微乳化生物柴油制备及特性研究

来源:用户上传      作者: 樊瑞军

　　摘 要：微乳化生物柴油是一种节能环保的绿色能源，其应用研究有重大的经济意义。目前技术中存在着稳定性差、保存周期短等缺点，文章通过对几种表面活性剂的复配，发现微乳化生物柴油具有较好的稳定性，其燃烧热值高于纯生物柴油，且其粘度，pH值、氧化安定值等物理特性符合国家柴油机燃料调和用生物柴油标准。
　　关键词：生物柴油；乳化液；燃烧特性
　　生物柴油是一种再生能源，其不含芳香烃、硫、十六烷值较高、能降解、燃烧性能好、能任意比例与柴油混合等优点。生物柴油是一种内燃机替代的燃料。但生物柴油粘度高、挥发性较差、NO排放不好等缺点。微乳化生物柴油通过燃烧时 “微爆”现象、水煤气加速燃烧及水滴气化吸热降低火焰温度，在减排同时增加燃烧热值，达到良好的环保节能效果。
　　微乳化生物柴油技术现在已有了一些成果，但稳定性较差、保存时间较短和乳化剂成本高等问题。通过大豆油和环氧乙烷缩合物、卵磷脂和氯化十六烷吡啶的不同配比得到透明、稳定、环保的微乳化生物柴油配方，测试其粘度、粒径、燃烧热值等参数，研究其特性。
　　1 试验内容
　　1.1 试验装备
　　试验仪器有电动搅拌器、电子天平、电子显微镜、自动粘度计、pH仪、氧弹热量分析仪、水分测定仪、氧化安定仪。试剂有大豆油和环氧乙烷混合物、卵磷脂、氯化十六烷基吡啶，均为分析纯、生物柴油。
　　1.2 试验方法
　　部分生物柴油，加入微乳化剂，搅拌均匀后加入一定的水，充分混合，形成油包水型微乳化液。离心一段时间，观察油水分离情况，测定微乳化油稳定性。用显微镜观察微乳化油微观形态，用粘度计、pH计、密度计、氧弹分析仪分析物理特性。
　　2 结果与分析
　　2.1 乳化剂用量的确定
　　对不同比例配方试验（表1），观察稳定性，经试验确定大豆油和环氧乙烷混合物和卵磷脂的用量分别为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，形成无色、透明、均一、稳定的微乳化生物柴油，静置6个月油水不分离（表2）。
　　当氯化十六烷基吡啶1%及以上时乳化油结块。
　　用低室温循环法确定乳化液配方（1.3% 大豆油和环氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶）的微乳化生物柴油稳定性最好。
　　2.2 燃烧和物理特性
　　显微镜下观察微乳化生物柴油小液滴，平均直径为2.45？滋m。液滴直径越小，乳化油越稳定（图1）。
　　氧弹法测量样品热值（表3），去除水分含量后，热值为40 276.7J/g，高于纯生物柴油，微乳化生物柴油的燃烧速率比燃烧生物柴油更高，存在放热始点较晚，着火延迟期长的缺点。
　　在45℃下，微乳化生物柴油粘度为4.57 cP，符合国家标准。
　　微乳化生物柴油的pH值、氧化安定值和密度都符合国家标准。
　　3 结束语
　　（1）1.3% 大豆油和环氧乙烷混合物，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稳定性。（2）试验制备的微乳化生物柴油燃烧热值高于纯生物柴油。（3）试验制备的微乳化生物柴油的粘度、pH值、氧化安定值等物理特性与纯生物柴油接近，符合国家标准。
　　参考文献
　　[1]黄勇成，韩旭东，王丽.柴油-生物油微乳化油液的燃烧排放特性[J].工热物理学报，2011，32（8）：1418-1420.
　　[2]宋印东，袁银男，杜家益.微乳化甲醇柴油的稳定性研究[J].内燃机工程.2012，33（5）：36-40.
　　作者简介：樊瑞军（1980-），男，硕士，研究方向为车辆替代燃料、汽车装饰美容、汽车检测。
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