我国生物柴油的发展状况及产业化前景

介绍生物柴油的性能优势、我国及国外生物柴油的发展状况以及我国生物柴油的产业化前景。     

天然抗氧化剂对生物柴油燃烧特性的影响研究

针对生物柴油氧化安定性较差的特点,在调和油B20中添加天然抗氧化剂,改善生物柴油的氧化安定性.通过发动机台架试验,测量了标定转速、不同负荷时,分别添加迷迭香与茶多酚两种抗氧化剂的生物柴油K1B20和K2B20的示功图,并与燃用柴油B0、生物柴油B100以及调和油B20进行对比,探讨了抗氧化剂对柴油机燃烧过程的影响.结果表明:低负荷时,与燃用B0相比,燃用B100的最高燃烧压力、最大压力升高率升高,瞬时放热率峰值降低,滞燃期缩短,燃烧持续期延长;与燃用B20相比,燃用K1B20和K2B20的压力曲线与瞬时放热率曲线形状以及燃烧特性参数基本相同.全负荷时,随生物柴油掺混比的增加,最高燃烧压力降低;燃用K1B20和K2B20的最高燃烧压力升高,对应的曲轴转角略有延迟,最大压力升高率峰值基本相同,对应曲轴转角延迟.燃用K1B20和K2B20对柴油机的输出功率影响不大,与B20相比,滞燃期与燃烧持续期略有缩短,排气温度有所降低.     

发动机燃用生物柴油对NO_x排放影响的试验研究

在一台涡轮增压直喷式柴油机上分别燃用生物柴油、掺混油和石化柴油进行试验,对滞燃期、燃烧始点、燃烧压力、燃烧温度、预混燃烧放热规律和扩散燃烧放热规律等燃烧参数对NOx排放的影响进行了研究。结果表明,随着燃料中生物柴油含量的增加,发动机滞燃期缩短,燃烧始点提前,最高燃烧压力增加,最高燃烧温度上升,预混燃烧累积放热率减小,扩散燃烧累积放热率增大;燃烧参数的变化是造成NOx排放升高的主要原因。     

菜籽油生物柴油化学动力学机理的构建

采用气‐质联用仪测量了以菜籽油为原料制备的生物柴油的酯类组成成分和比例,根据主要组分的分子式和含量,拟合得到生物柴油的分子式。确定了以丁酸甲酯和正庚烷组成的混合燃料来替代生物柴油,采用“叠加法”构建得到一种新的生物柴油化学动力学机理。通过对影响主要污染物生成的基元反应进行敏感性分析,筛选出新机理中需要修正的基元反应。调整指前因子修正化学反应速率常数,模拟不同扰动下CO2和C2 H4的摩尔分数,分析模拟结果与试验结果的平均误差。研究结果表明：生物柴油的拟合分子式为C19 H36 O2;丁酸甲酯和正庚烷组成的混合燃料在分子式、分子量、黏度等方面较丁酸甲酯与实际的生物柴油更为接近,可用来替代生物柴油;在指前因子略增大的扰动下,新机理计算的CO2和C2 H4摩尔分数的平均误差均较小。     

船舶替代能源的发展与展望分析

从宏观角度对能源形式进行溯源,指出了船舶和海洋结构物对能源应用的特点,并对各种可能用于船舶和海洋结构物上的风能、太阳能、潮汐能、海流能、可燃冰、氢气能、核能、生物柴油等新能源的进展和利弊进行分析和展望。最后对传统能源的集约化应用进行了简要论述。     

喷雾特性对生物柴油燃烧和排放特性的影响

在手压泵试验台上进行了生物柴油与柴油的喷雾对比试验,在一台单缸直喷柴油机上进行了生物柴油与柴油燃烧和排放性能对比试验.分析了燃料喷雾特性的液滴粒径尺寸分布和特征参数,研究了燃用生物柴油与柴油燃烧和排放规律的差异及其本质原因.研究结果表明:与柴油相比,生物柴油喷雾锥角小,粒子总数少,小直径粒子比例低,最大粒子直径大;在转速为1 500 r*min-1与平均有效压力为0.531 MPa时,生物柴油最大燃烧压力、最大压力升高率以及最大燃烧放热率分别降低了1.91%、30.10%和29.32%,生物柴油燃烧持续期长于柴油;在转速为1 500 r*min-1时,燃用生物柴油HC、CO和烟度排放平均分别降低17.17%、26.73%和37.85%,NOX排放平均增加21.93%.     

生物柴油对柴油机燃油系统橡胶、金属和塑料件的性能影响研究

研究了多种橡胶、金属和塑料在3种生物柴油中浸泡28天后的质量、尺寸及外观变化,并与0号柴油的结果进行对比。试验结果表明:生物柴油对氟橡胶的溶胀性影响与0号柴油相近,但对丁腈橡胶的影响略大于0号柴油;生物柴油对铝、45号钢及3种塑料几乎没有影响;大豆油和泔水油对紫铜和黄铜有明显的腐蚀作用,而麻疯树油对铜片的腐蚀与0号柴油相近。     

Combustion and emission characteristics of BD20 reformed by ultrasonic energy for different injection delay and EGR rate in a diesel engine

The purpose of this study is to understand the operational characteristics of a diesel engine that uses BD20 reformed by ultrasonic energy irradiation. In particular we study the effects of tuning injection delay and EGR rate. BD containing about 10% oxygen has attracted attention due to soaring crude oil prices and environmental pollution. This oxygen decreases soot by promoting combustion, but it also increases NOx. To solve this problem, injection timing may be delayed or an EGR system may be applied. These adjustments normally lower engine power and increase exhaust emission but, in using fuel reformed by ultrasonic energy irradiation (which is changed physically and chemically to promote combustion), we may hope to circumvent this problem. To control the duration of the ultrasonic energy irradiation, the capacity of the chamber in an ultrasonic energy fuel supply system was tested at 550cc and 1100cc capacities. As for the results of the experiment, we could identify the optimum EGR rate by investigating the engine performance and the characteristics of exhaust emissions according to the injection timing and the EGR rate while ultrasonically irradiated BD20 was fed to a commercial diesel engine. With UBD20 (at an injection timing of BTDC 16°), the optimum EGR rate, giving satisfactory engine performance and exhaust emissions characteristics, was in the range of 15∼20%.