發(fā)布時間：2020-10-25 05:56

　　 生物質熱解液化技術制備生物油是生物質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燃油在燃燒特性方面完全符合柴油機對燃油的要求,生物質燃油的使用可以在很大程度上緩解化石燃料短缺所帶來的能源危機。生物質燃油在柴油機中燃燒時不可避免的會生成生物質燃油碳煙,這些碳煙不僅會危害環(huán)境,更會加劇柴油機缸體的摩擦磨損,如何解決這些碳煙所帶來的危害已成為人們關注的熱點。本文在深入研究生物質燃油碳煙微觀形貌、結構與組分的基礎上,初步嘗試了加入添加劑的方法改變燃油組分以期達到改變生物質燃油碳煙的特性,為生物質燃油在柴油機上的應用提供了一些基礎數據。(1)對生物質熱解液化的生物油進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%的比例與柴油進行乳化混合。然后對此混合油品進行室溫燃燒,分別制得柴油碳煙(DS)、10wt%生物質燃油碳煙(BS10)、20wt%生物質燃油碳煙(BS20)和30wt%生物質燃油碳煙(BS30)。經過一系列現代化分析手段檢測發(fā)現,碳煙的一次顆粒均為類球形結構,一次顆粒之間相互連接形成鏈珠狀團聚物,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BS20碳煙表面C=O和C-O-C基團含量最高,這可能歸因于生物質燃油燃燒過程中復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%的生物質乳化燃油用作實際S195柴油機燃油。通過室溫燃燒和S195柴油機空負荷運轉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)。結果發(fā)現,碳煙的一次顆粒均為類球形結構,一次顆粒間相互連接形成鏈珠狀團聚,但實際柴油機臺架實驗所制得碳煙BSS和BSE中均有不同程度的雜質,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BSE碳煙一次顆粒的粒徑則達到52nm左右。BS5碳煙的石墨化程度要高于柴油機實驗所得碳煙,且BS5碳煙表面含氧官能團的種類和數量都高于柴油機所得碳煙,BSS表面含氧官能團含量又高于BSE。三種碳煙在微觀形貌、結構與組分上是相似的,主要的差別來自于相應碳煙中的雜質組分。(3)以“海龍”燃油寶作為燃油添加劑,對室溫燃燒條件下,5wt%生物質燃油添加“海龍”燃油寶前后產生的碳煙進行了對比。結果發(fā)現,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聚成的鏈珠狀結構,且BS5A碳煙的石墨化程度要高于BS5,而BS5A碳煙中C-OH和C-O-C基團含量較低,而C=O官能團含量較高,可能是添加劑中的組分影響了碳煙的氧化過程。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

分子組分。其中的關鍵就是懼化劑的選擇，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ等人就采用了?ＨＹ型分子篩對化物燦進行催化裂解，該方法表現出優(yōu)良的脫氧性，產物中芳香控量有明思提升。當然該技術也存在許多缺點：產物收率較低；積碳現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－？般是巧內燃機（韋要是柴油機）中燃料在燃燒過程中山于燃燒不充產化的碳質微粒，在摩擦學領域，更多的被稱為煙貧。柴油機尾氣微粒在國精確的定義是由美圃ＥＰＡ?（美國環(huán)保局）制定的：＂柴油機尾氣氣流稀釋１．７’ＣＷ下時，通過含有碳氣化合物涂層的玻璃纖維濾紙，在濾紙上被過濾巧物質。＂柴油機尾氣微粒中主耍成分即為碳煙，碳煙表面會吸附大量可溶機成分（ＳＯＦ，?ＳｏｌｕｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＦｒａｃｔｋｍ，主要來自未燃盡燃油組分），另含有鹽和念喊巧機祐等物質。團１．２所展示的即為柴油尾氣微粒的成分。??＊咳稱的巧友化舍衡魔??

?第＾章化物質燃燦碳朋制備及分仍義法Ｉ出水??巧店器?｝＼?＼??滅騎＾?！??閣２．２減巧蒸饋裝當閣??Ｆｉｇ?２．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖａｃＬｍｍ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．２．３粘制生物質別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題化不能單獨應用于柴燦機中。將賴制化物質油巧柴燦乳化被認為是－－－單巧效的方法，考慮到大廣的精制化物燦參入會大火降低她品燃燒化能，先了精制生物燦含量為５ｗｔ％的乳化油進行嘗試ｔｗｉ。乳化油的制備離不開乳化作化參考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質量比５：１贊配而成。化配背５ｗ乳化燦時，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％的精制化物細中，充分攬拌；坡后將后液加入到化者中，搖勻后倒入Ｈ口燒瓶中，將剪切郭化機設置為１５００ｒｐｍ／ｍｉ水濟加熱至６５°Ｃ，乳化化巧即得到５ｗｔ％精制生物湘／柴油乳化燦（即為５ｗｔ物質燃油）。生物質燃油為乳白色液體，穩(wěn)定不分層時間達％ｈ。圖２．３為生原油、精制化物油、柴油生物質燃燦的外觀圖。??１９??

，板中必位于火焰正上方５ｃｍ高度，待酒精燈內燃料燃盡后，取下玻璃板，將??板正對火焰一面上的碳煙用藥勺刮凈，再買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體中研磨，待研瞬成均勻細小粉末，收集已研??小的碳煙即為所需生物質燃油碳煙。其他油品碳煙的制各皆采取上述方法。??實驗室酒精燈火焰產生碳煙的量比較少，雖化Ｗ符合各種現代檢測設備對樣??的需求，但是在考查碳煙的摩擦學特性時有較大量的使用，此方法制備的碳??略盈不足，為此，實驗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。生物質燃油在油槽中燃燒，產生的ＢＳ??ｏｍａｓｓ?ｓｏｏｔ，生物質燃油碳煙）沿若圖示箭頭方向流動，在進入冷左口套管部分??冷卻舊管內管壁的低溫會使ＢＳ遇冷凝集在內管壁上，其余未凝集下來的碳??隨著氣流進入凈化管，被其中的碳化蛙泡沫陶瓷吸附，防止污染大氣，燃燒??時間后，可將冷卻奪管卸下并刮凈內管壁中的碳煙，當巧換燃油時需對冷卻??內管進行徹底清潔，收集到碳煙仍需在真空Ｔ燥御中１１０‘〇下烘干３ｈ，巧經??致驅磨，方能作為分析之用。部分分巧儀器需對碳朋樣品進行更細致的預處??
【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

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3 晏冬霞;王華;李孔齋;魏永剛;祝星;程顯名;;Ce_(1-x)Fe_xO_2復合氧化物的結構及其催化碳煙低溫燃燒性能[J];物理化學學報;2010年02期

本文編號：2855565