基于餐飲廢油的柴油機試驗研究

基于餐飲廢油的柴油機試驗研究

研究表明，乳化液燃料與酒精及水的混合物能夠有效減少煙塵顆粒和NOx的排放。作為未來一種可選燃料，本文分析了餐飲廢油（WCO）作為柴油機燃料來源的可行性，又將餐飲廢油與酒精、水以一定比例混合得到WCO乳化液，并將這幾種柴油機燃料的性能、排放和燃燒特性進行了對比分析。

首先，為了得到WCO乳化液，將餐飲廢油、酒精、水和表面活性劑（Span80，親油性乳化劑，能夠降低油液的界面張力，保證乳化液的穩定性）混合強攪拌至均質狀態。通過穩定性測試得到混合液體的比例為70%餐飲廢油、15%蒸餾水、10%酒精和5%表面活性劑時效果最好。然后，搭建試驗平臺，包括一個單缸4沖程直噴柴油機。發動機加載用渦流測功機，測量進氣參數的孔板流量計，測量相關廢氣排放參數的紅外廢氣分析儀、標準AVL煙度計及其它一些傳感器。柴油機燃料分別為柴油、餐飲廢油及WCO乳化液。

試驗結果及分析分為性能特性、排放特性和燃燒特性3個方面。①性能特性方面。三者的平均燃油消耗量（SEC）均隨平均有效制動壓力（BMEP，由負荷決定）的增大而逐漸減小。WCO的SEC值最高，原因在于高粘性和高密度；WCO乳化液粘性降低且能夠形成二次霧化使得燃燒更加充分，SEC值降低。②排放特性方面。WCO乳化液由于二次霧化、微爆炸現象及易燃酒精的存在使得其排放的廢氣指標值均小于WCO燃料；而與柴油相比，煙塵顆粒、CO、HC化合物排放相差不多，但有效地減少了NOx排放，原因在于空燃比的下降以及燃料預混合導致的氣缸溫度降低。③燃燒特性方面。由于點火延遲時間范圍內WCO乳化液的十六烷值低且燃燒不如柴油充分，氣缸壓力小；在高負荷區域，乙醇的易蒸發性及水蒸氣的存在使得燃料噴霧的溫度較低，點火延遲時間變長，WCO乳化液與空氣充分預混合，燃燒效率高，氣缸壓力有一個較大幅度的提高，但仍低于普通柴油。

M.Mubarak et al.IEEEInternational Conference on AdvancesinEngineering, Science and Management.

編譯：張為榮