柴油機(jī)燃用生物柴油的排放特性研究

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1、內(nèi)!燃!機(jī)!學(xué)!報(bào)第!"卷!!##$"第%期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!&’()!"!!##$"*’)%!"#$%#&’()$%)*+,-+.文章編號(hào)!"###+#,#,"!##$##%+#/!$+#.!"+"#!柴油機(jī)燃用生物柴油的排放特性研究"袁銀南"!江清陽(yáng)!!孫平"!王忠"!")江蘇大學(xué)汽車(chē)學(xué)院#江蘇鎮(zhèn)江!"!#"$$!)安徽工業(yè)大學(xué)熱能動(dòng)力系#安徽馬鞍山!/$##!"!!!!!!!!摘要!生物柴油是由植物或動(dòng)物脂肪通過(guò)酯化反應(yīng)而得到%由于生物柴油無(wú)毒#可生物降解和再生#因此受到越來(lái)越多的關(guān)注%許多研究表明生物柴油的

2、性質(zhì)和普通柴油非常相似#因此它能直接被用到發(fā)動(dòng)機(jī)上而不需要改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)%作者對(duì)柴油機(jī)燃用以豆油和乙醇生產(chǎn)的生物柴油和普通#)柴油時(shí)的排放污染物進(jìn)行了對(duì)比和分析%結(jié)果表明&相對(duì)于普通#)柴油#在純生物柴油的污染物排放中#除*e/排放基本不變外#:e’Z:和碳煙等有害物質(zhì)的排放大大降低!分別降低了!,>#-h’!/>,-h和/$>"h"%生物柴油與柴油摻混燃燒時(shí)#排放降低的效果與生物柴油在柴油中的混合比例成正比%關(guān)鍵詞!柴油機(jī)$排放$燃料$生物柴油中圖分類號(hào)!12/%/!!!文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼!3!!本文對(duì)生物柴油在柴油機(jī)上使用的排放特性進(jìn)引言行了試驗(yàn)研究

3、和分析探討%!!柴油機(jī)的排放污染問(wèn)題越來(lái)越受到人們的高度/!排放試驗(yàn)重視%大量的試驗(yàn)結(jié)果表明#柴油的物理和化學(xué)性質(zhì)對(duì)柴油機(jī)有害排放具有直接影響%可以預(yù)測(cè)#當(dāng)/)/!試驗(yàn)裝置改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程使有害排放降低到一定程度!!試驗(yàn)裝置如圖"所示%試驗(yàn)所用的柴油機(jī)為江后#燃油品質(zhì)將成為影響發(fā)動(dòng)機(jī)污染排放的關(guān)鍵因淮動(dòng)力生產(chǎn)的[Z""##直噴式四沖程柴油機(jī)%試驗(yàn)素%因此#從改善柴油品質(zhì)的角度來(lái)降低柴油機(jī)污時(shí)沒(méi)有改變?cè)瓩C(jī)的供油系統(tǒng)及其它參數(shù)%利用江淮染排放具有重要意義%滿足低排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油要具動(dòng)力‘NXWM*!###排放測(cè)試分析系統(tǒng)對(duì)該機(jī)的有低含芳烴量’低含硫量’

4、低比重’低餾出溫度以及*e/’Z:和:e進(jìn)行了測(cè)試%‘NXWM*!###排放高十六烷值的特性%由植物油或脂通過(guò)酯交換反應(yīng)測(cè)試分析系統(tǒng)是江淮動(dòng)力集團(tuán)自行設(shè)計(jì)的#由美國(guó)而得到的生物柴油#由于其不含芳香烴’不含硫’十加州分析儀器廠制造的分析單元構(gòu)成#完全滿足美六烷值較高和可生物降解等特點(diǎn)而受到越來(lái)越多的國(guó)XS3’歐洲*’’’+及f;+1-",#)"等排放標(biāo)準(zhǔn)(")(!)關(guān)注%的要求%此外還測(cè)試了該柴油機(jī)的油耗和煙度%圖/!試驗(yàn)裝置0(12/!.L64"(54$’#9%4’=6"收稿日期&!##$+#.+"%$修訂日期!!##$+#-+"!%基金項(xiàng)目!國(guó)家

5、自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目!.#!0%#!%"%萬(wàn)方數(shù)據(jù)作者簡(jiǎn)介!袁銀南!",.,9"#男#博士#教授#博士生導(dǎo)師#主要研究方向?yàn)閮?nèi)燃機(jī)燃料及工作過(guò)程和排放控制%+/!/+內(nèi)!!燃!!機(jī)!!學(xué)!!報(bào)!!!!!!!!!!!!!!!第!"卷第%期/):!測(cè)試用油油和乙醇在堿"氫氧化鈉#作為催化劑的條件下$進(jìn)!!試驗(yàn)中所使用的油是普通的#)柴油和自行研行酯交換反應(yīng)而得到的!其試驗(yàn)工藝流程如圖!制生產(chǎn)的生物柴油!本試驗(yàn)所用的生物柴油是用豆所示!圖:!豆油生物柴油制取工藝0(1C:!34*9)W&3#"’)*?()8(4%496")8=&($1)柴油的特性對(duì)比如表

6、"!!豆油生物柴油和#:!測(cè)試結(jié)果與分析所示!:)/!測(cè)試結(jié)果表/!豆油生物柴油和B!柴油的特性!!圖$"圖-給出了生物柴油和普通柴油的:e&參數(shù)對(duì)比!;"Z:以及*e/三種排放的對(duì)比$其中橫坐標(biāo)為發(fā)動(dòng)!#?C/,=55#"7)*6")64"’(4%)*8(4%49機(jī)功率"負(fù)荷#$縱坐標(biāo)為排放濃度""#9%#!!;"#$8?()8(4%49!!圖,采用最小二乘法擬合出生物柴油或混合燃#)柴油特!性豆油生物柴油料在-工況下各排放的加權(quán)比排放量相對(duì)#)柴油"f;!.!+",,/#".j的密度%"AB%@$#--")0實(shí)測(cè)的線性變化關(guān)系!/#j的動(dòng)力粘度

7、%"@@!%8#/)0.$)#"-)#:):!試驗(yàn)結(jié)果分析閃點(diǎn)%j+"0#"閉口#+%#!!有害排放物的生成主要取決于$個(gè)方面$即發(fā)可燃性"十六烷值#/0+/.動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)因素&使用因素和燃料的性質(zhì)!在本試熱值%"W‘%O#$!$.驗(yàn)中$由于前兩個(gè)因素是一樣的$因此生物柴油和普硫含量%h"]##)#"/--#)!通柴油在柴油機(jī)中排放的差異主要是由燃料性質(zhì)的氧含量%h"]#"##差異所決定!生物柴油和柴油在十六烷值&粘度&密度&芳香烴&硫分方面是有差異的"見(jiàn)表"#$所以生/);!測(cè)量過(guò)程物柴油和柴油在柴油機(jī)中燃燒后的排放也是不一’$(!!本試驗(yàn)進(jìn)行的是

8、-工況排放測(cè)試$并加權(quán)計(jì)算樣的!出*e&Z:和:e的比排放量!試驗(yàn)從#)柴油做/!>!>"!:e排放起$測(cè)試-個(gè)工況下柴油