一种内燃机用燃料制造技术

技术编号:1683178 阅读:179 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种内燃机用燃料,该燃料由以体积百分比计的下述组分组成:生物丁醇1-100%;汽油0-99%;优选的比例为:生物丁醇1-50%,汽油50-99%。本发明专利技术的内燃机用燃料实施简单方便,动力性略优于单纯汽油,有害气体CO降低约35-50%。本发明专利技术内燃机燃料辛烷值高,无腐蚀,在不改变发动机结构的前提下,起动性能好,运行平稳,爬坡力强,是一种品质优良而造价又不高的高能燃油。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内燃机用燃料,具体地说是一种内燃机用生物丁醇燃料。
技术介绍
目前,公知的内燃机主导燃料有汽油和柴油,而辅助燃料有天然气、煤气、甲醇、乙醇、丙醇等。由于石油资源紧缺而导致石油价格的持续上涨,已成为不可逆转的趋势。寻找廉价、清洁、可再生的车用替代燃料迫在眉睫。天然气和煤气属于不可再生资源,受产量的限制,不能成为汽油和柴油的替代品。目前,在巴西、美国、中国等国家,已经利用生物制造法生产的乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源用于汽车驱动,以部分替代汽油。乙醇汽油的缺点是热值低于普通汽油,对内燃机部件有腐蚀。由于其蒸发压力与汽油不同,因此会影响动力性。乙醇价格并不便宜,需获得补贴才有竞争力。另外,乙醇汽油中乙醇的添加比例比较低,如巴西普遍使用10%含量的乙醇汽油;在日本,法规要求乙醇含量不得超过3%(因为日本业界的共识是3%乙醇对车辆及动力性无任何不良影响);欧洲乙醇汽油中乙醇含量通常为5%。一般认为,当乙醇添加比例超过10%时就要对汽车发动机进行改造。此外,乙醇掺入到汽油内,如果含有少量水分,乙醇和汽油会出现明显的分层,影响燃烧效果,所以乙醇的储存、罐装、运输等过程要求十分严格,成本也随之增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对机械部件无腐蚀且热值转化率、适用于现有发动机的内燃机用燃料,以代替汽油或降低汽油的用量,解决世界所面临的燃油短缺问题。本专利技术是这样实现的:本专利技术所提供的内燃机用燃料,是生物丁醇和汽油以下述体积百分比:生物丁醇1-100%,汽油0-99%混配后所制的。-->也就是说,本专利技术所提供的内燃机用燃料是单纯生物丁醇,也可以生物丁醇与汽油任意比例混合的丁醇汽油。生物丁醇单独作为内燃机用燃料的效果通过以下对比试验得到了证实。表1生物丁醇与甲醇、乙醇及汽油的性能指标比较  甲醇  乙醇  生物丁醇  汽油  热值  (Btu/Gallon)  64,0  00  84,0  00  110,000  114,000  辛烷值  91  92  94  96  空气燃油混合比  6.6  9  11-12  12-15  氧含量  50%  34.8  %  21.6%  目前使用的汽油  含氧化合物的氧含量  为15.7-18.2%  蒸汽压  4.6  2  0.33  4.5从表1中可以看出生物丁醇比乙醇具有更优越的品质,且热值转化率更高。与乙醇混合汽油相比,生物丁醇的经济性高,能提高车辆的燃油效率和行驶里程。生物丁醇用作燃料还具有更多的优点,如热值与汽油相当,能够与汽油任意比例互溶,辛烷值高——良好的抗爆性,运输和储存方便,不需要改造汽车发动机等。本专利技术较为优选的比例为:生物丁醇1-75%;汽油25-99%。更优选的比例为:生物丁醇5-50%;汽油50-95%。本专利技术中的生物丁醇及汽油均可以采用市售产品。生物丁醇也可采用常规的生物发酵法产生。原料为粮食和非粮食两种,粮食包括玉米、小麦等;非粮包括薯类(木薯、甘薯、马铃薯)和纤维素。以木薯原料生产丁醇为例,也可采用下述方法制备:原料干木薯经过除尘、除杂净化后入干木薯仓。干木薯经输送带、提升机进粉碎机,形成干木薯粉。干木薯粉加入水和经处理后的醪液调配、加温糊化,经过消毒塔和维持罐消毒、冷却后作为培养基加入种母罐、育种罐、一级罐进行连续发酵。丙丁菌经过孢子制备、6L瓶培养后接种入种母罐。发酵过程中产生的CO2和H2经水洗净化后进-->入原料气柜。发酵液经换热后进入醪塔蒸出丁醇、丙酮、乙醇和部分水。馏出物进入丁醇塔、丙酮塔、除醛塔进行进一步分离,得到生物丁醇。本专利技术人尤其意外地发现,当二者的体积百分比为:丁醇50%;93号汽油50%时,所制燃料的使用效果更佳,可在不改变发动机结构的前提下,使动力性能优于93号汽油,而且有害气体一氧化碳的排放减少近35%。本专利技术的有益效果通过以实验得到了进一步的证实。具体实施方式实施例1生物丁醇5升和93号汽油95升实施例2生物丁醇10升和97号汽油90升。实施例3生物丁醇25升和90号汽油75升。实施例4生物丁醇50升和93号汽油50升。实施例5生物丁醇75升和93号,汽油25升。实施例6生物丁醇90升和93号,汽油10升。试验实施例:所用燃料:本专利技术燃料:按照实施例2-5所配制的燃料。对比燃料:含10%乙醇的乙醇汽油燃料;93号汽油。-->附图说明:图1为燃油扭矩对比图。图2为燃油功率对比图。图3为燃油消耗对比图。图4为最高车速对比图。图5为加速性对比图。图6为耗油量对比图。图7为碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物排放量对比图。图8为二氧化碳排放量对比图。试验方法:将燃料加入汽车油箱内,按汽油和空气的混合比,启动内燃机,进行了发动机台架试验,整车道路试验,整车常温排放试验和500公里的整车行驶试验。试验中采用ET2000发动机自动测试控制系统(包括ET2100测控仪、ET2200油门励磁(水门)驱动仪、ET2300数据采集仪、ET2500智能油耗仪、ET2600油门执行器、ET2400多参数显示屏及DW/DWDET系列电涡流测功机)和VTCL EETS燃烧排放测试设备(1.宝克公司MIM4100底盘测功仪,2.HORIBA公司DLT7400T稀释通道,3.CVS7200定容样系统,4.MEXA7200气体分析仪)以及有计算机RDSS控制系统的道路模拟实验台,这些设备采用不间断采集的方式对使用丁醇汽油燃料的GW491QE发动机以及长城牌CRV整车进行了逐项实验,在各项实验达到预定指标后还进行了公路500公里行驶实验。一、台架试验使用的发动机为2.4升的4缸汽油机(GW491QE,2003年出厂),该汽油机设置在实验室的台架上,其与计算机系统连接,在实验进行时燃料做功的所有指标和数据均可显示和纪录。丁醇含量分别为10%、25%、50%、75%的生物丁醇燃料和含10%乙醇的乙醇汽油燃料在不同转速下的扭矩值、功率和燃油消耗如图1、2、3所示。其中:燃油扭矩对比详见图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用燃料,其特征在于该燃料由以体积百分比计的下述组分组成:    生物丁醇  1-100%、汽油  0-99%。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机用燃料,其特征在于该燃料由以体积百分比计的下述组分组
成:
生物丁醇  1-100%、汽油  0-99%。
2.根据权利要求1所述的内燃机用燃料,其特征在于各组份体积百...

【专利技术属性】
技术研发人员:王正品李军段宝玲张玉虎贡敬民李立强黄品奇
申请(专利权)人:华北制药集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:13[中国|河北]

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