CN109609216A - 一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂及制造方法 - Google Patents

一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂，由以下质量份数原料组成：2‑戊酮4‑7份、1‑甲基‑2‑吡咯烷酮5‑9份、二甲苯3‑6份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁6‑10份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙5‑9份、丙酸环己酯5‑9份、四氢化萘4‑7份、十二烯基丁二酸5‑8份、二正戊基醚10‑15份、异丁醇10‑15份、乙醇15‑20份。本发明提高柴油的十六烷值，提高柴油的燃烧效率，减少尾气污染排放，大大减少柴油机尾气中颗粒物质PM生成总量，特别是PM5以下生成总量。添加剂不含硫，不含二次污染或损坏设备的金属化合物，稳定性好，抗氧化能力好，对环境无污染。

Description

一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂及制造 方法
技术领域
本发明涉及柴油发动机燃油添加剂领域，特别涉及一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂及制造方法。
背景技术
长期以来，随着城市工业的发展，大气污染日益严重。机动车数量的增加，使得尾气污染物排放总量迅速增加，特别是柴油机主要排放物为PM(颗粒状物质)，大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；控制柴油机尾气排放主要是控制颗粒物质PM生成，降低PM的直接排放。目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究。而燃油的燃烧效率直接影响了节能减排的效果，柴油添加剂可以改善油质，促进燃油充分燃烧，提高燃烧效率，节省燃油；可以提高其雾化质量，使燃油充分燃烧降低颗粒物质PM生成，达到减少大气污染的目的。
为了降低颗粒物质PM生成，提高燃烧效率，在内燃机领域主要有两个技术途径：一是在燃油加入添加剂，二是增加或改进设备(如各种净化器)。第二个途径投资大、技术难度较高，所以第一个途径更容易接受。目前发表的柴油添加剂存在一些降低颗粒物质PM生成，特别是PM5以下不明显，有的添加了一些二次污染或损坏设备的金属化合物，如氧化铈、氧化镧、二茂铁等添加物。
发明内容
本发明的目就是提供一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂及制造方法，可以降低柴油发动机尾气颗粒物质PM的生成，特别是PM5以下降低较为明显，有效实现柴油机尾气的净化，从而达到减少大气污染的目的，同时添加剂使燃油充分燃烧，有提高柴油机燃料经济性的作用，且添加剂不含有一些二次污染或损坏设备的金属化合物。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案：一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂，由以下质量份数原料组成：2-戊酮4-7份、1-甲基-2-吡咯烷酮5-9份、二甲苯3-6份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁6-10份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙5-9份、丙酸环己酯5-9份、四氢化萘4-7份、十二烯基丁二酸5-8份、二正戊基醚10-15份、异丁醇10-15份、乙醇15-20份。
优选的配方质量份为：2-戊酮6份、1-甲基-2-吡咯烷酮9份、二甲苯5份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁8份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙9份、丙酸环己酯8份、四氢化萘6份、十二烯基丁二酸5份、二正戊基醚15份、异丁醇11份、乙醇18份。
一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂合成工艺：在常温常压的条件下，将2-戊酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、丙酸环己酯、四氢化萘、十二烯基丁二酸、二正戊基醚、异丁醇、乙醇混合后导入搅拌釜中搅拌，搅拌转速1200转/分，搅拌10-15分钟，静置45-60分钟后即得到一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂产品。
本发明的有益效果是：
本发明环保绿色，提高柴油的十六烷值，提高柴油的燃烧效率，减少尾气污染排放，大大减少柴油机尾气中颗粒物质PM生成总量，特别是PM5以下生成总量。添加剂不含硫，不含二次污染或损坏设备的金属化合物，稳定性好，抗氧化能力好，对环境无污染，因此是一种理想的降低柴油发动机尾气排放的柴油添加剂，对改善大气污染具有较大的特殊意义。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种技术方案：一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂，由以下质量份数原料组成：2-戊酮4-7份、1-甲基-2-吡咯烷酮5-9份、二甲苯3-6份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁6-10份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙5-9份、丙酸环己酯5-9份、四氢化萘4-7份、十二烯基丁二酸5-8份、二正戊基醚10-15份、异丁醇10-15份、乙醇15-20份。
本实施例的合成工艺：
在常温常压的条件下，将2-戊酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、丙酸环己酯、四氢化萘、十二烯基丁二酸、二正戊基醚、异丁醇、乙醇混合后导入搅拌釜中搅拌，搅拌转速1200转/分，搅拌10-15分钟，静置45-60分钟后即得到一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂产品。
本实施例提供了使用优选配方和对比配方在柴油机进行颗粒物的实验，实验方法如下：
在广东顺德柴油机厂的柴油机进行，柴油机的型号为DLH195-D，额定功率为9.4KW，冷却方式为水冷，单缸柴油机，将优选配方与柴油按表1的比例混合使用在柴油机，优选配方与柴油的混合物的序号为1-4(表1)，其中1号为没有添加添加剂的纯0#柴油，将对比配方与柴油按表2的比例混合使用在柴油机，对比配方与柴油的混合物的序号为5-7(表2)，通过微粒计数器(Lighthouse HANDHELD 3016，Lighthouse)、柴油机排放仪(V347，SAXON)、电涡流测功机(DW50，启动鑫鑫测功器有限公司)、柴油机烟度计(YD-1，南华仪器)检测柴油机的相关参数以及排放物参数，其中，测量环境中温度为18℃，相对湿度为65％，大气压为103KPa，优选配方和对比配方的结果如表3-6所示。其中，TPM为颗粒物总量；PM1.0为指小于等于1.0um的颗粒物含量，其余类似。在发动机额定功率、全负荷状态下测定发动机转速r/min、测功功率(实测)(kw)和测功扭矩N.m，序号1-7的发动机转速r/min、测功功率(实测)(kw)和测功扭矩N.m分别为2200、9.4和40.8。
一、优选配方：
2-戊酮6份、1-甲基-2-吡咯烷酮9份、二甲苯5份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁8份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙9份、丙酸环己酯8份、四氢化萘6份、十二烯基丁二酸5份、二正戊基醚15份、异丁醇11份、乙醇18份。
表1优选配方添加质量分数
二、对比配方：
2-戊酮3份、1-甲基-2-吡咯烷酮4份、二甲苯7份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁12份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙10份、丙酸环己酯13份、四氢化萘3份、十二烯基丁二酸9份、二正戊基醚16份、异丁醇9份、乙醇14份。
表2对比配方添加质量分数
表3优选配方和对比配方的结果(1)
表4优选配方和对比配方的结果(2)
从表3-4可知，添加了优选配方的0#柴油与纯0#柴油数据对比，优选配方的PM5.0、TPM、CO、HC及K均有明显的下降，其中以添加了质量分数为3％的优选配方的最好，其中PM5.0下降到达64.2％，表5所示为添加了质量分数为3％的优选配方与没有添加添加剂的纯0#柴油数据对比。
表5
表5解释：添加了质量分数为3％的优选配方与没有添加添加剂的纯0#柴油的颗粒物含量和尾气含量的下降百分比(％)的计算方法为：PM5.0＝(添加了质量分数为3％的优选配方的PM5.0含量-纯0#柴油的PM5.0含量)/添加了质量分数为3％的优选配方的PM5.0含量，如(187.65-67.25)/187.65*100％＝64.16％，以此方法计算TPM、CO、HC和K的下降百分比。
同时优选配方与对比配方的结果数据，在添加相同质量分数的情况下，优选配方的TPM、CO、HC及K分别比对比配方都有较明显下降。见表6所示为优选配方与对比配方的结果数据对比，计算方法与表5相同。
表6
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂，其特征在于，由以下质量份数原料组成：2-戊酮4-7份、1-甲基-2-吡咯烷酮5-9份、二甲苯3-6份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁6-10份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙5-9份、丙酸环己酯5-9份、四氢化萘4-7份、十二烯基丁二酸5-8份、二正戊基醚10-15份、异丁醇10-15份、乙醇15-20份。
2.根据权利要求1所述用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂，其特征在于，优选配方的质量份为：2-戊酮6份、1-甲基-2-吡咯烷酮9份、二甲苯5份、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁8份、高碱值合成二烷基苯磺酸钙9份、丙酸环己酯8份、四氢化萘6份、十二烯基丁二酸5份、二正戊基醚15份、异丁醇11份、乙醇18份。
3.根据权利要求1所述用于降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂的制造方法，其特征在于：在常温常压的条件下，将2-戊酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、丙酸环己酯、四氢化萘、十二烯基丁二酸、二正戊基醚、异丁醇、乙醇混合后导入搅拌釜中搅拌，搅拌转速1200转/分，搅拌10-15分钟，静置45-60分钟后即得到一种降低柴油发动机尾气颗粒物排放的添加剂产品。
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