[發明專利]基于石腦油改性劑的改善生物柴油發動機工作性能的方法

無效

• 申請號: 201210497081.1
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102925225A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 張德福
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C10L1/16
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于內燃機燃料技術領域。針對生物柴油發動機受到燃油低溫特性和霧化質量差的問題，提出一種采用混兌石腦油的方式改善生物柴油物理化學性能，進而改善發動機工作性能的方法。

背景技術

與常規的石化燃料相比，使用生物燃料不僅能有效減少溫室氣體排放，同時其可再生性更是具有巨大的潛在發展優勢。其中，生物柴油的十六烷值和熱值等燃燒性能指標與石化柴油非常接近，屬于理想的石化柴油替代品。因此，圍繞生物柴油在發動機上的應用研究是當前內燃機燃料研究的熱點。諾丁漢大學Hoon?Kiat?Ng等人研究認為，純生物柴油可在不改動或者少量改動原機結構的基礎上即可使用。但是，100%純生物柴油由于運動粘度高，燃料噴霧質量較差，生物柴油燃燒速度降低，造成熱效率降低。國內同濟大學李理光教授等在油泵試驗臺上利用高速攝影對比研究了常壓下生物柴油和柴油的噴霧圖像。研究發現，與柴油相比，生物柴油的噴霧貫穿距離比柴油大，噴霧錐角大約只有柴油的一半。依據內燃機混合氣形成機理可知，生物柴油的這一特性對油氣缸內混合質量不利，極易產生缸內混合氣濃度不均勻分布，近而影響燃燒質量。而產生這一現象的原因還是由于生物柴油常溫條件下粘度比柴油的高引起的。此外，生物燃料傾點和濁點溫度高，寒冷天氣還會引起燃料輸送困難，出現油路堵塞，直接使用將影響發動機低溫起動性能。

可見，現階段生物柴油在內燃機上的使用還有不盡人意之處，特別是直接混合法生產的生物柴油存在粘度高，揮發性差，燃燒速度慢、燃燒不完全，低溫流動性差等缺點。為克服生物柴油的缺陷，現階段采用最多的方法是使用燃料改性技術，即在生物柴油為主的基礎上，添加適當比例的改性劑。美國能源部通過按不同比例混合生物柴油與石化柴油，研究了三類生物柴油混合液，即低比例混合生物燃料（生物柴油占2%或5%的混合體積），B20生物柴油（20%生物柴油和80%的石油基柴油）以及B100生物柴油。在綜合考慮生產成本、排放、冷啟動，性能、材料兼容性以及可溶性等方面，認為B20是最佳的方案，現階段在美國使用最廣泛。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室姚春德教授等人研究了超低硫柴油、生物柴油及后者與甲醇的混合燃料對發動機性能的影響。結果表明,和超低硫柴油相比,生物柴油及其和甲醇的混合燃料的熱效率增加,NOx和微粒質量、數量濃度的排放降低,但HC、CO和NO₂排放升高；同時,隨著甲醇混合比例的增加，HC、CO和NO₂的排放成比例增加,微粒的質量濃度及數量濃度進一步降低,熱效率及NOx幾乎保持不變。綜上所述，為改善生物柴油發動機的性能，生物柴油改性技術所采用的改性燃料多為石化柴油或者甲醇等物質，還沒有檢索到使用石腦油作為生物柴油改性劑的方法。

發明內容

本發明基于燃料改性理論，針對目前生物燃料添加劑已開展的研究中，為了解決現階段改性劑中甲醇，由于其具有一定的毒性，對使用者身體健康會造成潛在傷害；使用生物燃料加水技術即生物燃料乳化，容易造成機器內部水份過多，對發動機內部機件產生過大的腐蝕和銹蝕的問題，提出一種基于石腦油改性劑的改善生物柴油發動機工作性能的方法。

該方法利用石腦油作為生物柴油改性劑的技術路線，石腦油具有產量豐富易于獲得，毒性低，性能接近汽油燃料的特點，不但可防止改性劑對機器和周圍環境的影響，同時可解決純生物柴油常溫粘度偏高，霧化質量差，特別是在低負荷工況下，生物柴油發動機工作性能不夠理想的問題，從而為改善生物柴油發動機工作性能提供一種新方法。

本發明提供的基于石腦油改性劑的改善生物柴油發動機工作性能的方法，是由以下步驟組成的：

1篩選生物柴油改性劑，選擇石腦油作為稀釋劑的最佳方案。