超声柴油微乳化研究

发布时间：2017-04-11 05:07

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【摘要】：(微)乳化柴油是一种节能、环保燃料。在能源紧缺、环保问题日益严重的今天,开发(微)乳柴油越来越受到科研工作者的重视。微乳化柴油燃烧时由于乳液内部的微小水珠的“微爆”效应,使油雾化成更细小的油滴,增加油滴与空气接触的比表面积,减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失,降低氮氧化物的排放,提高了燃烧效率,从而可以达到节能效果,并降低污染物的排放。 超声乳化主要是利用超声的空化效应。超声用于乳化不仅可以降低乳化剂的用量,同时可以改善乳液的性质,如减小乳液的粘度及乳液中水滴粒径等。 本文研究了超声柴油微乳化,用HLB值筛选法选择复配乳化剂。通过分光光度计对乳液的浊度和室温下乳液的乳化稳定性进行了考察,并结合乳液的粘度变化,筛选出适合0#柴油乳化的乳化剂及其工艺条件。超声柴油微乳化的影响因素较多,不仅受超声的声强、作用时间的影响,而且乳化剂用量、掺水量等对乳液性质都有影响。通过参阅了大量文献,同时也在实验中发现有机极性物的添加对乳液的性质影响较大,可以提高乳液稳定性和降低乳液粘度,本研究通过各种醇的对比实验并结合经济等因素选择乙醇作为有机极性物。作者对所选乳化剂进行0#柴油微乳化的正交实验,通过分析发现各因素对乳液稳定性的影响顺序为声强乳化剂用量乙醇用量掺水量超声作用时间稳定剂用量。并优选出柴油处理量为200ml时超声柴油微乳化的最佳工艺参数为:乳化剂用量为2.5wt%,电流为3A(即声强为0.148 W/cm2),稳定剂用量为0.158wt%,超声作用时间为15min,乙醇用量为5%(V),掺水量为10%(V)。本实验制备的柴油乳液的稳定时间为300min以上,色泽为透明半透明状。且制备的柴油乳液放置8个月以上不分层。
【关键词】：超声 微乳化 复配乳化剂 稳定时间 粘度 正交实验
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TE626.24
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 文献综述10-20
• 1.1 柴油乳化和微乳化的意义10-11
• 1.2 乳化、微乳化柴油的制备方法和乳化设备11-12
• 1.2.1 乳化、微乳化柴油的制备方法11
• 1.2.2 乳化设备11-12
• 1.3 国内外燃油乳化、微乳化的研究现状12-18
• 1.3.1 国外对燃油乳化、微乳化研究现状12-17
• 1.3.2 国内对燃油乳化、微乳化研究现状17-18
• 1.4 本课题的研究内容18-20
• 第二章 理论部分20-33
• 2.1 乳化柴油燃烧的节能降污机理20-23
• 2.1.1 “微爆”效应(二次雾化)20-21
• 2.1.2 化学效应21-22
• 2.1.3 掺混效应22
• 2.1.4 抑制NOx的生成22-23
• 2.2 乳化柴油的性质及其使用效果的改进23-26
• 2.2.1 稳定性23-24
• 2.2.2 燃烧性24-25
• 2.2.3 腐蚀性25
• 2.2.4 节能(节油)25-26
• 2.2.5 环保26
• 2.3 超声波简介26-29
• 2.3.1 超声波的产生27
• 2.3.2 描述超声波的基本声学参数-声强27-28
• 2.3.3 超声波与媒质的相互作用机制28-29
• 2.3.3.1 热机制28
• 2.3.3.2 非热机制28-29
• 2.3.3.3 超声空化阈值29
• 2.4 超声乳化机理29-30
• 2.4.1 空化机理29-30
• 2.4.2 界面不稳定性机理30
• 2.5 超声乳化的工作参数30
• 2.5.1 超声频率30
• 2.5.2 声强30
• 2.6 乳化机理30-33
• 2.6.1 乳化理论30-31
• 2.6.2 乳化剂的作用31-33
• 第三章 实验部分33-49
• 3.1 实验仪器、原料和装置33-35
• 3.1.1 实验仪器33
• 3.1.2 实验装置33-35
• 3.1.3 实验原料35
• 3.2 实验过程35-36
• 3.3 乳化剂的选择36-41
• 3.3.1 乳化剂选择依据及实验步骤36-40
• 3.3.2 乳化稳定性(ESI)的测试方法40-41
• 3.3.2.1 稳定时间40
• 3.3.2.2 自然放置时乳化稳定性40
• 3.3.2.3 浊度法40-41
• 3.4 超声波声强测定41-45
• 3.4.1 替代法测定柴油乳液的声速41-43
• 3.4.2 声压的换算法43-45
• 3.5 柴油乳液性质的测量45-47
• 3.5.1 柴油乳液密度的测量36 3.5.2柴油乳液的粘度的测量45-46
• 3.5.2 柴油机液的粘度的测量46-47
• 3.6 乳液类型的确定47-48
• 3.7 乳液腐蚀性的测试48-49
• 第四章 实验结果分析与讨论49-65
• 4.1 乳化剂的确定49-52
• 4.1.1 乳化剂类别及适合的HLB值的确定49-51
• 4.1.2 不同掺水量下的最佳HLB值的确定51-52
• 4.2 乳化剂加入方式对乳液稳定性的影响52-53
• 4.3 乳化设备的选择53-54
• 4.4 有机极性物对乳液性质的影响54-56
• 4.4.1 有机极性物的选择54-55
• 4.4.2 有机极性物的用量55-56
• 4.5 乳化剂用量对乳液性质的影响56-57
• 4.6 超声对乳液稳定时间的影响57-59
• 4.6.1 声强对乳液稳定时间的影响57-58
• 4.6.2 超声作用时间对乳液稳定时间的影响58-59
• 4.7 稳定剂对乳液性质的影响59-60
• 4.8 正交实验设计60-63
• 4.8.1 正交实验设计60-63
• 4.8.2 最优方案的验证63
• 4.9 腐蚀性实验63
• 4.10 经济及社会效益分析63-65
• 第五章 结论与建议65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 建议66-67
• 符号说明67-68
• 参考文献68-74
• 附录74-78
• 发表及撰写论文78-79
• 致谢79

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王黎明;王述洋;;影响乳化型生物燃油稳定性的实验研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2010年05期

2 冯国琳;焦纬洲;高t

本文编号：298359