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2008-2010木质素柴油项目进展总结

日期:2010-05-28    来源:国际能源网  作者:本站专稿

国际石油网

2010
05/28
14:42
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关键词: 柴油

    国际能源网讯:1、理论上,木质素是自然界中单位体积能量密度最高的天然高分子化合物,与柴油的能量密度基本相同,其自燃点也“碰巧”与柴油相近,因此,具有替代柴油的先天条件。

    2、实际操作上,在原来成果的基础上,自2009年始,联合有关专家学者,经历近一年持续的研究开发,10%含量的木质素柴油已经优化到不会再影响喷油泵的正常泵油工作,且基本可以在低速大功率工程或船舶柴油机上进行实用的水平(可长时间稳定工作,可以随意停机再启动),并且也总结优选出最佳的生产工艺条件和化学成分配方。也即,本项目已经实现10%木质素替代柴油在单缸柴油机中,尤其是预燃室式或涡流室式燃烧室的发动机中负载状态下的稳定运行。仅按照10%木质素替代柴油比例,每年可以为我国节约柴油近千万吨以上。

    3、本项目进一步地改进了发动机喷油器的结构,改进的方向是使传统的柴油机适合木质素柴油作为其动力燃料。通过此一改进,使柴油的预期替代率可以达到50%,其社会贡献效果将难以估量。该改进的特点是可以避免木质素柴油长时间运行后对传统喷油器中针阀运动造成的阻塞,因此,有望提升木质素的含量至50%。

    4、从理论到实际解决了木质素柴油长时间使用会否造成气缸磨损的问题。其理论依据是,木质素进入发动机气缸后,只要气缸内温度超过350°C(试验也证明木质素柴油的最佳使用状态是在柴油机热机后,且排放优于纯柴油的排放),木质素瞬间即已经发生热分解,其分解产物是比木质素本身更易燃的低分子量的微米或纳米大小的固态炭、可燃气(H2、CO、CH4)、甲醇、生物油等。因此,木质素作为柴油的替代燃料,当木质素进入汽缸后,木质素的实际使用状态就是已经转化为主要是可比柴油还要易燃的气态或燃油液态的可燃物以及碳微米或纳米颗粒,木质素的高温高压燃烧实际上相当于燃烧可燃气体、生物质热解油,所以燃烧含木质素的柴油的尾气排放,如实际试验测试所测量的结果所示,优于纯柴油的尾气排放的实际测量结果也是必然的,因为是事实上的气态燃烧,木质素替代柴油燃料并不会对发动机产生特别的或额外的磨损作用。

    5、解决和回答了木质素柴油的性能,尤其是其较低的十六烷值是否影响使用性能的问题。就燃料的十六烷值来说,在高速发动机中,它是重要的评价指标之一,而在低速发动机中,就几乎不成什么问题。所以针对各种不同的发动机,燃料油的低质性的指标也应当有所不同。而在实际测试过程中确实表明木质素柴油在高速柴油机(实验样机转速3600rpm)中难以有效使用,而在中低速柴油机中(小于2200rpm)可以正常燃烧工作。

    6、本项目于2009年4月通过委托江苏大学江苏省生物柴油动力机械应用工程中心所进行的测试及鉴定报告表明,含9.2%w/w木质素准液体柴油燃料降低了柴油机排气温度约40°C,排烟状态无明显区别,混合油中的木质素25.2g可替代14.3g柴油,按等效热值计算,25.2g木质素热值相当于16g柴油的热值,说明木质素在测试使用条件下在柴油机汽缸内充分燃烧并替代柴油燃烧做功。

    7、利用S195(10千瓦)柴油机驱动发电机发电再驱动电动水泵抽水试验,发现在完全相同的柴油机工况和负载工作条件下,即在切换柴油机的燃料从纯柴油至木质素柴油时,或反之,柴油发电机的输出电压没有变化,说明木质素和纯柴油的动力如预期是相当的。

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