[发明专利]一种用于柴油发动机的混合燃料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机以及清洁能源领域，具体涉及一种用于柴油发动机的新型混合燃料及其在柴油发动机上的应用。

背景技术

传统柴油发动机采用压燃和喷雾扩散燃烧的方式，热效率较高，但在减排领域面临的最大挑战是碳烟和NO_x排放，采用清洁的含氧替代燃料是实现柴油发动机节能减排的有效手段之一。

正戊醇是一种具有良好发展前景的新一代生物质液态燃料，同低碳醇燃料甲醇、乙醇和丁醇相比，正戊醇的十六烷值更高，改善了着火特性；热值更高，能量密度提高；气化潜热降低，改善了发动机的冷启动性；粘度与石化柴油接近，保证润滑；可与石化柴油以任意比例完全互溶；且不宜被水污染，是一种更适用于柴油发动机的绿色替代燃料。

生物柴油同样是一种可应用于柴油发动机的环境友好型绿色能源。生物柴油的十六烷值与石化柴油接近甚至更高，含氧量在10～11％，掺混生物柴油有利于减少石化柴油发动机的碳烟排放，但与正戊醇相比，生物柴油的粘度高于石化柴油，不易雾化和混合；且生物柴油多以低比例与石化柴油掺混应用，造成混合燃料的含氧量较低。而添加戊醇有利于显著改善生物柴油的喷雾特性，提高混合燃料的含氧量,从而获得优异的燃烧排放效果。

目前，以正戊醇、生物柴油和石化柴油为原料组成清洁燃料的技术方案未见报道。

发明内容

本发明旨在提供一种用于柴油发动机的新型混合燃料，该燃料成分简单，使用方便，具有良好的环境友好特性，可作为高效清洁的石化柴油替代燃料。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于柴油发动机的新型混合燃料，所述混合燃料由以下成分组成：正戊醇，生物柴油和石化柴油。

具体的，本发明所述混合燃料由以下体积百分比的成分组成：正戊醇20～40％，生物柴油20～40％，石化柴油30～50％，且三种成分的体积百分比之和为100％。

优选地，本发明所述混合燃料由以下体积百分比的成分组成：正戊醇30％，生物柴油30％，石化柴油40％。

为了实现良好的技术效果，可以对所述混合燃料中各成分的性质进行进一步限定，具体而言：

所述正戊醇优选为纯度大于99％的正戊醇；

所述生物柴油为脂肪酸甲酯，其十六烷值大于50；优选为硫含量小于10ppm的脂肪酸甲酯；

所述石化柴油的十六烷值大于47；优选为硫含量小于50ppm的石化柴油。

本发明所述混合燃料，以正戊醇作为生物柴油和石化柴油的含氧添加组份，可以有效提高混合燃料的含氧量，同时发挥正戊醇和生物柴油的互补性，三种成分以特定的配比组合后，不需添加其它成分或助剂即可实现优异的技术效果。具体而言，该混合物在保证燃料着火特性的前提下，有效降低了原有生物柴油或石化柴油的粘度，从而改善了生物柴油和石化柴油的雾化蒸发特性，加速了混合气的形成，使燃烧更充分；同时正戊醇较高的汽化潜热可适度降低缸内的燃烧温度，有利于减少NO_x的生成。

本发明提供的混合燃料中，正戊醇、生物柴油和石化柴油具有良好的互溶性，在常温常压下按照配比混合，搅拌均匀，即得混合燃料；所得混合燃料长期存放无分层。

本发明进一步保护所述混合燃料在柴油发动机上的应用。

由于本发明提供的混合燃料具有燃烧充分、减少废气排出等一系列环保特性，因此，可以直接应用于柴油发动机而无需对其进行任何改造。

附图说明

图1，为实验例2中石化柴油、生物柴油和实施例1所得混合燃料的蒸馏曲线对比图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下各实施例中使用的原料符合以下条件：正戊醇为纯度99.5％的正戊醇；生物柴油为脂肪酸甲酯，十六烷值大于50，硫含量小于10ppm；石化柴油的十六烷值大于47，硫含量小于50ppm。

实施例1

混合燃料组成为：正戊醇3L，生物柴油3L，石化柴油4L。在常温常压下将上述原料混合，搅拌均匀，即得混合燃料。该实施例所得混合燃料性能稳定，长期存放无分层。

实施例2

混合燃料组成为：正戊醇3L，生物柴油2L，石化柴油5L。在常温常压下将上述原料混合，搅拌均匀，即得混合燃料。该实施例所得混合燃料性能稳定，长期存放无分层。

实施例3

混合燃料组成为：正戊醇3L，生物柴油4L，石化柴油3L。在常温常压下将上述原料混合，搅拌均匀，即得混合燃料。该实施例所得混合燃料性能稳定，长期存放无分层。