[發(fā)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?zhí)枺?/td> | 201910866838.1 | 申請日: | 2019-09-12 |
| 公開(公告)號: | CN110591775A | 公開(公告)日: | 2019-12-20 |
| 發(fā)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 |
| 地址: | 300072*** | 國省代碼: | 天津;12 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 混合燃料 柴油混合燃料 柴油機 乙醇 能源危機 污染物排放 調(diào)和柴油 含氧燃料 燃料回收 燃料特性 燃燒過程 生物質(zhì)能 吸水能力 不互溶 調(diào)和劑 正丁醇 丙酮 高氧 柴油 再生 緩解 保留 應用 | ||
本發(fā)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(fā)明提供的一種ABE/水/柴油混合燃料,通過ABE(3:6:1)調(diào)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(yōu)點,而且還降低了ABE(3:6:1)燃料回收的成本,從而實現(xiàn)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(diào)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(zhì)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(fā)明涉及內(nèi)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(huán)境的持續(xù)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(fā)清潔和可持續(xù)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(zhì)生產(chǎn)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(jīng)研究了以含氧化合物為燃料的柴油發(fā)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(fā)動機排氣污染,促進生物質(zhì)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(chǎn)的中間產(chǎn)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(chǎn)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(fā)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(diào)節(jié)的。隨著分子生物學和相關技術手段的不斷發(fā)展,基因工程已被用于遺傳修飾細菌菌株,直接改變或優(yōu)化菌株的遺傳性狀,為工業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)良的高產(chǎn)菌株。同時,發(fā)酵產(chǎn)物及其形成比例也隨pH、溫度和養(yǎng)分等發(fā)酵條件而變化。比如Tashiro等人研究了一種連續(xù)的丙酮-丁醇-乙醇(ABE)生產(chǎn)系統(tǒng),該系統(tǒng)具有高細胞密度,并大大提高了ABE的生產(chǎn)力。隨著先進ABE發(fā)酵技術的發(fā)展,生物溶劑中丙酮,丁醇和乙醇的體積百分比可以根據(jù)生物燃料需求的變化進行精確控制。本發(fā)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(fā)動機,則傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)可以從環(huán)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(jié)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(jié)省ABE(3:6:1)生產(chǎn)過程的能量。這對于尋找合適的生物發(fā)酵替代燃料、未來混合燃料的儲存和運輸以及降低發(fā)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(jié)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(yōu)點,有利于降低燃燒過程中的污染物排放。
本發(fā)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(shù)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#;
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