專利名稱：：一種柴油-生物柴油-乙醇混合燃料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以乙醇、0#柴油、生物柴油為原料的柴油機(jī)的清潔替代燃料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是能源消費(fèi)大國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展石油資源的消費(fèi)增長尤其迅速，特別是柴油，目前我國一些城市出現(xiàn)柴油供應(yīng)短缺的局面，而未來隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的進(jìn)一步加快，柴油的供求矛盾將更加突出。另一方面，我國機(jī)動車保有量的不斷增長導(dǎo)致城市空氣污染加劇，迫切需要尋求更清潔的環(huán)保能源。從目前世界各國的經(jīng)驗看，生物質(zhì)燃料是技術(shù)最簡單、最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最廣泛的環(huán)保新能源。生物質(zhì)燃料主要包括生物柴油和生物乙醇，它們都是富氧的可再生環(huán)保燃料。巴西和美國是推廣使用乙醇燃料最早的國家，已有20多年的使用歷史。生物柴油則在近年來發(fā)展迅速，歐美、日韓及巴西、印度等國都在積極開展生物柴油項目。目前制約乙醇和生物柴油應(yīng)用的主要因素是成本，尤其是生物柴油，不利于推廣使用。但乙醇和生物柴油的制取技術(shù)已有很大提高，隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，乙醇和生物柴油的生產(chǎn)成本能夠取得重大突破，使之成為石化燃料的有效代替品。乙醇與柴油理化性質(zhì)相差較大，較大比例乙醇(通常超過10%)與柴油不容易互溶，含水較大的乙醇與柴油更不容易互溶，一般乙醇與柴油混合需添加助溶劑改善混合燃料的穩(wěn)定性。生物柴油與乙醇和柴油的互溶性都很好，因此可以利用生物柴油作為乙醇與柴油的助溶劑，同時生物柴油粘度較大，十六烷值也較高，可以提高乙醇柴油的粘度和十六垸值，得到理化特性較為理想的混合燃料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種以柴油為基礎(chǔ)的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，本發(fā)明由含量為97%99.7%的乙醇、0#柴油以及生物柴油在常溫常壓下混合而成，混合燃料各組分的體積百分比如下乙醇21%~30%0#柴油40%~58%生物柴油21%~30%。上述含量為99.7%的乙醇為優(yōu)先選用。所述生物柴油主要成分為含量大于99%的脂肪酸甲酯。按上述各組分配制成本發(fā)明的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料的方法是將乙醇、(f柴油及生物柴油在常溫常壓下按所給定的比例進(jìn)行攪拌調(diào)和，調(diào)和方式一般采用罐調(diào)和或管道調(diào)和。調(diào)和完成后即成產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)專利號為200610054011.3的專利"一種乙醇柴油及其制備方法"，上述專利的技術(shù)方案是乙醇柴油由5%20%乙醇、商品標(biāo)號柴油20%92%、含量為96%99.9%的脂肪酸酯3%75%組成。使用乙醇作為脂肪酸酯的變性劑，并將變性乙醇與普通柴油混合制成乙醇柴油。本發(fā)明在以下幾方面相對于現(xiàn)有技術(shù)存在顯著的不冋1、設(shè)訃目的不同因乙醇與柴油理化特性相差較大，兩者之間互溶性很差，必須添加助溶劑。助溶劑的組分與比例對燃料的價格、混合氣的組成、燃燒過程與排放均會產(chǎn)生影響。本發(fā)明將生物柴油作為乙醇與柴油的助溶劑，專利200610054011.3中是使用乙醇作為脂肪酸酯的變性劑，兩者目的不同。2、材料配方比例不同乙醇添加比例不高(低于20%)則對發(fā)動機(jī)排放改善作用不突出；但添加比例人高(高于30%)又會使得發(fā)動機(jī)冷啟動性變差，動力性下降，所以本方發(fā)明將乙醇比例控制在21%~30%之間。代用燃料的推廣受到價格的限制，據(jù)了解2008年4月市場上優(yōu)質(zhì)生物柴油的售價約8000元8800元/噸，乙醇售價約5000元7000元/噸，0#柴油售價則為70007200元/噸。柴油中大比例摻燒生物柴油會導(dǎo)致成本升高，難以推廣。生物柴油與柴油可以任意比例互溶，但乙醇與柴油并不能仟意比例互溶，生物柴油、乙醇與柴油三者間也并不能以任意比例互溶。通常在0'C以上時，在常壓下需要生物柴油的比例高于20%，乙醇與柴油即才可以以任意比例互溶。結(jié)合混合燃料的理化特性、燃燒特性和成本考慮，本發(fā)明將生物柴油的比例控制在21%30%之間。這樣本發(fā)明的混合燃料中柴油比例為40%-58%?？梢姳景l(fā)明的混合燃料中三種原材料(乙醇、生物柴油、柴油)的比例與專利200610054011.3完全不同。3、燃料的排放性能不同乙醇、生物柴油作為柴油的替代燃料其目的一是能源平衡，二是降低排放。本發(fā)明的混合燃料經(jīng)DL190-12柴油機(jī)臺架實驗驗證，在保證功率基本不變的前提下，一氧化碳約可減少30%80%、氮氧化物約可減少10%40%、煙度約可減少70%80°/。，排放性顯著改善。而專利200610054011.3中僅提到對碳煙的降低效果。乙醇中含水則需要更大的生物柴油比例，而且混合燃料的穩(wěn)定性會下降，基于此，最好使用含量99.7%的無水乙醇。本發(fā)明的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料其基本性能與市場銷售的0#柴油相當(dāng)，性能參數(shù)變化不大，而且實現(xiàn)了乙醇和生物柴油的性能互補(bǔ)，使得混合燃料獲得了理想的理化特性與燃燒特性。經(jīng)過發(fā)動機(jī)臺架實驗證實，在動力性基本不變情況下，可以有效降低柴油機(jī)一氧化碳、氮氧化合物及煙度的排放。利用生物柴油和乙醇各自的特點調(diào)和出理想的理化特性，可以直接在柴油機(jī)上使用無需作出太大改動，因乙醇對橡膠和金屬零件具有一定腐蝕性，因此發(fā)動機(jī)的部分零件材質(zhì)可能需要加以調(diào)整。該混合燃料可以大大降低發(fā)動機(jī)尾氣中所排放的一氧化碳、氮氧化合物及煙度，動力性能基本不變，不僅符合國家發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略，還可以緩解我國柴油短缺的局面。具體實施方式實施例1下面按體積百分比計含量為99.7%的乙醇26%0#柴油51%生物柴油23%生產(chǎn)方法如下首先往容器倒入一定量的柴油，然后按比例加入乙醇，最后按比例加入生物柴油，加料完成后在常溫常壓卜一進(jìn)行機(jī)械攪拌或采用管道循環(huán)的方式進(jìn)行攪拌即得產(chǎn)品。DL190-12柴油機(jī)燃用按上述比例配制的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，進(jìn)行臺架實驗，實驗表明相比燃用(f柴汕，最大功率相當(dāng)，氮氧化物排放下降了約22%，一氧化碳排放下降了約70%，煙度排放下降了約80%。實施例2下面按體積百分比計含量為99.7%的乙醇21%0#柴油58%生物柴油21%具體生產(chǎn)方法問實施例1。DL190-12柴油機(jī)燃用按上述比例配制的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，進(jìn)行臺架實驗，實驗表明相比燃用0#柴油，最大功率相當(dāng)，氮氧化物排放下降了約20%，一氧化碳排放下降了約60%，煙度排放下降了約70%。實施例3下面按體積百分比計含量為99.7%的乙醇30%0#柴油49%生物柴油21%具體生產(chǎn)方法同實施例1。DL190-12柴油機(jī)燃用按上述比例配制的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，進(jìn)行臺架實驗，實驗表明相比燃用0#柴油，最大功率相當(dāng)，氮氧化物排放下降了約37%;—氧化碳排放下降30%，煙度排放下降了約70%。實施例4下面按體積百分比計含量為97%的乙醇30%0#柴油40%生物柴油30%具體生產(chǎn)方法同實施例1。DL190-12柴油機(jī)燃用按上述比例配制的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，進(jìn)行臺架實驗，實驗表明相比燃用0#柴油，最大功率相當(dāng)，氮氧化物排放下降了約10%，一氧化碳下降了約80%，煙度排放下降了約80%。實施例5下面按體積百分比計含量為98%的乙醇21%0#柴油49%生物柴油30%具體生產(chǎn)方法同實施例1。DL190-12柴油機(jī)，燃用按上述比例配制的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，進(jìn)行臺架實驗，實驗表明相比燃用0#柴油，最大功率相當(dāng)，氮氧化物排放下降了約14%，一氧化碳下降了約70%，煙度下降了約70%。表1DL190-12柴油機(jī)燃用不同配方柴油-生物柴油-乙醇混合燃料相比0#柴油的排放下降率實施例配方(體積百分比％)0#柴油生物柴油乙醇排放下降率(百分比％)」<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于其由含量為97％～99.7％的乙醇、0#柴油以及生物柴油在常溫常壓下混合而成，混合燃料各組分的體積百分比如下乙醇21％～30％0#柴油40％～58％生物柴油21％～30％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于所述生物柴油主要成分為含量大于99%的脂肪酸甲酯。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于所述混合燃料各組分的體積百分比如下含量為99.7%的乙醇26%0#柴油51%生物柴油23%。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于所述混合燃料各組分的體積百分比如下含量為99.7%的乙醇30%0#柴油49%生物柴油21%。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于所述混合燃料各組分的體積百分比如下含量為97%的乙醇30%0#柴油40%生物柴油30%。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料，其特征在于所述混合燃料各組分的體積百分比如下含量為98%的乙醇21%0#柴油49%生物柴油30%。7、一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油-生物柴油-乙醇混合燃料制備方法，其特征在于將乙醇、0#柴油及生物柴油在常溫常壓下按所給定的比例進(jìn)行攪拌調(diào)和，調(diào)和方式采用罐調(diào)和或管道調(diào)和，調(diào)和完成后即成產(chǎn)品。全文摘要本發(fā)明公開了一種柴油-生物柴油-乙醇混合燃料及其制備方法，該混合燃料由體積百分比為21％～30％的含量97％-99.7％的乙醇、40％～58％的0^#柴油、21％～30％的生物柴油組成，只需將該三種成分混合攪拌即可制成，制作工藝簡單，該混合燃料可以直接應(yīng)用于柴油機(jī)上而無需對柴油機(jī)作結(jié)構(gòu)性改造，發(fā)動機(jī)臺架試驗表明柴油機(jī)的功率基本不變，燃油消耗率略有增加，一氧化碳可減少約30％～80％、氮氧化物可減少約10％～40％、煙度可減少約70％～80％，排放性顯著改善，能替代0^#柴油，具有良好的環(huán)保效益。文檔編號C10L1/04GK101280232SQ200810028110公開日2008年10月8日申請日期2008年5月15日優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日發(fā)明者彭美春,王海龍,王賢烽申請人:廣東工業(yè)大學(xué)