[發明專利]一種適合用于柴油機的ABE/水/柴油混合燃料

在審

• 申請號: 201910866838.1
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110591775A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 金超;耿振龍;張曦媛;劉海峰;馬夢醒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C10L1/04
• 分類號: C10L1/04;C10L1/02;C10L1/10;C10L1/12;C10L1/182;C10L1/185
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種適合用于柴油機的ABE/水/柴油混合燃料，由丙酮?正丁醇?乙醇(A:B:E為3:6:1)、柴油和水組成。本發明提供的一種ABE/水/柴油混合燃料，通過ABE(3:6:1)調和柴油與水不互溶的特性，改善混合燃料的燃料特性，使混合燃料不僅保留了含氧燃料的優點，而且還降低了ABE(3:6:1)燃料回收的成本，從而實現該混合燃料在柴油機中的應用。因乙醇具有強吸水能力再結合調和劑ABE(3:6:1)的高氧含量，有利于降低燃燒過程中的污染物排放，且混合燃料中的所有組分均具有生物質能的背景，可再生且方便獲得，在一定程度上能緩解能源危機。

技術領域

本發明涉及內燃機可再生替代能源領域，具體涉及一種適合用于柴油機的新型混合燃料。

背景技術

近年來，由于化石燃料的短缺，全球環境的持續惡化以及對能源安全和多樣性的需求不斷增加，這使得人們對開發清潔和可持續能源的興趣大大增加。生物柴油和生物丁醇等可再生燃料因其可以由生物質生產和相對較低的污染排放水平而引起了極大的關注。其中，含氧燃料燃燒得更充分，排放量更低。大量實驗已經研究了以含氧化合物為燃料的柴油發動機的排放和能量性能，這種含氧化合物包括甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇和酮類或醚類等，利用其可再生且污染物排放少的性能，對于緩解世界化石能源壓力，降低發動機排氣污染，促進生物質能的有效利用具有重要的意義。

最近，丙酮-丁醇-乙醇(ABE)作為生物丁醇生產的中間產物受到了廣泛關注，因為它可以作為替代燃料且有可能消除各種生產成本。例如，Zhou等人研究了ABE和柴油混合物在恒定容積室中的燃燒特性。在ABE發酵形成過程中，丙酮，丁醇和乙醇的典型比例為3：6：1，但這在一定程度上是可調節的。隨著分子生物學和相關技術手段的不斷發展，基因工程已被用于遺傳修飾細菌菌株，直接改變或優化菌株的遺傳性狀，為工業生產提供優良的高產菌株。同時，發酵產物及其形成比例也隨pH、溫度和養分等發酵條件而變化。比如Tashiro等人研究了一種連續的丙酮-丁醇-乙醇(ABE)生產系統，該系統具有高細胞密度，并大大提高了ABE的生產力。隨著先進ABE發酵技術的發展，生物溶劑中丙酮，丁醇和乙醇的體積百分比可以根據生物燃料需求的變化進行精確控制。本發明中使用ABE燃料的典型比例為3:6:1。

柴油燃料在世界上具有大量消耗，即柴油燃料占總石油消耗量的60％。如果ABE(3:6:1)可與柴油混合并用于柴油發動機，則傳統的石油消耗和二氧化碳排放量將減少。然而，很少有研究系統地研究柴油燃料和ABE(3:6:1)之間的溶解度。同時，乙醇具有很強的吸水能力，ABE(3:6:1)比柴油更具吸濕性。因此，如果在儲存和運輸期間罐沒有充分密封，ABE(3:6:1)和柴油混合系統可以從環境濕度中吸收水，過量的水濃度會引起相分離。為了避免相分離，重要的是測試ABE(3:6:1)和柴油的混合物的水容量。同時，如果ABE(3:6:1)可以直接與柴油一起使用，它將節省每個單一組分的分離過程的成本。此外，如果ABE(3:6:1)和柴油的混合物可以含有部分水，則可以節省ABE(3:6:1)生產過程的能量。這對于尋找合適的生物發酵替代燃料、未來混合燃料的儲存和運輸以及降低發酵過程中各個組分的燃料回收成本具有重要的參考價值。

但是，目前的研究未見到柴油/水/ABE(3:6:1)混合燃料的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適合用于柴油機的ABE/水/柴油混合燃料，不通過蒸餾分離和除水反應直接使用含水的ABE(3:6:1)，節省了每個單一組分的分離過程的成本和除水的能耗。該燃料保留了含氧燃料的優點，有利于降低燃燒過程中的污染物排放。

本發明提供的一種適合用于柴油機的ABE/水/柴油混合燃料，由以下體積分數的成分組成：

水1％～10％，柴油9％～89％和ABE10％～84％；

所述的柴油的標號不大于-10#；