CN108467751A - 一种适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料，由以下体积分数的成分组成：柴油44％～46％，乙醇44％～46％和四氢呋喃8％～12％；所述乙醇的体积百分比纯度为99.5％。本发明四氢呋喃作为助溶剂能有效解决柴油与乙醇不完全互溶问题，且加入四氢呋喃的含量无需太高。四氢呋喃燃料较高的含氧量使柴油机的碳烟、一氧化碳、碳氢化合物排放明显降低，且四氢呋喃作为可再生能源，原料来源十分广泛，一定程度上降低对石油资源的依赖。乙醇的高挥发性能够促进着火前的油气混合过程，且乙醇自身也含氧，有利于降低排放。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机清洁能源领域，具体涉及一种适用于柴油机的新型混合燃料。
背景技术
中国汽车保有量已经从2010年的0.77亿辆增长到2017年底的2.17亿辆。随着汽车保有量快速增长，石油资源的衰竭和环境污染问题也越来越严重。因此，寻找新型高效清洁能源具有重要意义。
内燃机由于其较高的热效率、较好的动力性和可靠性，被广泛应用于汽车、农业机械、工程机械等各个领域，可预见,未来内燃机将是各种交通机械的主要原动机。与汽油机相比，柴油机有较高的热效率有利于节能和降低CO2的排放。但对于柴油机燃烧过程，由于柴油挥发性差，着火性好，一喷入气缸便迅速燃烧，因此，燃料和空气无法进行充分混合，导致局部过浓区域形成碳烟、局部高温区形成NOx排放。柴油机的高碳烟与高NOx排放是有待解决的问题。
乙醇属于可再生能源，主要是以富含淀粉、糖分的生物原料经发酵、蒸馏提纯而制得，由于其充足的原料来源，如玉米、甘蔗和生物质废弃物等，使得乙醇早已成为全球应用最广泛的生物质燃料。若将乙醇与柴油掺混，能将不可再生的柴油燃料部分替代为可再生的乙醇燃料，解决石油资源匮乏问题，且乙醇具有良好的挥发性，能解决柴油燃料无法与空气充分混合的问题，降低碳烟排放；且乙醇燃料自身含氧，能进一步降低碳烟排放。此外乙醇燃料具有较大的汽化潜热，能有效降低缸内温度，从而减少NOx排放。故乙醇与柴油掺混，能有效解决能源枯竭且降低排放。
由于柴油和乙醇由于烃组成和极性上的差异，通常条件下不能完全混溶，乙醇和柴油的互溶性能研究是解决柴油与乙醇混合燃料实际应用的基础工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种有利于降低排放的适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料。
本发明提供的一种适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料，由以下体积分数的成分组成：
柴油44％～46％，乙醇44％～46％和四氢呋喃8％～12％；
所述乙醇的体积百分比纯度为99.5％。
本发明提供的适用于柴油机的新型混合燃料具有以下优点：
1、将四氢呋喃加入柴油、乙醇两组分燃料中，配制成柴油、乙醇和四氢呋喃三种燃料混合的新型混合燃料。四氢呋喃作为助溶剂能有效解决柴油与乙醇不完全互溶问题，且加入四氢呋喃的含量无需太高。四氢呋喃燃料较高的含氧量使柴油机的碳烟、一氧化碳、碳氢化合物排放明显降低，且四氢呋喃作为可再生能源，原料来源十分广泛，一定程度上降低对石油资源的依赖。
2、乙醇燃料作为可再生能源，其使用能一定程度上解决对石油资源的过度依赖。乙醇的高挥发性能够促进着火前的油气混合过程，且乙醇自身也含氧，有利于降低排放。
3、本发明提供的混合燃料，柴油/乙醇/四氢呋喃具有良好的互溶性，所得混合燃料长期存放无分层。
附图说明
图1为柴油与乙醇在不同温度下的互溶情况；
图2为在20℃下不同比例的柴油/乙醇/四氢呋喃的互溶情况；
图3为在30℃下不同比例的柴油/乙醇/四氢呋喃的互溶情况。
具体实施方式
以下实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供的一种适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料，由以下体积分数的成分组成：
柴油44％～46％，乙醇44％～46％和四氢呋喃8％～12％。
所述乙醇的体积百分比纯度为99.5％。
所述的柴油为市售柴油。
所述四氢呋喃是分子式(CH2)4O的化合物。
本发明的混合燃料制备包括以下步骤：按照体积配比量取各成分，先将乙醇加入柴油中形成不完全互溶的混合液，之后在搅拌下将四氢呋喃加入混合液中混合均匀，即得调和混合燃料。
由图1可知，当乙醇掺混比例在10％-90％之间，在常温25℃下无法实现柴油与乙醇互溶，只有温度较高时才能实现柴油与乙醇互溶，而环境温度往往达不到互溶温度。图2和图3中的互溶区代表不同燃料之间可以相互溶解；分层区代表不同燃料之间不可以相互溶解，出现分层现象，从图2与图3可以看出，通过滴定四氢呋喃能实现柴油/乙醇在较低温度下互溶的问题。在20℃下，最多需要7％四氢呋喃就能实现柴油/乙醇互溶；在30℃下，最多需要3.5％四氢呋喃就能实现柴油/乙醇互溶。
显然，柴油/乙醇/四氢呋喃的各自比例需满足互溶的原则。
实施例1
市售柴油44L，乙醇44L，四氢呋喃12L。
实施例2
市售柴油46L，乙醇46L，四氢呋喃8L。
实施例3
市售柴油45L，乙醇45L，四氢呋喃10L。
将实施例1至实施例3的三种不同混合燃料在一台排量为8.42L的重型柴油机进行试验，结果表明本发明提供的新型混合燃料排气烟度明显低于纯柴油或者柴油/四氢呋喃两组分混合燃料，幅度可达50％以上，且CO、THC均呈现不同程度的降低。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种适用于柴油机的柴油、乙醇和四氢呋喃混合燃料，其特征在于由以下体积分数的成分组成：
柴油44％～46％，乙醇44％～46％和四氢呋喃8％～12％；
所述乙醇的体积百分比纯度为99.5％。
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