一种混合柴油燃料制造技术

本发明专利技术公开了一种混合柴油燃料，所述混合柴油燃料中包含柴油和添加物，所述添加物中包含有机含氧化合物燃料，所述混合柴油燃料的含氧量为1～5％。本发明专利技术所述含有柴油燃料添加物的混合柴油燃料与柴油油耗相差不大甚至更低，特别是具有较低的碳烟排放量和较低的氮氧化物排放量，也能提高柴油机的指示效率，在一定程度上实现节能减排。

Mixed diesel fuel

The invention discloses a hybrid diesel fuel, the hybrid diesel fuel contained in diesel fuel and additives, including organic compounds containing oxygen in the oxygen content of the additives, the mixture of diesel fuel is 1 ~ 5%. The invention of the diesel fuel additives containing the mixture of diesel fuel and diesel fuel consumption is not even lower, especially with low smoke emission and low NOx emissions, but also can improve the efficiency of the diesel engine indicator, to achieve energy saving and emission reduction in a certain extent.

【技术实现步骤摘要】
一种混合柴油燃料
本专利技术涉及一种燃料，具体涉及一种混合柴油燃料。
技术介绍
内燃机是城市空气中碳烟、氮氧化物的主要来源之一，由于碳烟和氮氧化合物均严重危害着环境和人类的健康，因此两者排放都受国家法律的严格限制。此外，由于石化燃料的枯竭和环境污染问题越来越严重，毫不夸张的说，能源和环境问题是当今世界的主要矛盾之一，特别是为了顺应国际环保法规(京都协议书)，碳烟、氮氧化合物、一氧化碳、未燃烧烃类的排放必须得到降低，因此大量柴油燃料替代品应运而生，以解决对石油资源的依赖日益严重及环境严重污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种具有较低碳烟排放量和低氮氧化物排放量的混合柴油燃料。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种混合柴油燃料，所述混合柴油燃料中包含柴油和添加物，所述添加物中包含有机含氧化合物燃料，所述混合柴油燃料的含氧量为1～5％。柴油机是压燃式内燃机，其排放出的碳烟颗粒和氮氧化物危害人类健康和污染环境。柴油机燃烧过程中，燃料由于不完全燃烧所生成的碳烟是以碳原子作为主要成分的碳氢化合物所组成。而氮氧化物是氧气和氮气在内燃机气缸内高温高压环境下产生的，氮氧化物排放取决于氧气、氮气和燃烧温度的高温滞留时间以及局部空燃比等因素。研究发现碳烟在中低温缺氧条件下易生成，氮氧化物在高温富氧条件下易生成，在实际内燃机排放中碳烟和氮氧化物存在平衡(Trade-off)关系。大量实验数据显示，含氧燃料中的氧可以有效抑制碳烟的生成，将碳烟氧化。因此含氧燃料的添加使用可以降低碳烟和颗粒物的排放。当有机含氧化合物燃料添加含量增大时，混合柴油燃料中的含氧量增加，十六烷值降低，低热值降低。当混合柴油燃料含氧量大于5％时，混合柴油燃料中的低热值较低，在柴油机中很难压燃；当混合柴油燃料含氧量小于1％时，有机含氧化合物燃料添加较少，对柴油燃料的排放量以及油耗的改善效果不明显，难以达到预期的效果；因此混合柴油燃料的含氧量为1～5％时，油耗较低，且能达到较低的碳烟排放量、低氮氧化物排放量。优选地，所述添加物为有机环状含氧化合物燃料。在柴油机燃烧过程中，当形成碳烟核后(如C2H2)，进一步形成第一环(苯环)，然后所构成的苯环再补充烷基，变成一个多环芳香烃(PAH)结构。当PAH足够大时，某些点就发展成颗粒核，然后再聚合成初始颗粒，最后聚拢形成最终的碳烟。因此，环状(尤其是苯环)化合物成核是形成碳烟的基础，但由于苯环不含氧，因此使氮氧化物形成的少，大量这种环状化合物，会有碳烟存在。但是当在这种环状化合物中加氧时，会将碳烟氧化，有效地减少了碳烟。同时这种环状化合物又抑制了氮氧化物的生成，使得碳烟和氮氧化物排放达到平衡，都得到了有效降低。因此在柴油中添加有机环状含氧化合物燃料，可以有效调整柴油的组成，能够充分利用各种资源满足对燃油的巨大消费量，尤其是有机环状含氧化合物燃料的添加使用同时由于氧原子的引入，能够使燃料充分燃烧，明显改善尾气的排放量，减少碳烟颗粒污染物、氮氧化合物、碳氢化合物及一氧化碳的排放量，改善大气环境。优选地，所述添加物为有机不饱和环状含氧化合物燃料。有机不饱和环状含氧化合物燃料相对于有机饱和环状含氧化合物燃料的分子结构在内燃机燃烧中具有更低的碳烟排放，且有机不饱和环状含氧化合物燃料的分子结构燃料在裂解工艺过程避免了进一步加氢的复杂工艺，生产成本较低。优选地，所述添加物为碳原子个数为6～8的有机不饱和环状含氧化合物燃料。当添加物的碳原子个数较多时，添加物的结构更复杂，产生更多的碳烟，增大碳烟排放量；碳原子个数较少时，相同的添加量，与柴油混溶难以将柴油机压燃。因此，当添加物为碳原子个数为6～8的有机不饱和环状含氧化合物燃料时，添加物既能够与柴油较好的混溶，混合后能有合适的低热值，能将柴油机压燃，又能有较低的碳烟排放量。优选地，所述有机不饱和环状含氧化合物燃料为醚类和醇类有机物中的至少一种。当有机不饱和环状含氧化合物燃料为醚类和醇类作为添加物添加入柴油中时，混合柴油燃料的碳烟排放量和氮氧化物排放量较低，添加物的生产成本较低。优选地，所述有机不饱和环状含氧化合物燃料为苯甲醇、2-苯乙醇和苯甲醚中的至少一种。低的十六烷值有利于“碳烟-氮氧化物平衡”，碳氧排放量降低。苯甲醇、2-苯乙醇和苯甲醚具有较低的十六烷值，专利技术人经过大量的实验研究也表明，当添加物为苯甲醇、2-苯乙醇和苯甲醚中的至少一种时，混合柴油燃料的油耗较低、碳烟排放量和氮氧化物排放量较低。优选地，所述有机不饱和环状含氧化合物燃料为苯甲醇。专利技术人经过大量的实验研究表明，当添加物为苯甲醇时，苯甲醇作为添加剂表现出最好的经济效益，在碳烟排放量和氮氧化物排放平衡上，明显优于柴油燃料。优选地，所述苯甲醇在柴油中添加的体积百分含量为8～15％。当苯甲醇在柴油中添加的体积百分含量为8～15％时，混合柴油燃料在燃烧性能、经济效益、碳烟排放量和氮氧化物排放量方面都表现较优。更优选地，所述苯甲醇在柴油中添加的体积百分含量为9.6％。当苯甲醇在在柴油中添加的体积百分含量为9.6％时，与柴油燃料相比，添加了苯甲醇的混合柴油燃料油耗量相差不大，碳烟排放量和氮氧化物排放量最低。优选地，所述混合柴油燃料的十六烷值为42.3～52.0。含有有机含氧化合物燃料的混合柴油燃料的十六烷值越大，混合柴油燃料使用时，碳烟排放量和氮氧化物排放量越大，但十六烷值过小时，混合柴油燃料在柴油机中难以压燃，从而影响混合柴油燃料在柴油机中的使用。经专利技术人多次反复试验得出，十六烷值为42.3～52.0时，混合柴油燃料在柴油机中的使用性能较佳，且碳烟排放量和氮氧化物排放量较小。优选地，所述混合柴油燃料的低热值为38.8～42.4MJ/kg。含有有机含氧化合物燃料的混合柴油燃料的低热值越高，混合柴油燃料使用时，碳烟排放量和氮氧化物排放量越大，但低热值过小时，混合柴油燃料在柴油机中难以压燃，从而影响混合柴油燃料在柴油机中的使用。经专利技术人多次反复试验得出，混合柴油燃料的低热值为38.8～42.4MJ/kg时，混合柴油燃料在柴油机中的使用性能较佳，且碳烟排放量和氮氧化物排放量较小。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种混合柴油燃料，含有添加物的混合柴油燃料与柴油油耗相差不大甚至更低，特别是具有较低的低碳烟排放量和较低的氮氧化物排放量，提高柴油的指示效率，能在一定程度上实现节能减排。另外，本专利技术所述柴油燃料添加物能由木质素裂解制得，在一定程度上为木质素的替代燃料的目标产物提供一定的理论指导和方向。附图说明图1为本专利技术使用的发动机的试验台示意图；图2为发动机的试验工况点示意图；图3为实施例23的碳烟排放量和氮氧化物排放量的测试结果；图4为实施例23的发动机的指示效率的测试结果。具体实施方式本专利技术测试使用的发动机为在DAF重型柴油机XE355C的基础上改造而来，其规格如表1所示，试验台如附图1所示。表1试验发动机规格参数本专利技术所述测试在以下发动机试验工况下进行：1、发动机试验工况1的测试条件为：发动机转速为1200r/min、喷油压力为1500bar、温度为30℃的条件下进行，另外进气压力、IMEP(平均指示缸内压力)、EGR(废气再循环量)、λ(过量空气系数)、以及SOI(喷油时刻)等工况点设置如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合柴油燃料，其特征在于，所述混合柴油燃料中包含柴油和添加物，所述添加物中包含有机含氧化合物燃料，所述混合柴油燃料的含氧量为1～5％。

【技术特征摘要】
1.一种混合柴油燃料，其特征在于，所述混合柴油燃料中包含柴油和添加物，所述添加物中包含有机含氧化合物燃料，所述混合柴油燃料的含氧量为1～5％。2.如权利要求1所述混合柴油燃料，其特征在于，所述添加物为有机环状含氧化合物燃料。3.如权利要求1所述混合柴油燃料，其特征在于，所述添加物为有机不饱和环状含氧化合物燃料。4.如权利要求1所述混合柴油燃料，其特征在于，所述添加物为碳原子个数为6～8的有机不饱和环状含氧化合物燃料。5.如权利要求4所述混合柴油燃料，其特征在于，所述有机不饱和环状含氧化合物燃料为醚类和醇类有机物...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，
申请(专利权)人：周磊，
类型：发明
国别省市：广东,44