農(nóng)林廢棄物生物油品質(zhì)提升及模糊綜合評價(jià)研究.pdf

1、由農(nóng)林廢棄物快速熱解得到的生物油是一種清潔可再生的新能源，它的應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注。但是，由于熱敏性強(qiáng)、含水量高、腐蝕性強(qiáng)和穩(wěn)定性差等特性，生物油規(guī)模化應(yīng)用受到限制，因此有必要對其品質(zhì)進(jìn)行提升。本文圍繞高品質(zhì)燃料用油，提出基于組分分離的生物油加醇穩(wěn)定精制路線，制備了性質(zhì)穩(wěn)定的乳化混合燃料，并測試了該燃料在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的燃燒性能。
　　 論文比較了乙醚、乙酸乙酯和二氯甲烷三種有機(jī)溶劑對生物油的萃取效果，確定乙醚為最佳萃取溶劑。利用乙

2、醚分別對生物油a(BOa)和生物油b(BOb)進(jìn)行萃取，萃取產(chǎn)物分別稱為乙醚可溶物a(ESa)和乙醚可溶物b(ESb)。結(jié)果表明:兩種原油經(jīng)萃取后熱值均有較大提高，達(dá)到20MJ/kg左右，提高了近40％;含水量均有較大降低，達(dá)到12％左右，降低了近60％;pH均有輕微降低，降至3.1左右;粘度變化相差較大，BOa的粘度由3.9mm2/s降到3.5mm2/s，BOb的粘度由98mm2/s降到35mm2/s。從化學(xué)組成看，乙醚可溶物保持了生

3、物原油的大部分組成成分，包括羧酸類、醛類、酮類和酚類等，同時(shí)去除了高分子組分，如糖類組分。乙醚萃取能夠?qū)崿F(xiàn)生物油組分的初級分離和品質(zhì)的初步提升。
　　 通過向催化劑中添加La3+進(jìn)行催化劑的改良，確定了最佳的La3+負(fù)載量為5％。在初步分離的基礎(chǔ)上對乙醚可溶物(ES)進(jìn)行加醇穩(wěn)定反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，ES最佳的加醇穩(wěn)定反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度為80℃，催化劑與乙醚可溶物質(zhì)量比為5％，乙醇與乙醚可溶物質(zhì)量比為0.4。ESa和ESb經(jīng)過加醇穩(wěn)定

4、以后，熱值均提高到22MJ/kg以上;含水率較ES均有輕微的提高，達(dá)到13％左右，增加的水分來源于酯化和羰基縮合反應(yīng)產(chǎn)生的水分;pH均升到5.5，ESa和ESb粘度變化差異較大，ESa粘度由3.6mm2/s降為2.1mm2/s，ESa粘度由35mm2/s降為16mm2/s。
　　 利用超聲波反應(yīng)器制備了性質(zhì)穩(wěn)定的乳化混合燃料并測試了混合燃料在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的燃燒性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:乳化混合燃料最佳的制備條件為:精制生物油:柴油:乳

5、化劑體積比為10∶30∶5，超聲作用時(shí)間20min，乳化溫度為50℃，超聲電功率為540W。乳化混和燃料的節(jié)油效果明顯，節(jié)油率可達(dá)23％;熱效率可達(dá)44％。在乳化混合燃料的煙氣排放中，NOx、碳煙和CxHy的排放量均低于柴油，而CO的排放量高于柴油。
　　 制定了生物油的質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的基本理論建立了生物油的品質(zhì)綜合評價(jià)的模型，選取四種不同生物油進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)結(jié)果表明:模糊評價(jià)法應(yīng)用于生物油的品質(zhì)評價(jià)中具有