佘芳

摘 要： 自從進入21世紀以來，世界汽車保有量的快速上升，不僅帶來了化石燃料的短缺問題，嚴重污染人類賴以生存的大氣環(huán)境，因此開發(fā)更為經(jīng)濟實用，對環(huán)境污染不太嚴重的新型汽車代用清潔性燃料對社會的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的保護有著重要的作用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保要求不斷提高，以后對汽車使用的燃油質量也會逐步提出新的要求[1]。因此，本文選擇對柴油機燃用乳化柴油進行研究。

關鍵詞：柴油 乳化 實驗研究

中圖分類號：TQ517 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0281-01

一、乳化柴油

1.乳化柴油特點

配制乳化柴油只需簡單的設備，操作方便，使用乳化柴油具有能耗低、節(jié)省燃油等優(yōu)點[1]，由于乳化柴油燃燒過程中存在微爆現(xiàn)象，有助于燃料的完全燃燒，并且水煤氣具有助燃作用，因此乳化柴油燃燒效率較高，能耗降低，燃燒后廢氣中煙度降低、污染物減少，有效降低了尾氣中的HC、NOx含量和碳煙值，有效減少排放廢氣對環(huán)境的污染，還節(jié)省了一部分的燃油。

2.乳化柴油節(jié)能減排機理

2.1微爆作用因為乳化柴油是以小水滴高度分散在油中的形式存在的，由于水的沸點為100℃而柴油的沸點為200-350℃，當乳化柴油燃燒時，在高溫的燃油室中，每一個包裹在柴油里的小水滴，都比柴油先達到汽化溫度，水滴汽化時，使得外面包裹的油膜炸裂分解成無數(shù)小油片，每一小油片又在自身表面張力的作用下，重新凝結為一個個更小的小油珠。在這種微爆作用下，乳化柴油的油包水粒子進行了第二次霧化，大幅度增加了柴油與空氣的接觸面，使燃油分散更好，與空氣混合更加均勻，燃燒更加充分，從而改善了柴油機存在的容易燃燒不完全問題，提高了燃燒效率。

2.2加速燃燒反應

油的燃燒主要是其中的C—C鍵和C—H與O2反應的過程，O2、OH等活性物質的含量以及燃料與其接觸面積大小，對碳氫元素是否完全燃燒有著重大的影響。NOx的生成條件主要是高溫和富氧，發(fā)動機工作時，會吸入至氣缸的空氣中，主要含有氮氣和氧氣，兩者在氣缸里受到高溫，經(jīng)過化學反應生成NOx。乳化柴油中由于含有水，燃燒時油氣的混合比例得到了改善[1]，使氧氣最大程度參與與柴油的燃燒，而不是和氮氣的化學反應，達到充分燃燒的效果，減少了氧氣的剩余量[1]；并且油包水粒子里的水汽化會吸收熱量，降低了氣缸里的溫度，防止了火焰出現(xiàn)局部高溫，破壞了NOx生成的高溫條件，NOx的生成量減少了，因此減少了環(huán)境污染。

3.乳化機理

乳化柴油是把水、柴油通過乳化劑、助乳化劑混合在一起，經(jīng)過乳化設備的乳化而形成的油包水（W/O）型的乳液態(tài)燃油。油和水本來是兩個不相溶的相，當兩者混合在一起后，通過攪拌或超聲波震蕩后，會形成細小的微粒，油相和水相都存在表面張力，會造成微粒的不穩(wěn)定，當加入合適的親水親油雙重性質的乳化劑包裹在兩相的界面上后，會降低其表面張力，提高分散微粒的穩(wěn)定性，從而達到乳化的效果。

二、乳化油國內外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

目前在國外已經(jīng)開始投入使用了技術比較成熟的乳化油，并獲得了良好的效果。許多國家為了支持摻水乳化燃料，都給予了含水乳化燃料不同程度的的稅率優(yōu)惠。

燃油乳化技術在我國的的研究起步較晚，在80年代，此技術的研究進入了低迷時期，到了90年代甚至還出現(xiàn)了“水變油”的鬧劇[2]，嚴重阻礙了乳化油技術在我國的研究，但近幾年發(fā)展比較迅速，也有許多文獻專利發(fā)表，張澤斌公開了一種可行的乳化油的乳化劑配方，并成功配制出乳化油；夏百根等對HQ-I型柴油乳化劑進行了柴油乳化工藝條件的篩選實驗，最終得到了比較好的的乳化工藝。

三、研究目的與意義

我國對柴油乳化技術研究起步較晚，目前還未開發(fā)出穩(wěn)定性較好、含水量較高的乳化柴油，面對日益嚴峻的能源危機和嚴重的環(huán)境污染，因此加快研究乳化柴油技術，研究燃用乳化柴油的燃燒特性，分析乳化油的可行性前景，對指導乳化柴油的應有推廣具有重大的現(xiàn)實意義[31]。

乳化柴油是一種可以改善環(huán)境污染和節(jié)能的綠色燃料[4]。乳化柴油的技術在我國還尚處于研究階段，目前還未作為代用燃料用于柴油發(fā)動機。石油燃料燃燒時產(chǎn)生大量的對環(huán)境和人體有害的物質，現(xiàn)如今人們的環(huán)保意識越來越高，研究新的對環(huán)境污染少的綠色可再生能源顯得尤為重要。發(fā)展乳化柴油，能緩解一部分柴油供應壓力，改善汽車尾氣排放狀況。

四、展望

如今石油資源短缺越來越緊張，環(huán)境污染問題也越來越嚴重，人們的環(huán)保意識日益提高，因此發(fā)展可替代綠色能源刻不容緩。乳化柴油熱值比普通柴油低，要達到相同功率的條件下，乳化柴油的燃油消耗率要比普通柴油高，但配制合理的乳化柴油的排放性能和節(jié)能方面表現(xiàn)比較優(yōu)越，動力性也穩(wěn)定，能滿足汽車內燃機的需要，經(jīng)濟性也好，是一種可行的綠色石油替代燃料。

柴油雖然目前還處于研究發(fā)展階段，但在綜合排放性能方面，乳化柴油具有很大的潛力。想要大規(guī)模的推廣乳化柴油，還需要進一步的研究。

參考文獻

[1]李科宇，蔣劍春宇，李翔宇.《乳化柴油的研究進展》 [J]. 生物質化學工程.2010年1月15日.

[2]劉春雨.《柴油機燃用生物柴油的實驗研究-排放性能》[D].天津職業(yè)技術師范大學.2014年5月19日.

[3]熊云，劉曉，賴蓉.小型發(fā)動機使用乳化柴油試驗研究[J].后勤工程學院學報；2009年05期.

[4]韓大明，王猛.微乳化柴油的動力經(jīng)濟性及排放試驗[J].東北林業(yè)大學報.2009年02期.