柴油微乳化及其机理研究文献综述
2020-04-06 13:08:28
柴油是一种重要的液态燃料,是国民经济发展的重要动力来源,随着着我国交通运输和工农业的飞速发展,对于柴油的需求量也日益增大。2011年,我国柴油表观消费量为16717万吨,同比增长7.6%,而预计2012年,我国柴油的表观消费量为17720万吨。但是,我国原油的对外依赖度逐年增加,2011年,原油对外依存度为57%[1]。随着能源消耗不断增加,能源短缺问题日益严重,于是,替代燃料开发倍受各界关注[1]。乳化和微乳化柴油的出现为问题解决提供了一个新的方向,其作为一种理想的节能、环保燃料,在能源紧缺、环境问题日益严重的今天有着广阔的开发前景。微乳液不仅燃烧效率比普通柴油高,而且制备方法很简单,使用微乳化柴油的节油率可达到5%~15%,微乳化柴油节约大量的能源的同时,带来可观的经济收益。
柴油不仅为社会发展提供了动力,同时也带来了严重的空气污染。柴油燃烧释放的污染物主要包括:NOx、SOx、CO和粉尘,这些空气污染物对人类健康具有严重危害。随着人们生活水平和环境意识的提高,各国越来越重视空气污染问题。而使用乳化柴油和微乳化柴油替代纯柴油作为燃料时,可促进柴油在燃烧室充分的雾化,完全的燃烧,从而提高发动机的动率,使油耗减少,同时降低排气温度,使得有害气体(NOx、CO)的排放量和烟度排放量大幅度的降低。因此,乳化和微乳化柴油是一种具有节能降污的能源[2]。
柴油掺水乳化形成乳状液,根据乳状液的粒径大小,可分为乳化柴油和微乳化柴油[3-10]。乳化柴油粒径大于0.1μm,外观乳白,掺水量较大,成本小,但是由于稳定性差,不能长期存放,实用价值有限。与乳化柴油相比,微乳化柴油的颜色与普通柴油基本相同,颜色透明,水滴平均粒径小、分散均匀、性质稳定、保存期长,因而非常适合内燃机使用[4]。
从现有的文献资料分析[11-23],国内外虽然对微乳化柴油进行了大量研究,但至今仍未实现微乳化柴油的商品化,其主要原因有:(1)90年代中后期,发明人虚假表演并炒作”水变油”,受到专家、教授批判后,一些人将燃料掺水视为”伪科学”,理论、技术研究和实验在一段时间内搁浅;(2)成本问题,由于乳化剂及助乳化剂的加入,使得微乳化柴油的成本不低于原柴油价格,据文献报道,微乳化柴油的乳化剂用量大多在5%以上,甚至在一些文献报道中微乳化剂用量高达10%以上;(3)稳定性,微乳化柴油在25℃#8212;50℃下放置一段时间后会出现分层、聚结、絮凝、破乳和变形等现象,从而影响实际的运用。因此,近年来,研制乳化成本低、稳定性高的微乳化柴油成为研究焦点。
发展柴油乳化技术可有效节约石油资源,减少环境污染,推动经济增长和效益的提高。乳化油作为未来新能源,具有广阔的应用前景。
参考文献:
[1] 龚金双.中国石油市场2011年回顾与2012年前瞻.中国石油和化工经济分析.2012,(3):14-19.
[2] Anna Lif,Krister Holmberg.Water-in-diesel Emulsions and Related Systems[J].Advances in Colloid and Interface Science,2006,123~126:231~239.
[3] Wang Lipo,Fu Weibiao.An Analysis of the Combustion Characters and the Mechanism of Oil-consumption Economy for Diesel Engines Using Water-blended Oil[J].Fuel Processing Technology,2001,72(1):47~61.
[4] 李蒙俊.柴油微小乳状液的制备.能源研究与利用.1997,(1):9-32.
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