超声制备甲醇乳化柴油及其性能研究

发布时间：2021-05-05 21:44

　　环境污染和石油进口量持续增加是我国目前面临的两大问题。在燃油中掺烧含氧燃料作为替代燃料,可以有效地减少SO2、NOX和碳烟等的排放,既节约能源又减少环境污染。甲醇以其资源丰富、价格适宜、容易制取和良好的物化特性作为替代燃料具有得天独厚的优势。但是,甲醇和柴油由于极性差异导致二者难以混合,即使制备成乳化柴油也存在稳定性不好以及甲醇加入量少等问题,限制了其应用推广。采用复配乳化剂结合乳化设备制备甲醇乳化柴油可以解决这一问题。超声波作为影响液体中分子的一系列压缩（正压）和稀释循环（负压）传输的波,空化气泡的内爆产生局部高温高压微环境,强化混合效果。超声波乳化设备制备的甲醇乳化柴油能达到μm级别,具有分散均匀、稳定性好、燃烧充分等优点。本文利用高速分散器预乳化,超声波装置深度乳化工艺,制备甲醇乳化柴油。首先研究甲醇含量、乳化剂含量、超声作用时间和超声作用功率等因素对甲醇乳化柴油稳定性和分散性的影响,找寻最佳操作条件;然后考察各因素对流变性和理化性质的影响,制备符合国家标准的甲醇乳化柴油;最后考察助乳化剂醇类的加入对甲醇加入量的影响,对不同制备方法制备的甲醇乳化柴油进行性能比较。主要研究结果具体... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 甲醇乳化柴油的特点
    1.3 甲醇乳化柴油燃料的理论依据
    1.4 乳化设备
        1.4.1 动态乳化器
        1.4.2 静态乳化器
    1.5 乳化柴油研究概况
        1.5.1 乳化设备研究概况
        1.5.2 乳化剂研究概况
    1.6 本研究的目的及意义
    1.7 主要研究内容
2 研究思路及实验方法
    2.1 研究思路
    2.2 超声波乳化装置
    2.3 实验方法
        2.3.1 复配乳化剂配比筛选
        2.3.2 甲醇乳化柴油制备方法
        2.3.3 助乳化剂的选择
3 甲醇乳化柴油稳定性和分散性的研究
    3.1 稳定性的衡量标准
    3.2 实验试剂与仪器
    3.3 复配乳化剂配比筛选
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 乳化剂含量对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.2 转速对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.3 甲醇含量对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.4 HLB值对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.5 高速分散时间对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.6 超声作用时间对甲醇乳化柴油稳定性的影响
        3.4.7 超声作用功率对甲醇乳化柴油稳定性的影响
    3.5 响应面法优化
        3.5.1 响应面法优化实验
        3.5.2 响应面实验结果与分析
        3.5.3 最优操作条件的确定与验证
    3.6 甲醇乳化柴油的分散性实验
        3.6.1 甲醇含量对甲醇乳化柴油分散性的影响
        3.6.2 乳化剂含量对甲醇乳化柴油分散性的影响
        3.6.3 高速分散器转速对甲醇乳化柴油分散性的影响
        3.6.4 高速分散时间对甲醇乳化柴油分散性的影响
        3.6.5 超声作用时间对甲醇乳化柴油分散性的影响
        3.6.6 超声作用功率对甲醇乳化柴油分散性的影响
    3.7 本章小结
4 甲醇乳化柴油流变性和理化性质的研究
    4.1 实验试剂与仪器
    4.2 甲醇乳化柴油的流变性实验
        4.2.1 复配乳化剂的流变特性
        4.2.2 甲醇乳化柴油的流变特性
        4.2.3 超声作用时间对甲醇乳化柴油黏度的影响
        4.2.4 超声作用功率对甲醇乳化柴油黏度的影响
    4.3 闪点
        4.3.1 添加剂含量对甲醇乳化柴油闪点的影响
        4.3.2 超声作用参数对甲醇乳化柴油闪点的影响
    4.4 凝点
        4.4.1 添加剂含量对甲醇乳化柴油凝点的影响
        4.4.2 超声作用参数对甲醇乳化柴油凝点的影响
    4.5 铜片腐蚀性
        4.5.1 甲醇含量对甲醇乳化柴油铜片腐蚀性的影响
    4.6 色度
        4.6.1 乳化剂含量对甲醇乳化柴油色度的影响
    4.7 本章小结
5 助乳化剂的加入对甲醇乳化柴油甲醇加入量影响的研究
    5.1 实验试剂与仪器
    5.2 助乳化剂种类对甲醇乳化柴油甲醇加入量的影响
    5.3 同分异构体醇对甲醇乳化柴油甲醇加入量的影响
    5.4 甲醇乳化柴油不同制备方法的性能比较
    5.5 本章小结
6 总结
    6.1 结论
    6.2 创新点
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同酯基结构的棕榈油生物柴油的性能研究[J]. 陈五花,王业飞,丁名臣,史胜龙,杨震.  燃料化学学报. 2016(11)
[2]In situ synthesis of hydrophobic magnesium hydroxide nanoparticles in a novel impinging stream-rotating packed bed reactor[J]. Hongyan Shen,Youzhi Liu.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(09)
[3]静态乳化器[J]. 张静,仉培强.  工程爆破. 2016(03)
[4]甲醇-生物柴油体系单液滴的蒸发特性[J]. 李瑞娜,王忠,赵洋,刘帅,瞿磊,王向丽.  石油学报(石油加工). 2016(03)
[5]甲醇-调合生物柴油燃烧及排放微粒粒径分布特性试验[J]. 杜家益,李俊,张登攀,赵小明,吴培振,袁银男.  农业工程学报. 2016(12)
[6]适用于液-液快速反应的三喷嘴IS-RPB微观混合性能研究[J]. 张珺,刘有智,焦纬洲,祁贵生.  高校化学工程学报. 2016(01)
[7]柴油、甲醇和水三相乳化液粒径分布预测模型及实验验证[J]. 王武强,吴东垠,程亮,严俊杰.  西安交通大学学报. 2016(05)
[8]柴油燃烧颗粒碰撞凝并过程[J]. 杨芳玲,王忠,赵洋,张健.  内燃机学报. 2015(06)
[9]TiO2-SA纳米光催化材料接枝动力学、结构及性能[J]. 张巧玲,李磊,刘有智,魏冰,郭加欣,冯玉杰.  物理化学学报. 2015(06)
[10]柴油微乳化对柴油机性能影响研究[J]. 胡鹏,孙平,宁海强.  太阳能学报. 2015(05)

硕士论文
[1]微乳化柴油制备及其性能研究[D]. 徐珊.华东理工大学 2012



本文编号：3170634