乳化柴油的使用和推广
乳化油
通过专用设备进行乳化
通常所说的乳化油是将燃油(汽油、柴油或重油)70%～90％加水近30%～10％(质量乳化油
比，下同)，再加添加剂0.5％～1％，而后通过专用设备进行乳化。使油液成为油包水型分子基团，该分子基团的颗粒一般为0.5～10 μm，颗粒越小、越均匀，乳化油的稳定期越长，一般1～6个月，乳化油的油水分离即破乳，破乳后将失去其性能。
水在其中起到的“媒介”作用
前面谈到的微爆也好，水煤气反应也好，都离不开水，水在其中起到的作用被称为“媒介”作用。在上述过程中水不会消耗，也不会增加，它的综合作用是使碳粒子得到充分燃烧，抑制NOx的生成。这是否意味着掺水越多越好呢?不然，许多实验证明，掺水量增加，柴油打火难度也增加，甚至打不着火；掺水量增加，柴油机动力性能下降。另外，在燃烧过程中，大量的潜热与显热被蒸气带走，增加了排烟热损失，降低了热效率。因此，掺水量的多少十分重要，适量掺水既节能又降污，掺水量过大反而达不到预期效果。这也是符合辩证法的。掺水量的多少有个“度”，众多实验认为这个度为10%～30％(30%时打火启动比较容易)。水在起媒介作用的同时，高温、高压的水蒸气，在膨胀过程中也要做功(即蒸汽机原理)，这部分功同油燃烧做功一样被利用。这是水的第2个作用。
生产工艺
把油、水、添加剂放在一起使之混合，并形成油包水型粒子，直径在μm数量级，稳定期3个月乃至半年，制造起来是有一定难度的。 首先是添加剂的选择。添加剂和燃油的热值、闪点、稳定期等因素均有关系。此外，还要考虑燃油的经济性。添加剂性能很好，但若不经济，制成的乳化油比柴油或汽油还要昂贵，显然是没有市场的，因而也是没有前途的。我们的许多研究，不能走向市场，这恐怕是一个重要原因。因此，添加剂的选取需要做大量的实验，从中优化出理想的添加剂配方，这个配方视应用对象不同而有不同。 乳化油的制取可用机械的方法把按比例配好的油、水、添加剂进行搅拌、剪切、混合、雾化等使粒子直径达到要求。 报道中也有用机械进行初混而后通过超声的办法促使油、水、添加剂乳化的。超声用于化学反应称为声化学，在声化学中超声乳化可加速化学反应过程，提高反应产率，避免某些副反应，降低反应条件等。超声波在液体媒质中传播时会出现机械的、热的及空化等作用机制，对传声媒质产生一系列的效应。超声乳化的主要优点是不用或少用表面活性剂。超声发生器通过换能器将能量传递给油液。现已出现10 kW/h处理几千升设备。 近年来也有把磁化技术用于燃油乳化的报道。
生物柴油研究与应用现状
生物柴油研究与应用现状摘要：随着环境污染问题的日益严重和能源危机的日益紧迫，迫使人们急需寻找一种不仅清洁的、对环境友好的、而且可再生的能源。
生物柴油的可再生性和清洁性引起了世界各国的重视。
综述了生物柴油在国内外的生产应用现状、发展趋势以及发展生物柴油对我国的意义。
并对生物柴油生产方法的研究进展进行详细的介绍，重点介绍了酯交换反应，对生物柴油目前还存在的问题进行了分析。
石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。
但近年来，石油供应出现紧缺，石油价格居高不下，各国从环境保护和资源战略的角度出发，积极探索发展一些可以再生、清洁的对环境友好的能源。
生物柴油作为优质的柴油代用品，对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
我国是一个石油短缺的国家，石油资源数量较少，生产能力增长缓慢。
但随着生活水平的提高，石油的需求急剧增长，供应缺口越来越大。
2005年我国生产原油1.815亿t，进口原油1.27亿t，成品油净进口1742万t，石油对外依存度已达42.9%。
这种状况不仅给石油供应带来很大的压力，而且也危及到国家能源安全。
另一方面我国环境状况也不容乐观，而能源使用过程中带来的污染是一个重要方面。
因此，在我国发展生物柴油具有更大的意义。
1国内外生物柴油应用情况1.1美国美国是最早研究生物柴油的国家之一，原料是以大豆油为主。
生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初，但直到近几年才逐渐形成规模，并已成为该国发展最快的替代燃油，产量从1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。
目前美国已有4家生产厂家，总生产能力达30万t/a，预计到2011年美国生物柴油的生产能力将达115万t/a。
美国在生产柴油的研制过程中，生产成本的合理化，适宜原料的选择及理化特性的改进方面都取得了突破性的进展。
为促进生物燃料的发展，美国政府采取了有力的补贴措施。
1.2欧洲生物柴油使用最多的是欧洲，份额已占到成品油的5%，2001年生物柴油产量已超过100万t，主要以油菜为原料，目前在欧盟各国以前通常被用来做饲料用的废食用油脂，现在也正转向生产生物柴油。
柴油微乳实验报告
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧热性能研究实验日期：2020-03-27与2020-04-0320072401.,实验目的1.1 本实验学习柴油微乳体系拟三元相图的绘制与研究方式，并依照相图，选择适合的柴油微乳液。
1.2 通过测定柴油微乳体系的电导率，选择适合的柴油微乳液通过氧弹卡计进行燃烧性能测定，比较柴油、微乳柴油燃烧时其燃烧效率与尾气排放量的不同，对微乳柴油的经济与环保价值进行评判。
实验背景知识微乳液为两种互不相溶的液体（柴油和水）在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳固、各向同性的透明的分散体系。
微乳液能形成超低界面张力,具有高稳固性、大增溶量等优势。
燃料中掺水, 能提高油料的燃烧效率, 降低燃烧废气中有害气体的含量。
由于油、水在表面活性剂作用下形成的油包水型(W/o)和水包油型(O/W)，乳液在加热燃烧时水蒸气受热膨胀后能够产生微爆，使得燃油二次雾化燃烧加倍充分，提高了燃烧效率，大大降低了废气中的有害气体的含量。
可是由于一样的乳状液稳固时刻短，易分层，使得这一技术的应川受到了专门大的限制。
微乳燃料的制备比较简单，只需要把油、水、表面活性剂、助表面活性剂按适合的比例混合在一路就能够够自发形成稳固的微乳燃料。
微乳燃油可长期稳固,不分层,且制备简单, 并能使燃烧更完全,燃烧效率高,节油率达5 %～15 % ,排气温度下降20 %～60 % ,烟度下降40 %～77 % ,NO x和CO 排放量降低25 %,在节能环保和经济效益上都有较为可观的成效,随着最近几年来对两亲分子有序组合体研究的不断深切,微乳液理论在乳化燃油领域取得了冲破性进展，开发透明、稳固、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成了研究热点。
随着经济快速进展与人口的急剧增加, 80% ～90%的空气污染来自交通工具排放的尾气,柴油不完全燃烧造成的环境污染愈来愈受到人们的关注,根治大气污染已成为人类面临的重要课题。
另一方面,由于中国以后石油供需缺口将愈来愈大,入口量呈慢慢增大的趋势,而且天然石油的储蓄是有限的,人类面临日趋严峻的能源危机。
在船舶主机上使用掺水乳化柴油
浅谈在船舶主机上使用掺水乳化柴油[摘要]： 1903年英国剑桥大学的hopkinson提出在发动机中掺水燃烧的思路，1906年hetbert j.b等人将泥碳、碳氢燃料和水混合研制成一种乳化燃料。
此后，乳化燃料的研究在各国得到迅速开展。
我国上世纪六十年代初开始对乳化燃料进行试验研究，上世纪八十年代，引进外国先进的乳化燃料技术进行推广。
目前，各色各样的乳化燃料在全国各个领域得到推广和应用。
掺水乳化柴油在船舶柴油主机上也得到推广和应用，但仍未能全面铺开。
究其原因有三，其一，企业主对掺水乳化柴油的认识不足，恐机器磨损加剧从而增加修理成本。
其二，顾虑节油率低，不能给企业带来经济效益。
其三，柴油乳化装置达不到完全自动化，管理者工作量大，轮机管理人员难于接受。
[关键词]：乳化剂乳化柴油乳化装置1、掺水乳化柴油是用柴油的基理掺水乳化柴油是用柴油、水和一种乳化剂，按一定比例，经过特殊设备搅拌而配制的。
1.1 柴油机在气缸中的燃烧原理要认识掺水乳化柴油，首先要了解柴油和水的化学成份。
柴油是一种碳氢化合物，由10至22个碳原子的链烷、环烷或芳烃组成，是可燃物。
燃烧的三要素是：具有可燃物、助燃物（如氧气）、温度达到燃点。
柴油机的活塞将进入燃烧室中的空气与雾化了的柴油进行压缩（压缩能使气体的温度随压力的增加而升高），柴油的温度达到燃点，柴油与氧气产生反应，发生了燃烧，从而达到作功的目的。
但将从柴油机排出的烟气进行化学分析，发现烟气中含有一氧化碳（co）和碳（c）。
在柴油机的修理过程中也发现燃烧室内、排气管道中等处积碳，说明柴油燃烧不够充分。
要使柴油燃烧更充分，掺入水与柴油一起燃烧是一种有效的途径。
掺水乳化柴油在柴油机上应用，经过科学的测试，已被证实能减少一氧化碳的排量，也减少柴油机燃烧室等处的积碳，从而说明柴油燃烧得更充分。
从化学原理的角度进行分析，容易理解。
水（h2o）在燃烧的过程中，在高温和高压的作用下：1）能分解成h、o、oh：2）h2o和h的反应，生成氢气（h2），氢气为易燃易爆物质：3）h2o和o的反应也能生成氢气：4）水（h2o）在柴油机的燃烧室中与柴油中未燃烧的碳粒（c）反应，能生成二氧化碳（co2）和氢气，使柴油燃烧更充分，使柴油机的气缸套、活塞、活塞环上积碳减少，从而减少机器的磨损：5）由水产生的氧气（o2）能使一氧化碳（co）转化为二氧化碳（co2），减少一氧化碳在尾气中的含量：6）掺水的乳化柴油是以油包水的形式组成的，在柴油机压缩冲程的过程中，柴油机燃烧室中的油包水微粒和空气受到压缩，温度不断升高，水的沸点比柴油的沸点低，水先达到沸点而膨胀蒸发，使包在油包水微粒外面的油膜破裂，变成更多、更细的油包水微粒，从而使气缸中的柴油雾化更细，使柴油燃烧更充分。
乳化柴油
乳化柴油柴油乳化剂是基于多分子吸附膜理论，该理论是由乳化剂与分散相共同形成的强穿透性复合物构成，膜厚、强度大、难破乳、阻止聚结。
乳化柴油特点如下：1乳化柴油的主要结构在乳化剂的作用下，使水在短时间内发生质的变化，经专业乳化机械的处理，水即形成微小颗粒，周边被油包围形成油包水的大分子结构，得到与柴油原色相近的新型燃料——乳化柴油。
二、乳化柴油的燃烧原理乳化柴油是在乳化剂的作用下形成油包水的结构，而水是不可燃烧的，但水又是由H和O组成这两个成分中H可燃烧，O又是助燃的，怎样能使水中的这两个成分各发挥其性能呢？乳化柴油较好的解决了这个问题，这就是：1、微爆作用因为乳化柴油是以油包水的状态存在的，由于水和柴油的沸点不同(水100℃、油200-350℃)，当乳化柴油燃烧时，每一个包裹水珠的油珠在高温的燃烧室中，水先于柴油汽化，这一过程使包含水珠外面的油膜炸裂成无数的小片，这样的每一下片由于自身的表面张力，将重新形成小细珠。
这种微爆现象的存在，使每一个小油珠进行了两次雾化，柴油与助燃空气的接触面也自然成比例增长，分散更好，混合更加均匀，燃烧更加充分，从而减少或消除了原有的不完全燃烧问题从而达到提高燃烧效率的功效。
２、加速燃烧反应油的燃烧过程主要是其中的C—C键和C—H与O2的反应，碳氢元素是否完全燃烧取决于燃烧接触面和O2、OH等活性物质的含量。
在乳化柴油的燃烧过程中，水参与了燃烧，会发生一系列的附加化学反应，水是非能源物质，最后还是以水（水蒸气）的形式排出，并没有热量的放出，但是在高温反应中，水产生了H、O 和OH等原子或自由基。
这些活性物质极大地活化了整个油料的燃烧过程，使生成的一氧化碳尽可能完全燃烧。
此外还可加入水裂解催化剂促使H、O和OH等原子或自由基的生成，水煤气反应还加速了燃油裂解所形成的焦炭的进一步燃烧，从而抑制了烟尘的生成。
使燃烧更充分、更完全，从而达到提高燃烧效率和热效率的目的，降低了油耗率。
乳化柴油的探讨
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品 。美 国清 洁燃 料 技 术 有 限 公 司 开 发 的 Ａ一５ ５ 清 洁乳 化柴 油产 品则 是 较 为 著 名 的 品牌 ， 品 远 产
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我 国科 技 工 作 人 员 已研 制 出 Ｚ ＷＺ一６ １ ， ０ ２ Ｃ Ｆ—Ａ， Ｚ 混合型 ８ １ Ｈ ０ ， Ｑ型 ，Ｇ Ｚ Ｈ一９ Ａ 型等乳 化 ２ 剂产 品并 已在 部分 地 区试 点 推 广 。１ ８ ９ ８年 ， 宏 盛 至 以及 国外 的有 关 科 研 机 构 开 始 研 究 乳 化 油 喷
乳化 柴油 研 究状 况 节能 环保
状 。指 出 了乳化 柴 油具有 燃烧 性 能好 、 节能 、 环保等优 点 ， 为 具有 广 阔的应 用前景 。 认
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介 质 中传 递 时所 携 带 的 能量 ， 油 水 界 面上 产 生 在 强 烈 的冲击 和空化 现象 ， 水 分裂 成小 滴 ， 使 均匀 地
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乳化柴油的应用研究
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胡 涛 彭喜花， 卫刚， 杜 冷 炎
（ 淮阴工学院 生化 系， 江苏 淮安 ２３０ ） ２０ １
合器和动态混合器两种 。周树青采用 自行研制 的 Ｚ 一 Ｙ ３型乳化装 置， 合成 了乳化柴 油 ， 各项指标均达到了 国家标准 。在线乳化（ 随 机乳化） 的乳化工艺虽然简单 ， 但对 内燃机 的要求较 高。在乳化柴 油 的加工 、 转移 、 应用等过程中 ， 会发生金属腐蚀 。目前国 内已研 制 出多种防锈乳化油 。王恩锋等选用石油磺酸钡 、 十二烯 基丁二 随着 我国工农业 、 通运输业的飞速发展 ， 交 对柴 油 的需求 日 酸作为防锈剂 ， 单油酸三乙醇胺作为乳化剂研制 出了一种防锈 期 益增 大， 许多地 区加油站出现了柴油短缺 。柴油燃 烧后 微粒排放 长 ， 无毒无味稳定性好 的防锈乳 化油 ， 可以明显减少对乳化设 备 是汽油的 ３ ～ ０倍 ， ０７ 而且氮氧化物排放量也较 高。乳化 柴油作为 以及柴油机的腐蚀 。 种代用燃料技术 ， 既可 以减少燃料消耗又可 以控制排放 ， 在节 油和改善环境污染 中已显示 出其优越性 。 许多国家正在研究柴油 ３ 乳化 柴 油的应 用研 究 乳化技术 ， 美国、 日本和欧洲十多年前以进入实用 阶段 ， 我国也开 ３１ 统 乳 化 柴 油 ．传 始着 手研究这一课 题， 并已取得 了较大进 展。 传统乳 柴油在生产应 用中存在保存期短 、乳化设备 昂贵 、 乳 化剂成本 高及与纯柴油无法混合等缺点 。 而且传统乳化柴油颗粒 １ 乳化 柴油 的节能 降污 机理 较大 ， 是热力学不稳定体 系 ， 容易破乳 和分层 。要延 长其稳定 时 乳化柴油通常是将水通过乳化剂 和乳化设备 ， 按一定 比例掺 间 ， 就要增加乳化剂用量 ， 而乳化剂价格通常 比较 昂贵 ， 就造成 这 配到柴油 中形成 的油包 （ ｏ） ｗ／ 水微粒。也有利用醇或脂与柴油混 乳化柴 油的成本提高 ， 降低 了乳化柴油 的实用价值。 合乳化或水 、 、 醇 柴油等共同乳化。 现就油水乳化 的节能降污机理 ３２微 乳 化 柴 油 ． 进行分析 。随着燃烧过程 的不断进行 ，Ｗ／ ” “ Ｏ 中的水不 断膨胀 ， 燃 微乳液 是 由油 、 、 水 表面活性 剂组成 ， 乳液 的分散 相非 常 微 烧后 期 ， 由于油膜蒸发迅 速及 水珠“ 微爆 ” 的产生 ， 引起了燃油 的 小 ， 因此大大提高了乳液 的稳定时间。 通过添加稳定剂 （ 如亚甲基 二次雾化 ， 柴油与助燃 空气 的接触面积增 大 ， 混合更加充分均匀 ， 纤 维素钠 、 甲基纤 维素 ）稳定时间可达 ６个月左右 。微乳化柴 油 ， 保证 了较高的燃烧效率 ， 因此达到了节能 的效果。 另外 ， 在高温缺 与传统乳化柴油相 比， 具有制备简单、 稳定性高 、 黏度 不会 明显增 氧区， 水蒸气将火焰与油滴 隔开 ， 阻止 了燃料 的脱氢反应 ， 也可有 大及储备 时间长等优点。 效减少碳烟的排放 ， 因而起到 了降污的作用 。 刘永启 研制 的 Ｓ 一 Ｇ ２乳化 剂是一种适 合于柴 油一 甲醇—水 黄宏等用 自行研制 的乳化柴油做 了节能和环保的检测 ， 与纯 复合乳化 的高效乳化剂。可稳定 ３ ５～５ ０天 ， 在此基础上 ， 谢洁根 柴油相 比， 百公里节油率达 ２ ％， ０ 烟尘排放 浓度 降低 了 ７％，Ｏ 据乳化 和微乳化理论选择油酸作为表面活性剂 ， ６ Ｓ２ 研制 了多种配 比 排放浓度降低 了 ４ ％， ０ 并且点火好 ， 热量足。 的柴油 一甲醇微乳化燃料 。 微乳化柴油在实 际应用中与柴油具有 相近的发动机动力性 和热 效率 ，碳 烟排放 比燃用柴油 时明显降
微乳化甲醇柴油金属腐蚀性研究
微乳化甲醇柴油金属腐蚀性研究摘要:本文研究了微乳化甲醇柴油对黄铜、紫铜、45号钢、Q235、铝合金的腐蚀特性。
并自制出缓蚀剂YGY,缓蚀剂对微乳化甲醇柴油的腐蚀油明显抑制所用。
关键词:微乳化甲醇柴油金属腐蚀缓蚀剂1 我国能源消耗现状石油短缺,需要大量进口,2011年进口量为2.54亿吨,对外依存度达到56.7%,随着经济社会发展,能源消费还将大幅增长。
高昂的石油对我国的经济发展构成了严重制约。
能源供给形势也很不乐观,国际上油气资源丰富的地区,政治局面形势不稳,石油产量受到限制。
2 内燃机替代燃料石油供应的紧缺以及内燃机有害气体排放污染等问题都迫使人们寻找石油的清洁替代燃料。
目前主要的替代燃料有[1]:(1)氢气:氢气被认为是最清洁的燃料,燃烧后没有污染物的排放。
但是氢气成本太高,储运不安全。
(2)天然气:天然气主要成份为甲烷。
天然气燃烧更完全。
天然气储存和运输不便,并且安全性较差。
(3)二甲醚:二甲醚是一种无色无毒的气体。
但是二甲醚粘度低,润滑性差,而且能溶解多种橡胶材料。
(4)生物燃料:生物柴油是以植物果实、动物脂肪油、废弃食用油等为原料,与醇反应获得。
但是生物燃料价格高制约了生物柴油的广泛推广。
(5)乙醇:乙醇是一种可再生资源。
然而对粮食大量的消耗会引发很多的社会问题。
(6)甲醇:我国是富煤炭、缺油气、少再生能源的国家,预测出的全国煤炭资源总量达6000亿吨是世界上煤炭储存最丰富的国家之一,这样的国情决定了以煤为原料生产甲醇燃料是缓解我国石油供应矛盾的有效措施之一。
除了来源丰富的优势以外,甲醇在生产价格、储运以及加注等费用方面都具有很大的竞争优势。
因此,与其他国家相比,甲醇燃料在我国更有发展前途。
2.1 甲醇作为车用替代燃料2.1.1 甲醇的理化性质甲醇之所以能够作为汽车燃料,主要是由以下几个理化特性决定[1]。
甲醇的抗爆性好；甲醇的着火极限宽；甲醇中含氧高达50%；柴油和甲醇密度差别不大；甲醇的汽化潜热远远大于柴油；甲醇的冷凝点较低；甲醇的闪点远远的低于柴油的闪点；甲醇的沸点要比汽油和柴油都低。
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乳化柴油的使用和推广
目前国外己经有成熟的乳化油技术投入使用，并获得了较好的效果。
为了支持含水乳化燃料，许多国家政府都在不同程度上给予了含水乳化燃料的税率的优惠。
美国Lubrizol公司在2001年1月开发了PuriNO。
柴油乳化技术，并获得第一个美国国家环保总局(EPA)认证。
PuriNO。
燃料由柴油、水和专有的Lubrizol添加剂调合而成稳定的均相乳化液，可降低氮氧化合物(NO。
)19％，颗粒烟尘54％。
英国两个主要的汽车运输公司伦敦AITiVa集团、诺丁汉城市运输公司对PuriNO。
乳化燃料进行了测试使用，也取得了出色的节能和降低污染排放效果，英国已经取消了PufiNO。
含水乳化燃料油的税率。
同时由法国埃尔夫石油公司生产的Aquazole水乳化燃料油，经过三年运行测试证明，乳化燃料油可降低30％的氮氧化物，80％的烟尘排放。
这种乳化燃料油分别在法国Chambery、里昂、巴黎的市区里进行了严格的测试，同时又在德国柏林的十五辆公众巴士上进
行权威测试论证，均获得了较好的效果。
使用埃尔夫的Aquazole乳化柴油，巴士外表用专门的乳化柴油使用标志涂装，该型乳化柴油含水9wt％．15wt％，在2002年己通过美国加州大气资源部(CARB)认证。
我国在柴油乳化技术的研究起步较晚，在80年代乳化油的研究进入了低谷，90年代还出现了“水变油”热潮，使得乳化柴油的研究严重倒退，但最近几年来的研究发展迅速，也有许多文献专利发表。
张泽斌公开了一种乳化燃油乳化剂，其组成为十二烷醇聚氧乙烯醚硫酸钠粉末、十二烷基硫酸钠粉末、烷醇酰胺溶液和水组成；将其按一定比例加入燃油中，制备成乳化燃油，其中含水量在10～15wt％之间。
夏百根等进行了HQ．I型柴油乳化剂进行了柴油乳化工艺条件的筛选实验，通过正交试验，分别考察了乳化油的掺水量、乳化剂用量、乳化剂添加方式通过乳化油的台架试验来考察燃油节油率，得到的结果表明乳化剂的好坏对燃油节油率的影响最大，掺水比例次之，添加方式最小，并得到较佳的乳化工艺为：65:15:25。