微乳化生物柴油制備及特性研究

摘 要：微乳化生物柴油是一種節(jié)能環(huán)保的綠色能源，其應用研究有重大的經(jīng)濟意義。目前技術中存在著穩(wěn)定性差、保存周期短等缺點，文章通過對幾種表面活性劑的復配，發(fā)現(xiàn)微乳化生物柴油具有較好的穩(wěn)定性，其燃燒熱值高于純生物柴油，且其粘度，pH值、氧化安定值等物理特性符合國家柴油機燃料調和用生物柴油標準。

關鍵詞：生物柴油；乳化液；燃燒特性

生物柴油是一種再生能源，其不含芳香烴、硫、十六烷值較高、能降解、燃燒性能好、能任意比例與柴油混合等優(yōu)點。生物柴油是一種內燃機替代的燃料。但生物柴油粘度高、揮發(fā)性較差、NO排放不好等缺點。微乳化生物柴油通過燃燒時 “微爆”現(xiàn)象、水煤氣加速燃燒及水滴氣化吸熱降低火焰溫度，在減排同時增加燃燒熱值，達到良好的環(huán)保節(jié)能效果。

微乳化生物柴油技術現(xiàn)在已有了一些成果，但穩(wěn)定性較差、保存時間較短和乳化劑成本高等問題。通過大豆油和環(huán)氧乙烷縮合物、卵磷脂和氯化十六烷吡啶的不同配比得到透明、穩(wěn)定、環(huán)保的微乳化生物柴油配方，測試其粘度、粒徑、燃燒熱值等參數(shù)，研究其特性。

1 試驗內容

1.1 試驗裝備

試驗儀器有電動攪拌器、電子天平、電子顯微鏡、自動粘度計、pH儀、氧彈熱量分析儀、水分測定儀、氧化安定儀。試劑有大豆油和環(huán)氧乙烷混合物、卵磷脂、氯化十六烷基吡啶，均為分析純、生物柴油。

1.2 試驗方法

部分生物柴油，加入微乳化劑，攪拌均勻后加入一定的水，充分混合，形成油包水型微乳化液。離心一段時間，觀察油水分離情況，測定微乳化油穩(wěn)定性。用顯微鏡觀察微乳化油微觀形態(tài)，用粘度計、pH計、密度計、氧彈分析儀分析物理特性。

2 結果與分析

2.1 乳化劑用量的確定

對不同比例配方試驗（表1），觀察穩(wěn)定性，經(jīng)試驗確定大豆油和環(huán)氧乙烷混合物和卵磷脂的用量分別為1.3%和0.7%效果最佳。添加一定含量的氯化十六烷基吡啶水溶液，形成無色、透明、均一、穩(wěn)定的微乳化生物柴油，靜置6個月油水不分離（表2）。

當氯化十六烷基吡啶1%及以上時乳化油結塊。

用低室溫循環(huán)法確定乳化液配方（1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶）的微乳化生物柴油穩(wěn)定性最好。

2.2 燃燒和物理特性

顯微鏡下觀察微乳化生物柴油小液滴，平均直徑為2.45？滋m。液滴直徑越小，乳化油越穩(wěn)定（圖1）。

氧彈法測量樣品熱值（表3），去除水分含量后，熱值為40 276.7J/g，高于純生物柴油，微乳化生物柴油的燃燒速率比燃燒生物柴油更高，存在放熱始點較晚，著火延遲期長的缺點。

在45℃下，微乳化生物柴油粘度為4.57 cP，符合國家標準。

微乳化生物柴油的pH值、氧化安定值和密度都符合國家標準。

3 結束語

（1）1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶配置的微乳化生物柴油具有良好的穩(wěn)定性。（2）試驗制備的微乳化生物柴油燃燒熱值高于純生物柴油。（3）試驗制備的微乳化生物柴油的粘度、pH值、氧化安定值等物理特性與純生物柴油接近，符合國家標準。

參考文獻

[1]黃勇成，韓旭東，王麗.柴油-生物油微乳化油液的燃燒排放特性[J].工熱物理學報，2011，32（8）：1418-1420.

[2]宋印東，袁銀男，杜家益.微乳化甲醇柴油的穩(wěn)定性研究[J].內燃機工程.2012，33（5）：36-40.

作者簡介：樊瑞軍（1980-），男，碩士，研究方向為車輛替代燃料、汽車裝飾美容、汽車檢測。