生物柴油是动物脂肪或植物油通过化学反应得到的单酯。作为一种无毒,可生物降解和可再生的发动机代用燃料,它已经受到越来越多的关注。许多国内外的研究表明:生物柴油的性质和普通柴油非常相似。因此生物柴油可以直接使用在柴油机上而不用改变柴油机的结构。首先,本文研究了实验室条件下以大豆油为原料、利用酯交换法制备生物柴油的工艺流程。采用正交试验方法,在催化剂NaOH的作用下,进行了大豆油与乙醇反应生成脂肪酸乙酯的优化实验。考察了酯交换反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间对酯化率的影响,得出大豆油酯交换反应的最佳反应条件为:反应温度65℃,醇油摩尔比为6:1,催化剂用量为1%,反应时间为25min。对比分析了自制生物柴油和O#柴油的理化特性,结果表明:大豆生物柴油的十六烷值、粘度、密度比柴油大,生物柴油硫含量较之柴油低很多,生物柴油含有大约10%的氧,而柴油没有。其次,在sofim 8140.27S柴油机上进行了生物柴油和O#柴油对发动机性能和排放影响的对比试验研究。研究表明:与柴油相比,燃用生物柴油时发动机功率和扭矩均有所下降,NO_x排放有所降低;在外特性试验中,整个转速范围内碳烟大幅度下降,而在十三工况排放试验中,仅第6和第8工况点下降幅度较大,其它工况点相差不大。最后,在柴油机上进行了生物柴油、生物柴油/柴油混合燃料和O#柴油的对比试验,研究了不同掺混比混合燃料对柴油机性能和排放的影响,得到如下结论:在负荷特性试验中,不同生物柴油/柴油掺混比混合燃料的动力性、经济性和排放特性的变化趋势与柴油基本相同;在掺烧特性试验中,随掺混比的增大,碳烟排放在100%负荷时降低较多,NO_x在不同负荷时均有降低。
