对脂类和酸类物质净化作用明显,加装DOC+POC后,B20脂类和酸类物质的质量分数降幅分别为55.45%和43.27%;DOC+POC对B20颗粒物中SOF的C12~C18氧化作用明显。     

生物柴油发展现状、影响与展望

随着第一代生物液体燃料发展规模的迅速扩大,其发展对农产品价格、粮食安全与环境等方面的影响开始显现,并引起了各国政府和学术界的广泛关注。该文在分析世界主要国家生物柴油发展现状、目标与激励政策的基础上,通过对生物柴油生产的原料需要和技术现状分析,探讨了生物柴油发展对农产品价格与环境等方面的可能影响。研究表明：未来生物柴油持续扩张的趋势不可逆转,将对农产品价格产生较大的上涨压力;生物柴油发展对环境和温室气体排放会产生影响,但影响程度与生产方式及其导致的土地利用变化情况密切有关;中国应重点发展林业生物柴油等“非粮”生物液体燃料产业,并建立有利于该产业健康发展的政策规范。     

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。     

生物柴油Fe_2(SO_4)_3—Al_2O_3固体酸催化剂的制备

为了解决硫酸铁催化制备生物柴油过程中存在的回收难和部分溶于水等问题,制备了Fe2(SO4)3—Al2O3负载型固体酸催化剂。考察了负载量、焙烤温度、焙烤时间对催化剂活性的影响。结果表明,负载量20%的催化剂在300℃下,焙烤超过4h,活性最高,延长焙烤时间对催化剂活性没有显著影响。对不同焙烤温度下的催化剂进行了扫描电镜、能谱和X射线衍射分析,结果显示300℃下,焙烤的催化剂具有最小的晶粒;超过300℃,催化剂上的Fe2(SO4)3组分开始分解。     

生物柴油搅拌装置的设计

生物柴油制备器械很多,但制备过程中油料预混合及配套加热器械却很少。为了进一步完善现今这一领域的不足,设计了一种适用于生物柴油的油料搅拌装置。为此,阐述了该装置的主要结构、工作原理和主要技术参数,并以200r/min的转速为标准,运用gambit进行图形绘制和网格划分,采用fluent软件对该机内部流场进行仿真分析,验证了其转速的合理性。基于STC89C51单片机和DS18B20的温度传感技术,设计了一种温度控制装置,可在生物柴油制备过程中使油料更好地进行预混合和加热,从而提高了生物柴油的制备效率和质量,减少了操作时间。     

燃料组分和分子结构对NO_x生成的影响

生物柴油的主要组分含有不饱和双键,分子碳链较长,含氧量在10%左右,这些特殊的燃料组分和分子结构对NOx的形成有重要影响。为了探讨燃料组分和结构对NOx排放的影响规律,运用Chemkin软件中的闭式均相反应器模型,模拟了元素组成相同或相近、分子结构类似的若干组物质NOx的生成,考察了饱和程度、碳链长度、含氧量对NO,NO2生成和燃烧温度的影响。研究结果表明,双键数量越多,燃烧温度升高,NOx的生成速率越快,NOx的生成量越大;较长的碳链在一定程度上能抑制NOx的生成;较高的含氧量能促进燃烧温度的升高,导致NOx生成量增大。