生物質(zhì)熱解液化技術(shù)制備生物油是生物質(zhì)能源利用的一種高效便捷的手段,而將生物油在一定條件下與柴油乳化制備的生物質(zhì)燃油在燃燒特性方面完全符合柴油機(jī)對(duì)燃油的要求,生物質(zhì)燃油的使用可以在很大程度上緩解化石燃料短缺所帶來(lái)的能源危機(jī)。生物質(zhì)燃油在柴油機(jī)中燃燒時(shí)不可避免的會(huì)生成生物質(zhì)燃油碳煙,這些碳煙不僅會(huì)危害環(huán)境,更會(huì)加劇柴油機(jī)缸體的摩擦磨損,如何解決這些碳煙所帶來(lái)的危害已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。本文在深入研究生物質(zhì)燃油碳煙微觀形貌、結(jié)構(gòu)與組分的基礎(chǔ)上,初步嘗試了加入添加劑的方法改變?nèi)加徒M分以期達(dá)到改變生物質(zhì)燃油碳煙的特性,為生物質(zhì)燃油在柴油機(jī)上的應(yīng)用提供了一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(1)對(duì)生物質(zhì)熱解液化的生物油進(jìn)行了減壓蒸餾的處理獲得精制生物油,將精制生物油在一定的乳化條件下分別按Owt%、10wt%、20wt%和30wt%的比例與柴油進(jìn)行乳化混合。然后對(duì)此混合油品進(jìn)行室溫燃燒,分別制得柴油碳煙(DS)、10wt%生物質(zhì)燃油碳煙(BS10)、20wt%生物質(zhì)燃油碳煙(BS20)和30wt%生物質(zhì)燃油碳煙(BS30)。經(jīng)過(guò)一系列現(xiàn)代化分析手段檢測(cè)發(fā)現(xiàn),碳煙的一次顆粒均為類(lèi)球形結(jié)構(gòu),一次顆粒之間相互連接形成鏈珠狀團(tuán)聚物,其中BS20碳煙的一次顆粒直徑最小,為32nm左右,其余碳煙的一次顆粒平均直徑均在38nm左右。另外,BS30碳煙的石墨化程度最高,而B(niǎo)S20碳煙表面C=O和C-O-C基團(tuán)含量最高,這可能歸因于生物質(zhì)燃油燃燒過(guò)程中復(fù)雜含氧組分的氧化程度不同。(2)采用前述相同的乳化工藝,制備出精制生物油含量為5wt%的生物質(zhì)乳化燃油用作實(shí)際S195柴油機(jī)燃油。通過(guò)室溫燃燒和S195柴油機(jī)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)10h分別得到不同的碳煙(BS5)和油底殼收集碳煙(BSS)及尾氣管收集碳煙(BSE)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),碳煙的一次顆粒均為類(lèi)球形結(jié)構(gòu),一次顆粒間相互連接形成鏈珠狀團(tuán)聚,但實(shí)際柴油機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)所制得碳煙BSS和BSE中均有不同程度的雜質(zhì),BSS碳煙一次顆粒的平均粒徑最小為29nm左右,BS5碳煙一次顆粒的平均粒徑約為38nm,而B(niǎo)SE碳煙一次顆粒的粒徑則達(dá)到52nm左右。BS5碳煙的石墨化程度要高于柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)所得碳煙,且BS5碳煙表面含氧官能團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)量都高于柴油機(jī)所得碳煙,BSS表面含氧官能團(tuán)含量又高于BSE。三種碳煙在微觀形貌、結(jié)構(gòu)與組分上是相似的,主要的差別來(lái)自于相應(yīng)碳煙中的雜質(zhì)組分。(3)以“海龍”燃油寶作為燃油添加劑,對(duì)室溫燃燒條件下,5wt%生物質(zhì)燃油添加“海龍”燃油寶前后產(chǎn)生的碳煙進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),加劑后碳煙BS5A和加劑前碳煙BS5在微觀形貌上是相同的,均為球形碳煙一次顆粒團(tuán)聚成的鏈珠狀結(jié)構(gòu),且BS5A碳煙的石墨化程度要高于BS5,而B(niǎo)S5A碳煙中C-OH和C-O-C基團(tuán)含量較低,而C=O官能團(tuán)含量較高,可能是添加劑中的組分影響了碳煙的氧化過(guò)程。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TK6
【部分圖文】：

分子組分。其中的關(guān)鍵就是懼化劑的選擇，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ等人就采用了?ＨＹ型分子篩對(duì)化物燦進(jìn)行催化裂解，該方法表現(xiàn)出優(yōu)良的脫氧性，產(chǎn)物中芳香控量有明思提升。當(dāng)然該技術(shù)也存在許多缺點(diǎn)：產(chǎn)物收率較低；積碳現(xiàn)象明顯著勒碳覆蓋在催化劑表面，催化劑迅速失活。??３碳煙微粒??１．３．１碳煙的形成??碳煙－？般是巧內(nèi)燃機(jī)（韋要是柴油機(jī)）中燃料在燃燒過(guò)程中山于燃燒不充產(chǎn)化的碳質(zhì)微粒，在摩擦學(xué)領(lǐng)域，更多的被稱(chēng)為煙貧。柴油機(jī)尾氣微粒在國(guó)精確的定義是由美圃ＥＰＡ?（美國(guó)環(huán)保局）制定的：＂柴油機(jī)尾氣氣流稀釋?zhuān)保贰茫紫聲r(shí)，通過(guò)含有碳?xì)饣衔锿繉拥牟ＡЮw維濾紙，在濾紙上被過(guò)濾巧物質(zhì)。＂柴油機(jī)尾氣微粒中主耍成分即為碳煙，碳煙表面會(huì)吸附大量可溶機(jī)成分（ＳＯＦ，?ＳｏｌｕｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＦｒａｃｔｋｍ，主要來(lái)自未燃盡燃油組分），另含有鹽和念喊巧機(jī)祐等物質(zhì)。團(tuán)１．２所展示的即為柴油尾氣微粒的成分。??＊咳稱(chēng)的巧友化舍衡魔??

?第＾章化物質(zhì)燃燦碳朋制備及分仍義法Ｉ出水??巧店器?｝＼?＼??滅騎＾?！??閣２．２減巧蒸饋裝當(dāng)閣??Ｆｉｇ?２．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖａｃＬｍｍ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．２．３粘制生物質(zhì)別１／柴燦乳化??獲得的精制化物油燃燒特性雖有提升，値由于收率不高和燃燒特性有待的問(wèn)題化不能單獨(dú)應(yīng)用于柴燦機(jī)中。將賴(lài)制化物質(zhì)油巧柴燦乳化被認(rèn)為是－－－單巧效的方法，考慮到大廣的精制化物燦參入會(huì)大火降低她品燃燒化能，先了精制生物燦含量為５ｗｔ％的乳化油進(jìn)行嘗試ｔｗｉ。乳化油的制備離不開(kāi)乳化作化參考ＰＩＩ選用ＨＬＢ?（親水親油平衡）值為５．９的乳化劑，該乳化劑山Ｈ値４．３的Ｓｐａｎ８０和ＨＬＢ化１５．０的ＴｗｅｅｎＳＯ?Ｗ質(zhì)量比５：１贊配而成�；浔常担魅榛癄N時(shí)，先將１．６７ｗｔ％的Ｓｐａｎ８０加入到９３ｗｔ％的柴湘中，挽拌ｌＯｍｉｎ待化；將０．３３ｗｔ％的ＴｗｅｅｎＳＯ加入到５ｗｔ％的精制化物細(xì)中，充分?jǐn)埌瑁黄潞髮⒑笠杭尤氲交咧�，搖勻后倒入Ｈ口燒瓶中，將剪切郭化機(jī)設(shè)置為１５００ｒｐｍ／ｍｉ水濟(jì)加熱至６５°Ｃ，乳化化巧即得到５ｗｔ％精制生物湘／柴油乳化燦（即為５ｗｔ物質(zhì)燃油）。生物質(zhì)燃油為乳白色液體，穩(wěn)定不分層時(shí)間達(dá)％ｈ。圖２．３為生原油、精制化物油、柴油生物質(zhì)燃燦的外觀圖。??１９??

，板中必位于火焰正上方５ｃｍ高度，待酒精燈內(nèi)燃料燃盡后，取下玻璃板，將??板正對(duì)火焰一面上的碳煙用藥勺刮凈，再買(mǎi)入真空干燥箱中保持ｌｌＯ’Ｃ烘干??最后將烘干后的碳煙在瑪璃驅(qū)體中研磨，待研瞬成均勻細(xì)小粉末，收集已研??小的碳煙即為所需生物質(zhì)燃油碳煙。其他油品碳煙的制各皆采取上述方法。??實(shí)驗(yàn)室酒精燈火焰產(chǎn)生碳煙的量比較少，雖化Ｗ符合各種現(xiàn)代檢測(cè)設(shè)備對(duì)樣??的需求，但是在考查碳煙的摩擦學(xué)特性時(shí)有較大量的使用，此方法制備的碳??略盈不足，為此，實(shí)驗(yàn)室自制了碳煙捕集裝晉ｔ７Ｗ，可Ｗ制備較大量的碳煙。??．４為自制碳煙捕集器的原理圖。生物質(zhì)燃油在油槽中燃燒，產(chǎn)生的ＢＳ??ｏｍａｓｓ?ｓｏｏｔ，生物質(zhì)燃油碳煙）沿若圖示箭頭方向流動(dòng)，在進(jìn)入冷左口套管部分??冷卻舊管內(nèi)管壁的低溫會(huì)使ＢＳ遇冷凝集在內(nèi)管壁上，其余未凝集下來(lái)的碳??隨著氣流進(jìn)入凈化管，被其中的碳化蛙泡沫陶瓷吸附，防止污染大氣，燃燒??時(shí)間后，可將冷卻奪管卸下并刮凈內(nèi)管壁中的碳煙，當(dāng)巧換燃油時(shí)需對(duì)冷卻??內(nèi)管進(jìn)行徹底清潔，收集到碳煙仍需在真空Ｔ燥御中１１０‘〇下烘干３ｈ，巧經(jīng)??致驅(qū)磨，方能作為分析之用。部分分巧儀器需對(duì)碳朋樣品進(jìn)行更細(xì)致的預(yù)處??
【參考文獻(xiàn)】

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