基于餐饮废油的柴油机试验研究

基于餐饮废油的柴油机试验研究

研究表明，乳化液燃料与酒精及水的混合物能够有效减少烟尘颗粒和NOx的排放。作为未来一种可选燃料，本文分析了餐饮废油（WCO）作为柴油机燃料来源的可行性，又将餐饮废油与酒精、水以一定比例混合得到WCO乳化液，并将这几种柴油机燃料的性能、排放和燃烧特性进行了对比分析。

首先，为了得到WCO乳化液，将餐饮废油、酒精、水和表面活性剂（Span80，亲油性乳化剂，能够降低油液的界面张力，保证乳化液的稳定性）混合强搅拌至均质状态。通过稳定性测试得到混合液体的比例为70%餐饮废油、15%蒸馏水、10%酒精和5%表面活性剂时效果最好。然后，搭建试验平台，包括一个单缸4冲程直喷柴油机。发动机加载用涡流测功机，测量进气参数的孔板流量计，测量相关废气排放参数的红外废气分析仪、标准AVL烟度计及其它一些传感器。柴油机燃料分别为柴油、餐饮废油及WCO乳化液。

试验结果及分析分为性能特性、排放特性和燃烧特性3个方面。①性能特性方面。三者的平均燃油消耗量（SEC）均随平均有效制动压力（BMEP，由负荷决定）的增大而逐渐减小。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够形成二次雾化使得燃烧更加充分，SEC值降低。②排放特性方面。WCO乳化液由于二次雾化、微爆炸现象及易燃酒精的存在使得其排放的废气指标值均小于WCO燃料；而与柴油相比，烟尘颗粒、CO、HC化合物排放相差不多，但有效地减少了NOx排放，原因在于空燃比的下降以及燃料预混合导致的气缸温度降低。③燃烧特性方面。由于点火延迟时间范围内WCO乳化液的十六烷值低且燃烧不如柴油充分，气缸压力小；在高负荷区域，乙醇的易蒸发性及水蒸气的存在使得燃料喷雾的温度较低，点火延迟时间变长，WCO乳化液与空气充分预混合，燃烧效率高，气缸压力有一个较大幅度的提高，但仍低于普通柴油。

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

编译：张为荣