生物柴油及發(fā)動(dòng)機(jī)特性綜述

相比傳統(tǒng)柴油燃料，生物柴油無毒易降解、燃點(diǎn)高易保存、原料豐富無污染，并且其出色的潤滑特性能夠增加柴油機(jī)使用壽命。此外，還能減少多環(huán)芳烴等廢氣排放，提高柴油機(jī)性能。但其粘性過高、揮發(fā)性較低，解決措施主要包括預(yù)加熱、調(diào)配、微乳劑、熱裂解和酯交換反應(yīng)等。通過預(yù)熱法，將生物柴油與柴油混合，在生物柴油中加入甲醇、乙醇等微乳劑，高溫下將生物燃油裂解為烷烴、烯烴等易燃物，可以在一定程度上改善生物燃料的性能，但都只能作為短期試驗(yàn)用。酯交換反應(yīng)擁有廣闊的發(fā)展前景，通過工業(yè)酒精在堿性催化劑的作用下將植物中的甘油三脂轉(zhuǎn)化為脂類和甘油。研究表明，最佳條件下得到的生物柴油，其物理特性、化學(xué)特性和熱特性符合美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。

熱效率（BTE）是用來分析燃料燃燒過程及其動(dòng)力轉(zhuǎn)換能力，而燃油消耗率（BSFC）是指相同柴油功率輸入下燃油泵的供油量。選取這兩個(gè)參數(shù)作為柴油機(jī)性能評判標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)選擇CO、HC、NOx和煙密度作為排放參數(shù)。依據(jù)這些參數(shù)值介紹了19種不同成分的生物燃料對發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響，對比分析了廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）和其它減少NOx排放方法。結(jié)果表明：①粘性低、霧化程度高的生物燃料BTE高、BSFC低；②EGR依然是最適用于減少NOx排放的方法；③將柴油機(jī)零件涂上陶瓷材料能夠減少熱量損失，提高熱效率，減少HC和CO排放,但由于溫度過高會(huì)增加NOx的排放。

未來研究工作還需要注意以下方面：①加入防凍劑保證生物燃料的冷流動(dòng)性能；②將油渣作為生物燃?xì)庠系募庸し椒ǎ虎鄄裼蜋C(jī)中混合燃料的噴射時(shí)間；④乙醛排放監(jiān)測。

刊名：Renewable and Sustainable Energy Reviews（英）

刊期：2013年第22期

作者：D.Subramaniam et al

編譯：張為榮