CN101434875A

CN101434875A - 一种乙醇柴油混合燃料配方

Info

Publication number: CN101434875A
Application number: CNA2008102364562A
Authority: CN
Inventors: 刘圣华; 张志进
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-05-20

Abstract

一种乙醇柴油混合燃料配方，包括体积比为 10％～30％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为87.9％～63.7％的商业0#柴油，体积比为2％～6％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物，体积比为0.1％～0.3％的商业十六烷值改进剂；本发明将低比例的助溶剂和十六烷值改进剂添加到乙醇柴油混合燃料中，使其长期保持稳定不分层，其十六烷值恢复到柴油的水平，可以使得发动机工作稳定可靠，排放污染大幅降低。

Description

一种乙醇柴油混合燃料配方

技术领域

本发明涉及一种混合动力燃料，特别涉及一种乙醇柴油混合燃料配方，属于能源应用开发技术和燃烧技术范畴。

背景技术

内燃机在燃烧时会产生多种有害物质，如一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)。对于柴油机来说，由于混合与燃烧同时进行，必然形成局部过浓混合气，因而会产生不完全燃烧形成的碳烟；同时由于有过量的空气，燃烧产生的高温又会促进氮氧化物的生成。由于这两种排放物的生成机理相互矛盾，很难同时实现两者的降低。乙醇是近年来研究热门的清洁代用燃料，含氧量高，对降低碳烟排放有利，配合废气再循环等技术则可同时实现碳烟与氮氧化物排放的大幅度降低。

乙醇是极性分子，易于与水互溶，较难与柴油互溶，而且乙醇柴油混合燃料的稳定性受柴油中碳氢化合物的构成、含水量、温度和添加剂量的影响，因此要形成均匀稳定的乙醇柴油混合燃料需选择含水量少的乙醇，并借助于助溶剂。乙醇的十六烷值只有八个单位左右，乙醇的添加使得乙醇柴油混合燃料的十六烷值降低，这些都是应用乙醇柴油混合燃料时所必需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种乙醇柴油混合燃料配方，将低比例的助溶剂和十六烷值改进剂添加到乙醇柴油混合燃料中，使其长期保持稳定不分层，其十六烷值恢复到柴油的水平，可以使得发动机工作稳定可靠，排放污染大幅降低。

本发明的技术方案是这样实现的：一种乙醇柴油混合燃料配方，包括体积比为10～30％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为87.9～63.7％的商业0#柴油，体积比为2～6％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物，体积比为0.1～0.3％的商业十六烷值改进剂。

本发明实施的方法是：按上述体积比将纯度为99.5％的工业乙醇、商业0#柴油、碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物和商业十六烷值改进剂注入同一个容器内直接混合，无需搅拌或超声波乳化，各成分无添加顺序的要求。该混合燃料可代替柴油在柴油机或其它燃烧设备上直接使用。

本发明的基本思路是：乙醇分子极性较强，柴油成分中大部分是非极性的烷烃，选择一种分子呈两亲性的助溶剂，使其在柴油中形成反胶束，即亲油基朝外，亲水基向里靠拢，形成极性微空间，乙醇分子即增溶于此。将十六烷值改进剂添加到混合燃料中，可提高其十六烷值，缩短滞燃期，改善燃烧过程，降低碳烟排放。这样就可以解决乙醇柴油掺混使用时的一些关键问题，发挥乙醇作为清洁代用燃料的优势。

本发明的技术方案可使柴油机的碳烟排放显著降低，且乙醇是一种可再生能源，因此，本发明可有效降低柴油机的碳烟排放污染，改善我国能源结构，对实现可持续发展具有重要意义。

附图说明

图1是不同助溶剂添加量下的乙醇柴油混合燃料的临界互溶温度曲线，在温度曲线上方是乙醇柴油互溶区，曲线下方是分层区；其中，横坐标表示乙醇体积比含量；纵坐标表示乙醇柴油混合燃料的临界互溶温度。

图2是发动机燃用纯柴油与本发明的乙醇柴油混合燃料时外特性功率对比图；其中，横坐标表示柴油机的转速；纵坐标表示有效功率。

图3是在2340r/min转速下，发动机燃用纯柴油与本发明的乙醇柴油混合燃料时，发动机有效热效率的对比图；其中，横坐标表示发动机的负荷；纵坐标表示发动机的有效热效率。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术原理和积极效果作详细说明。

图1是不同助溶剂添加量下的乙醇柴油混合燃料的临界互溶温度曲线，在温度曲线上方是乙醇柴油互溶区，曲线下方是分层区。对于某种乙醇含量的混合燃料，当储存温度高于其临界互溶温度时，可保持稳定互溶状态。由图1可见：在助溶剂相同添加量下，临界互溶温度随着乙醇体积比的增加而增加，增加助溶剂添加量可明显降低临界互溶温度。其中，乙醇体积比10％、20％和30％的混合燃料助溶剂添加量分别为2％、4％和6％时，其临界互溶温度分别为0.6℃、4.2℃、3.9℃，接近0#柴油的冷滤点4℃。这表明使用本发明配方制备的乙醇柴油混合燃料在我国大部分地区全年均可替代0#柴油使用。

由图2可见：燃用本发明的乙醇柴油混合燃料后，功率略有下降，最大不超过9％。具体应用时可通过高压油泵的调节，增加循环供油量，使发动机的功率恢复。

由图3可见：燃用该乙醇柴油混合燃料后，有效热效率有所升高。这一结果表明，乙醇的添加有利于发动机燃烧的改善，在一定程度上具有节能效果。

实施例一：

一种乙醇柴油混合燃料配方，包括体积比为10％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为87.9％的商业0#柴油，体积比为2％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物和体积比为0.1％的商业十六烷值改进剂。

实施例二：

一种乙醇柴油混合燃料配方，包括体积比为20％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为75.8％的商业0#柴油，体积比为4％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物，体积比为0.2％的商业十六烷值改进剂。

实施例三：

一种乙醇柴油混合燃料配方，包括体积比为30％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为63.7％的商业0#柴油，体积比为6％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物和体积比为0.3％的商业十六烷值改进剂。

按照图2所示发动机燃用柴油时的外特性设计ESC13工况测试点，加权计算发动机的CO、HC、NOx和PM比排放量，试验结果见表1。燃用实施例三与0#柴油相比，CO比排放量减少23.6％，HC和NOx比排放量有所增加，PM比排放量减少62.6％。

表1 不同燃料的十三工况试验排放结果

Claims

1、一种乙醇柴油混合燃料配方，其特征在于，包括体积比为10％～30％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为87.9％～63.7％的商业0#柴油，体积比为2～6％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物，体积比为0.1％～0.3％的商业十六烷值改进剂。

2、根据权利要求1所述的一种乙醇柴油混合燃料配方，其特征在于，包括体积比为10％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为87.9％的商业0#柴油，体积比为2％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物和体积比为0.1％的商业十六烷值改进剂。

3、根据权利要求1所述的一种乙醇柴油混合燃料配方，其特征在于，包括体积比为20％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为75.8％的商业0#柴油，体积比为4％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物，体积比为0.2％的商业十六烷值改进剂。

4、根据权利要求1所述的一种乙醇柴油混合燃料配方，其特征在于，包括体积比为30％、纯度为99.5％的工业乙醇，体积比为63.7％的商业0#柴油，体积比为6％的碳原子数在8～12之间的直链饱和脂肪醇或其混合物和体积比为0.3％的商业十六烷值改进剂。