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生物柴油的实用性研究

徐元浩  
【摘要】:本文论述了制取生物柴油的方法,具体研究了其化学反应机理,并运用生命周期方法分析了生物柴油对能源和环境的影响,同时也作了工业上生产生物柴油的成本及经济效益分析,生物柴油作为一种无毒,可生物降解和可再生的发动机代用燃料,有着其广泛的应用前景。 首先,文中运用理论分析和实验研究相结合的方法,对生物柴油的制取和在发动机上燃烧与排放情况进行了研究。主要探索了二方面问题:一是找到一种将植物油转化成生物柴油的方法和最佳的实验条件以生产出高质量的生物柴油,二是比较在柴油机上燃烧不同比例的生物柴油和普通柴油的混合燃料及普通柴油,比较柴油机的油耗、动力性能和排放情况。 其中,文章中重点讲述了利用植物油和甲醇在催化剂NaOH的作用下进行酯交换反应制取生物柴油的基本原理和操作方法。并研究了影响反应产率的各种因素,得出了制取生物柴油的最佳反应条件是催化剂的用量为油量的1.0%(质量分数),反应时间为40~50min,油醇摩尔比为1∶6,此条件下反应产率最高,可以达到87%。生物柴油和0~#柴油的性质非常相似,因此它能直接被用到发动机上而不需要改动发动机的结构。在柴油中掺入不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO、HC和烟度均有较大的降底,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变。在最大负荷时,10%、20%、30%的混合燃料和柴油相比较,HC的排放分别减少了41.7%、41.7%和45.8%;CO的排放分别减少了20%、33.3%和83.3%;碳烟的排放分别减少了16.2%、51.8%和63.6%。 然后,运用生命周期评估(Life Cycle Assessment)方法评估了生物柴油对能源和环境的影响。以生物柴油(B100)与普通柴油作生命周期对比分析,主要评估了以下三方面的差异:1、初始能、过程能和石化能的需求;2、CO_2


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