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        微乳化生物柴油制備及特性研究

        2016-12-31 00:00:00樊瑞軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年29期

        摘 要:微乳化生物柴油是一種節(jié)能環(huán)保的綠色能源,其應(yīng)用研究有重大的經(jīng)濟(jì)意義。目前技術(shù)中存在著穩(wěn)定性差、保存周期短等缺點(diǎn),文章通過對幾種表面活性劑的復(fù)配,發(fā)現(xiàn)微乳化生物柴油具有較好的穩(wěn)定性,其燃燒熱值高于純生物柴油,且其粘度,pH值、氧化安定值等物理特性符合國家柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。

        關(guān)鍵詞:生物柴油;乳化液;燃燒特性

        生物柴油是一種再生能源,其不含芳香烴、硫、十六烷值較高、能降解、燃燒性能好、能任意比例與柴油混合等優(yōu)點(diǎn)。生物柴油是一種內(nèi)燃機(jī)替代的燃料。但生物柴油粘度高、揮發(fā)性較差、NO排放不好等缺點(diǎn)。微乳化生物柴油通過燃燒時(shí) “微爆”現(xiàn)象、水煤氣加速燃燒及水滴氣化吸熱降低火焰溫度,在減排同時(shí)增加燃燒熱值,達(dá)到良好的環(huán)保節(jié)能效果。

        微乳化生物柴油技術(shù)現(xiàn)在已有了一些成果,但穩(wěn)定性較差、保存時(shí)間較短和乳化劑成本高等問題。通過大豆油和環(huán)氧乙烷縮合物、卵磷脂和氯化十六烷吡啶的不同配比得到透明、穩(wěn)定、環(huán)保的微乳化生物柴油配方,測試其粘度、粒徑、燃燒熱值等參數(shù),研究其特性。

        1 試驗(yàn)內(nèi)容

        1.1 試驗(yàn)裝備

        試驗(yàn)儀器有電動攪拌器、電子天平、電子顯微鏡、自動粘度計(jì)、pH儀、氧彈熱量分析儀、水分測定儀、氧化安定儀。試劑有大豆油和環(huán)氧乙烷混合物、卵磷脂、氯化十六烷基吡啶,均為分析純、生物柴油。

        1.2 試驗(yàn)方法

        部分生物柴油,加入微乳化劑,攪拌均勻后加入一定的水,充分混合,形成油包水型微乳化液。離心一段時(shí)間,觀察油水分離情況,測定微乳化油穩(wěn)定性。用顯微鏡觀察微乳化油微觀形態(tài),用粘度計(jì)、pH計(jì)、密度計(jì)、氧彈分析儀分析物理特性。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 乳化劑用量的確定

        對不同比例配方試驗(yàn)(表1),觀察穩(wěn)定性,經(jīng)試驗(yàn)確定大豆油和環(huán)氧乙烷混合物和卵磷脂的用量分別為1.3%和0.7%效果最佳。添加一定含量的氯化十六烷基吡啶水溶液,形成無色、透明、均一、穩(wěn)定的微乳化生物柴油,靜置6個(gè)月油水不分離(表2)。

        當(dāng)氯化十六烷基吡啶1%及以上時(shí)乳化油結(jié)塊。

        用低室溫循環(huán)法確定乳化液配方(1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物,0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶)的微乳化生物柴油穩(wěn)定性最好。

        2.2 燃燒和物理特性

        顯微鏡下觀察微乳化生物柴油小液滴,平均直徑為2.45?滋m。液滴直徑越小,乳化油越穩(wěn)定(圖1)。

        氧彈法測量樣品熱值(表3),去除水分含量后,熱值為40 276.7J/g,高于純生物柴油,微乳化生物柴油的燃燒速率比燃燒生物柴油更高,存在放熱始點(diǎn)較晚,著火延遲期長的缺點(diǎn)。

        在45℃下,微乳化生物柴油粘度為4.57 cP,符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

        微乳化生物柴油的pH值、氧化安定值和密度都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

        3 結(jié)束語

        (1)1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物,0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶配置的微乳化生物柴油具有良好的穩(wěn)定性。(2)試驗(yàn)制備的微乳化生物柴油燃燒熱值高于純生物柴油。(3)試驗(yàn)制備的微乳化生物柴油的粘度、pH值、氧化安定值等物理特性與純生物柴油接近,符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]黃勇成,韓旭東,王麗.柴油-生物油微乳化油液的燃燒排放特性[J].工熱物理學(xué)報(bào),2011,32(8):1418-1420.

        [2]宋印東,袁銀男,杜家益.微乳化甲醇柴油的穩(wěn)定性研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程.2012,33(5):36-40.

        作者簡介:樊瑞軍(1980-),男,碩士,研究方向?yàn)檐囕v替代燃料、汽車裝飾美容、汽車檢測。

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