生物质燃油碳烟颗粒的分散与吸附特性研究
发布时间：2021-01-12 04:08
生物质燃油属于可再生清洁能源,有望作为发动机的化石替代燃料来使用。发动机燃油碳烟颗粒进入润滑油中后,会引起润滑油黏度的增长,磨损加剧,油泥增多和机油滤清器压降增大甚至堵塞,从而影响发动机系统的润滑和工作。而碳烟颗粒的表面特性与燃油的种类与组成相关。为此,本学位论文主要对生物质燃油碳烟（Biofuel Soot,简称BS）的表面结构、组成与形态特征加以表征,研究BS在润滑油中的分散和吸附性能及其对发动机的磨损性能的影响,以期促进和帮助生物质燃油在发动机上的应用。论文设计制作了一台碳烟颗粒捕集装置。通过该装置分别燃烧生物质燃油和0#柴油制备出BS和0#柴油碳烟（Diesel Soot,简称DS）,并对它们的表面特性与理化性能进行了对比表征。在四球摩擦磨损试验机上考察了 BS对液体石蜡（Liquid Paraffin,简称LP,润滑油基础油的模拟物）摩擦学特性的影响。借助一系列分析手段研究了 BS和DS的表面形态、组成、结构及它们的摩擦磨损机理。用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）检测BS和DS中官能团,用X射线衍射仪（XRD）分析BS和DS微粒的物相,用Zeta电位仪分析BS和DS分散在正庚...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１世界能源消费情况［Ｉ］??＇
物质放在特定溶剂的反应釜中，加温加压，直接将生物质的化学键裂解成液体小??分子，液化法得到的油品位较高，含氧量较低，热值高。??快速热解法通常采用图１．３所示的流化床反应装置［９］，〇３１＂（＾－？６１＾等［１（）］在流??化床反应器中研宄了澳洲小桉树的热解，发现在４５０－４７５?°Ｃ时生物质油产率最大，??但是油中由木质素产生的低聚物含量也最大，使油品黏度增大，进料颗粒的粒径??显著影响生物质油的含水量。Ｕｚｕｎ等［１１］在通风良好的固定床反应器中对茶叶渣进??行了热解实验，在加热速率５００?Ｋ．ｍｉｔｆ１、热解温度７７３?Ｋ、Ｎ２流量２００?ｃｎｆｍｉｔｆ１??的条件下得到最高热解油产率为３０％，所得油品Ｈ／Ｃ比介于轻油和重油之间，可??作为潜在的燃油。??国内学者在生物质热解液化领域也做了大量研宄。王树荣等在流化床反应器??中热解稻秆和木屑以制取生物质油，发现快速升温有利于油的生成并抑制炭的生??成，气相色谱－质谱联用仪（ＧＣ－ＭＳ）成分分析表明生物质油含有多种含氧有机物??［１２］。张会岩等在流化床上进行玉米芯快速热解制取生物质油的研宄，考察温度、??床层高度、气体流量和粒径对产率的影响
Ｆｉｇ?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｏｏｔ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?ｇａｓ?ｐｈａｓｅ?ｔｏ?ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ?ｓｏｌｉｄ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ１２８１??１．３．２柴油碳烟的形貌与组成??柴油碳烟主要由碳元素组成，含少量氧、硫、氮、氢及金属元素（见图１．６）。??Ｅｓａｎｇｂｅｄｏ等发现碳烟中碳元素含量占８０－９０％，其它元素的含量比较低，但这些??少量元素主要集中在碳烟表面，为碳烟颗粒提供了极性（见图１．７）［３２］。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙盐清净剂对生物质燃油碳烟的分散性影响[J]. 刘天霞,宋汝鸿,刘一鸣,徐玉福,胡献国. 化工学报. 2016(07)
[2]燃油碳烟颗粒的表面特性与润滑油黏度行为[J]. 刘天霞,宋汝鸿,胡恩柱,徐玉福,胡献国. 化工学报. 2015(10)
[3]生物质燃油碳烟颗粒的分散特性[J]. 刘天霞,胡恩柱,宋汝鸿,张斌,胡献国. 化工学报. 2015(04)
[4]生物质燃油碳烟颗粒的形貌、结构与组分表征[J]. 张斌,胡恩柱,刘天霞,胡献国. 化工学报. 2015(01)
[5]生物质燃油碳烟的组成和结构以及摩擦学特性研究[J]. 刘天霞,胡恩柱,金涛,徐玉福,俞辉强,胡献国. 摩擦学学报. 2014(04)
[6]颗粒形态和浓度对纳米石墨冷冻机油密度和黏度的影响[J]. 娄江峰,张华,王瑞祥,李萌. 化工学报. 2014 (10)
[7]炭黑模拟评价润滑油分散性能的可靠性研究[J]. 肖奇,包冬梅,刘洋,刘功德,曹聪蕊,赵玺. 润滑油. 2013(05)
[8]磨粒对不同服役阶段润滑油的摩擦学性能影响[J]. 张冠楠,王晓丽,尹艳丽,陈江,赵一起. 中国表面工程. 2012(03)
[9]乙酸乙酯-异丙醇二元系的黏度行为和表面性质[J]. 凌锦龙,徐敏虹,俞丽丽. 化工学报. 2012(01)
[10]重负荷柴油机油分散性能的探讨[J]. 张倩,张峰. 润滑油. 2011(04)
博士论文
[1]典型微藻生物油的制备及其摩擦学特性研究[D]. 徐玉福.合肥工业大学 2012
[2]纳米磺酸钙镁复合清净剂的合成、性能与机理研究[D]. 梁生荣.西北大学 2011
本文编号：2972116
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１世界能源消费情况［Ｉ］??＇
物质放在特定溶剂的反应釜中，加温加压，直接将生物质的化学键裂解成液体小??分子，液化法得到的油品位较高，含氧量较低，热值高。??快速热解法通常采用图１．３所示的流化床反应装置［９］，〇３１＂（＾－？６１＾等［１（）］在流??化床反应器中研宄了澳洲小桉树的热解，发现在４５０－４７５?°Ｃ时生物质油产率最大，??但是油中由木质素产生的低聚物含量也最大，使油品黏度增大，进料颗粒的粒径??显著影响生物质油的含水量。Ｕｚｕｎ等［１１］在通风良好的固定床反应器中对茶叶渣进??行了热解实验，在加热速率５００?Ｋ．ｍｉｔｆ１、热解温度７７３?Ｋ、Ｎ２流量２００?ｃｎｆｍｉｔｆ１??的条件下得到最高热解油产率为３０％，所得油品Ｈ／Ｃ比介于轻油和重油之间，可??作为潜在的燃油。??国内学者在生物质热解液化领域也做了大量研宄。王树荣等在流化床反应器??中热解稻秆和木屑以制取生物质油，发现快速升温有利于油的生成并抑制炭的生??成，气相色谱－质谱联用仪（ＧＣ－ＭＳ）成分分析表明生物质油含有多种含氧有机物??［１２］。张会岩等在流化床上进行玉米芯快速热解制取生物质油的研宄，考察温度、??床层高度、气体流量和粒径对产率的影响
Ｆｉｇ?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｏｏｔ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?ｇａｓ?ｐｈａｓｅ?ｔｏ?ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ?ｓｏｌｉｄ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ１２８１??１．３．２柴油碳烟的形貌与组成??柴油碳烟主要由碳元素组成，含少量氧、硫、氮、氢及金属元素（见图１．６）。??Ｅｓａｎｇｂｅｄｏ等发现碳烟中碳元素含量占８０－９０％，其它元素的含量比较低，但这些??少量元素主要集中在碳烟表面，为碳烟颗粒提供了极性（见图１．７）［３２］。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙盐清净剂对生物质燃油碳烟的分散性影响[J]. 刘天霞,宋汝鸿,刘一鸣,徐玉福,胡献国. 化工学报. 2016(07)
[2]燃油碳烟颗粒的表面特性与润滑油黏度行为[J]. 刘天霞,宋汝鸿,胡恩柱,徐玉福,胡献国. 化工学报. 2015(10)
[3]生物质燃油碳烟颗粒的分散特性[J]. 刘天霞,胡恩柱,宋汝鸿,张斌,胡献国. 化工学报. 2015(04)
[4]生物质燃油碳烟颗粒的形貌、结构与组分表征[J]. 张斌,胡恩柱,刘天霞,胡献国. 化工学报. 2015(01)
[5]生物质燃油碳烟的组成和结构以及摩擦学特性研究[J]. 刘天霞,胡恩柱,金涛,徐玉福,俞辉强,胡献国. 摩擦学学报. 2014(04)
[6]颗粒形态和浓度对纳米石墨冷冻机油密度和黏度的影响[J]. 娄江峰,张华,王瑞祥,李萌. 化工学报. 2014 (10)
[7]炭黑模拟评价润滑油分散性能的可靠性研究[J]. 肖奇,包冬梅,刘洋,刘功德,曹聪蕊,赵玺. 润滑油. 2013(05)
[8]磨粒对不同服役阶段润滑油的摩擦学性能影响[J]. 张冠楠,王晓丽,尹艳丽,陈江,赵一起. 中国表面工程. 2012(03)
[9]乙酸乙酯-异丙醇二元系的黏度行为和表面性质[J]. 凌锦龙,徐敏虹,俞丽丽. 化工学报. 2012(01)
[10]重负荷柴油机油分散性能的探讨[J]. 张倩,张峰. 润滑油. 2011(04)
博士论文
[1]典型微藻生物油的制备及其摩擦学特性研究[D]. 徐玉福.合肥工业大学 2012
[2]纳米磺酸钙镁复合清净剂的合成、性能与机理研究[D]. 梁生荣.西北大学 2011
本文编号：2972116
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