【摘要】： 將廢棄食用油轉(zhuǎn)化成為代用燃料，代替化石柴油，能夠減輕廢棄物對(duì)環(huán)境的直接污染、節(jié)約能源，減少大氣中產(chǎn)生溫室效應(yīng)氣體的濃度，有利于生態(tài)環(huán)境的改善。本課題以人們生活中排出的廢棄食用油為研究對(duì)象，通過物理和化學(xué)的處理方法，獲得柴油的替代燃料，并對(duì)處理過程、轉(zhuǎn)化機(jī)理以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，，建立了轉(zhuǎn)化過程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。將獲得的替代燃料在鍋爐和柴油機(jī)中進(jìn)行了燃燒性能和排放性能的研究。 1．研究了廢棄食用油的物理化學(xué)指標(biāo)以及脂肪酸的組成，發(fā)現(xiàn)廢棄食用油的化學(xué)組分與燃料替代品的極其相似。 2．在廢棄食用油的物理處理試驗(yàn)中采用陶瓷膜過濾處理技術(shù)和超聲波處理技術(shù)，獲得陶瓷膜過濾處理廢油的最優(yōu)組合條件，并對(duì)其粘溫特性進(jìn)行研究，繪制出粘溫特性曲線；同時(shí)發(fā)現(xiàn)超聲波強(qiáng)度為47W／cm~2、處理時(shí)間為32min的處理?xiàng)l件對(duì)廢油粘度降低效果最佳。 3．在廢油的化學(xué)酯交換處理過程中，發(fā)現(xiàn)醇油摩爾比為6.5：1，堿性催化劑濃度為1.27％，反應(yīng)時(shí)間為24min時(shí)，脂肪酸甲酯的產(chǎn)率可以達(dá)到92.6％。對(duì)廢棄食用油轉(zhuǎn)化機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程的研究表明，當(dāng)廢油過量時(shí)，其轉(zhuǎn)化過程的酯交換反應(yīng)呈現(xiàn)為偽一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速度方程為：-dc_M／dt=Kc_M~(1.2)，反應(yīng)活化能為52.129kj／mol。通過回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立了廢油生產(chǎn)替代燃料的數(shù)學(xué)模型，得到了最佳工藝條件，為替代燃料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。(?)=-2.023+10.576x_1+88.735x_2+0.3328x_3-2x_1x_2-0.0075x_1x_3-0.0125x_2x_3-0.604x_1~2-29.775x_2~2-0.00551x_3~2 4．通過對(duì)替代燃料的組成和理化特性分析發(fā)現(xiàn)：在燃燒性能方面，替代燃料具有較高的十六烷值；在物理特性方面，其閃點(diǎn)在100℃以上，密度比0~#柴油高10％左右；在化學(xué)組成方面，替代燃料主要是由18碳和16碳脂肪酸甲酯組成，其分子結(jié)構(gòu)與理想的柴油替代品(C_(19)H_(36)O_2)相類似，說明替代燃料有更好的著火性和安全性。 5．替代燃料在鍋爐的燃燒過程中，CO和CO_2氣體的排出量比柴油燃料低30％～70％，且不產(chǎn)生硫化物，氮氧化物的排放量比柴油燃料減少了85％；替代燃料的燃燒效率可以達(dá)到68％，比柴油高出10％；前者的排氣溫度可以達(dá)到600℃，比柴油的高出7％，這對(duì)于溫室大棚的升溫、熱風(fēng)干燥等場(chǎng)所的鍋爐用燃料尤為重要。 6．在額定功率和額定轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得替代燃料燃燒的輸出功率與柴油的基本相當(dāng)；但前者的熱效率要比后者低6％～14％。在不同負(fù)荷的廢氣溫度、煙度、CO_2、CO、NOx和HC濃度比較中，替代燃料燃燒的排氣溫度要比柴油低10～25℃、煙度要低50～80％、CO_2濃度要低10～15％、CO濃度要低10～18％，HC濃度要低47～61％，但前者的NOx濃度要比柴油高出8％，有利于減緩目前的溫室效應(yīng)危機(jī)，防止環(huán)境污染。
【圖文】：

使全部石油醚、苯、甲醋浮上。加數(shù)滴無水甲醇，使溶液澄清，取上清液進(jìn)行氣相色譜分析。2.1.2.11.2月旨肪酸的氣相色譜測(cè)定氣相色譜儀(如附圖2所示)型號(hào)(GC一9A)、檢測(cè)器(RD檢測(cè)器)、色譜柱:HP一5(30mx32qUmxo.2和m);柱溫:Z000C保持lomin后，以10，C/min的速度升溫至220℃，保持4min;以2℃/min的速度升溫至230℃，保持smin;以10℃/min的速度升溫至250℃，保持Zmin。氣化室溫度:220℃;分流比:20:1;檢測(cè)器溫度:275℃;載氣(姚)流速:3.omUmin;氫氣(HZ)流速45mUmln;助燃?xì)?Air)流速:450mUmin。進(jìn)樣量:1pLo2.2結(jié)果與分析2.2.1廢棄食用油基本組成的分析廢棄食用油基本組成如圖2一1所示，其中水分占1.37%，雜質(zhì)占13.35%

圖3一2陶瓷濾芯Fig.3一2Ceramiemembrane圖3一3陶瓷濾芯膜表面的微觀形貌Fig.3一3MicrostruCtureofceramiemembrane3.1.3試驗(yàn)方法3.1.3.1多孔陶瓷過濾器過濾廢棄食用油的性能試驗(yàn)本試驗(yàn)的目的就是以過濾膜通量(J)作為試驗(yàn)指標(biāo)來考察多孔陶瓷膜過濾器過濾廢棄食用油的適應(yīng)性，以尋求最佳的過濾處理?xiàng)l件。試驗(yàn)指標(biāo)—過濾膜通量(J)的測(cè)定:用5(X)mL的燒杯從取樣口12接取過濾液，用秒表記錄下裝滿5(X)mL(Q)所用的時(shí)間(t)，然后用下式計(jì)算過濾膜通量(趙暉，2002)。QJ=一S·t式中:J—過濾膜通量，日(h.mZ);Q一一規(guī)定時(shí)間內(nèi)的過濾的濾液體積，L;一過濾芯的表面積，mZ;t.一一過濾Q濾液所用的時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：X705

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2685276