生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機的探討

鐘慶有　周思安

摘要：介紹了生物柴油和它的優(yōu)點，其在國內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用。通過試驗數(shù)據(jù)與普通柴油對比，證明生物柴油完全可以應(yīng)用于發(fā)動機，并且通過試驗提出了使用過程中存在的問題。

關(guān)鍵詞：生物柴油；發(fā)動機；柴油；燃料；調(diào)合燃料

中圖分類號：K42171

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）0802803

[FL（2K2]

1引言

石油資源是當(dāng)今工業(yè)社會的基礎(chǔ)，它是一種非常重要的能源，也可以說是現(xiàn)代經(jīng)濟的血液。隨著石油儲量的減少，以及對柴油的需求越來越大，近年來國內(nèi)外將目光轉(zhuǎn)向了替代燃料。其中，生物柴油以其許多突出的特性引起了世界各國的注意。

2生物柴油概述

生物柴油（Biodiesel）指的是通過可再生的天然油脂原料生產(chǎn)的一種柴油，即由動植物油脂與醇類（主要是甲醇）經(jīng)過在催化作用下酯交換反應(yīng)獲得的長鏈脂肪酸單烷基酯，最典型的就是C16-C18的脂肪酸甲酯＼[1＼]。

生物柴油屬于生物質(zhì)能，屬于可再生能源，可以通過農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力保證其供給，并且與普通柴油相比，它還有以下的優(yōu)點。

（1）具有較好的潤滑性，降低發(fā)動機的磨損，延長使用壽命；

（2）閃點高，安全性能好；

（3）十六烷值高，燃燒性能更好；

（4）硫含量較低，不含鉛、芳香烴及鹵化物，廢氣的危害更小；

（）生物分解性高，有利于保護環(huán)境。

3生物柴油的發(fā)展和應(yīng)用

生物柴油最早誕生于1988年，由德國聶爾公司發(fā)明。歐洲也是最早研發(fā)和應(yīng)用生物柴油的，主要以菜籽油為原料制備，生物柴油發(fā)展得很快。美國是世界最大的大豆生產(chǎn)國，其大豆油除自用和出口外尚有剩余，而且大豆生產(chǎn)尚有進一步發(fā)展的余地，因此美國生產(chǎn)生物柴油的主要原料是大豆油。此外，各國均以本國具體情況進行生物柴油的研發(fā)，如巴西和阿根廷同樣也是利用大豆，馬來西亞和印度尼西亞則是利用棕櫚油等＼[2＼]。而我國素有“不與食用糧油爭地的原則，因此目前主要以地溝油為主的廢棄動植物油脂作為原料進行生產(chǎn)。

自2007年發(fā)布了《柴油機燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）》的國家標(biāo)準(zhǔn)以后，我國的生物柴油生產(chǎn)有了一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而生物柴油現(xiàn)在的應(yīng)用多是與石化柴油以一定比例混合，而通過實驗證明，生物柴油以%的配比加入到柴油中，可以達到輕柴油的國家標(biāo)準(zhǔn)，流動性有所改善，并且燃燒性能和運輸安全性也有保障，具有實用價值＼[3＼]。因此2010年又發(fā)布了主要適用于壓燃式發(fā)動機的《生物調(diào)合燃料（B）》的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了現(xiàn)在的生物柴油調(diào)合燃料市場。

由此可知現(xiàn)在生物柴油的主要應(yīng)用在于與石化柴油調(diào)配使用，提高燃料的性能。此外生物柴油還有如下的應(yīng)用：做車用燃料潤滑添加劑，改善低硫柴油的潤滑性；機加工的潤滑劑和脫模劑；作為優(yōu)質(zhì)溶劑油，增塑劑；生產(chǎn)其他的精細(xì)油脂化合物。

4生物柴油在發(fā)動機上的應(yīng)用實例

由于生物柴油可以與石化柴油以任意比例摻混，因此有相關(guān)高校的研發(fā)機構(gòu)對使用生物柴油的發(fā)動機與行車實驗進行研究，主要著重注意其動力性、經(jīng)濟性和排放性能，優(yōu)化與生物柴油的混合比例；研發(fā)工作過程，為大規(guī)模應(yīng)用提供數(shù)據(jù)等＼[3＼]。在國家“十五科技攻關(guān)計劃“清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)及示范應(yīng)用項目中也提出了子課題“車用生物柴油技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用（編號2003BA408813）。

在實際的應(yīng)用中，首先是在城市公交上的應(yīng)用。先是云南盈鼎生物能源在昆明公交上的生物柴油燃料試行，之后包括上海、溫州等城市也紛紛采用。此外，國外也積極試行了實船試驗研究＼[4＼]，證明了生物柴油作為替代燃料的可行性。但是試行的主要以生物柴油和石化柴油調(diào)合燃料為主，并且都是低比例參入生物柴油，很少有生物柴油直接應(yīng)用的案例。

因此，廈門鑫燁盛能源科技有限公司將自產(chǎn)的生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機上，進行試驗，并且將其送往集美大學(xué)機械與能源工程學(xué)院發(fā)動機實驗室進行檢測。

41試驗設(shè)備、裝置與方法

發(fā)動機：KE493ZQ增壓直噴式柴油機，額定功率66kW，轉(zhuǎn)速3600r/min。

測功機及控制系統(tǒng)：DW160電渦流測功機、EMC900 （江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

油耗儀：ZB2000（江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

排氣分析儀：FLA—01（廣州福立分析儀器有限公司佛山分公司）。

煙度計：AVL439 不透光煙度計。

試驗方法：燃用不同燃料，發(fā)動機按2200r/min負(fù)荷特性運行，即保持轉(zhuǎn)速2200r/min不變，通過改變負(fù)荷，測量發(fā)動機燃油消耗率、排氣及煙度等參數(shù)。

2014年8月[10SS]綠色科技第8期

鐘慶有，等：生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機的探討endprint

摘要：介紹了生物柴油和它的優(yōu)點，其在國內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用。通過試驗數(shù)據(jù)與普通柴油對比，證明生物柴油完全可以應(yīng)用于發(fā)動機，并且通過試驗提出了使用過程中存在的問題。

關(guān)鍵詞：生物柴油；發(fā)動機；柴油；燃料；調(diào)合燃料

中圖分類號：K42171

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）0802803

[FL（2K2]

1引言

石油資源是當(dāng)今工業(yè)社會的基礎(chǔ)，它是一種非常重要的能源，也可以說是現(xiàn)代經(jīng)濟的血液。隨著石油儲量的減少，以及對柴油的需求越來越大，近年來國內(nèi)外將目光轉(zhuǎn)向了替代燃料。其中，生物柴油以其許多突出的特性引起了世界各國的注意。

2生物柴油概述

生物柴油（Biodiesel）指的是通過可再生的天然油脂原料生產(chǎn)的一種柴油，即由動植物油脂與醇類（主要是甲醇）經(jīng)過在催化作用下酯交換反應(yīng)獲得的長鏈脂肪酸單烷基酯，最典型的就是C16-C18的脂肪酸甲酯＼[1＼]。

生物柴油屬于生物質(zhì)能，屬于可再生能源，可以通過農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力保證其供給，并且與普通柴油相比，它還有以下的優(yōu)點。

（1）具有較好的潤滑性，降低發(fā)動機的磨損，延長使用壽命；

（2）閃點高，安全性能好；

（3）十六烷值高，燃燒性能更好；

（4）硫含量較低，不含鉛、芳香烴及鹵化物，廢氣的危害更小；

（）生物分解性高，有利于保護環(huán)境。

3生物柴油的發(fā)展和應(yīng)用

生物柴油最早誕生于1988年，由德國聶爾公司發(fā)明。歐洲也是最早研發(fā)和應(yīng)用生物柴油的，主要以菜籽油為原料制備，生物柴油發(fā)展得很快。美國是世界最大的大豆生產(chǎn)國，其大豆油除自用和出口外尚有剩余，而且大豆生產(chǎn)尚有進一步發(fā)展的余地，因此美國生產(chǎn)生物柴油的主要原料是大豆油。此外，各國均以本國具體情況進行生物柴油的研發(fā)，如巴西和阿根廷同樣也是利用大豆，馬來西亞和印度尼西亞則是利用棕櫚油等＼[2＼]。而我國素有“不與食用糧油爭地的原則，因此目前主要以地溝油為主的廢棄動植物油脂作為原料進行生產(chǎn)。

自2007年發(fā)布了《柴油機燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）》的國家標(biāo)準(zhǔn)以后，我國的生物柴油生產(chǎn)有了一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而生物柴油現(xiàn)在的應(yīng)用多是與石化柴油以一定比例混合，而通過實驗證明，生物柴油以%的配比加入到柴油中，可以達到輕柴油的國家標(biāo)準(zhǔn)，流動性有所改善，并且燃燒性能和運輸安全性也有保障，具有實用價值＼[3＼]。因此2010年又發(fā)布了主要適用于壓燃式發(fā)動機的《生物調(diào)合燃料（B）》的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了現(xiàn)在的生物柴油調(diào)合燃料市場。

由此可知現(xiàn)在生物柴油的主要應(yīng)用在于與石化柴油調(diào)配使用，提高燃料的性能。此外生物柴油還有如下的應(yīng)用：做車用燃料潤滑添加劑，改善低硫柴油的潤滑性；機加工的潤滑劑和脫模劑；作為優(yōu)質(zhì)溶劑油，增塑劑；生產(chǎn)其他的精細(xì)油脂化合物。

4生物柴油在發(fā)動機上的應(yīng)用實例

由于生物柴油可以與石化柴油以任意比例摻混，因此有相關(guān)高校的研發(fā)機構(gòu)對使用生物柴油的發(fā)動機與行車實驗進行研究，主要著重注意其動力性、經(jīng)濟性和排放性能，優(yōu)化與生物柴油的混合比例；研發(fā)工作過程，為大規(guī)模應(yīng)用提供數(shù)據(jù)等＼[3＼]。在國家“十五科技攻關(guān)計劃“清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)及示范應(yīng)用項目中也提出了子課題“車用生物柴油技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用（編號2003BA408813）。

在實際的應(yīng)用中，首先是在城市公交上的應(yīng)用。先是云南盈鼎生物能源在昆明公交上的生物柴油燃料試行，之后包括上海、溫州等城市也紛紛采用。此外，國外也積極試行了實船試驗研究＼[4＼]，證明了生物柴油作為替代燃料的可行性。但是試行的主要以生物柴油和石化柴油調(diào)合燃料為主，并且都是低比例參入生物柴油，很少有生物柴油直接應(yīng)用的案例。

因此，廈門鑫燁盛能源科技有限公司將自產(chǎn)的生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機上，進行試驗，并且將其送往集美大學(xué)機械與能源工程學(xué)院發(fā)動機實驗室進行檢測。

41試驗設(shè)備、裝置與方法

發(fā)動機：KE493ZQ增壓直噴式柴油機，額定功率66kW，轉(zhuǎn)速3600r/min。

測功機及控制系統(tǒng)：DW160電渦流測功機、EMC900 （江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

油耗儀：ZB2000（江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

排氣分析儀：FLA—01（廣州福立分析儀器有限公司佛山分公司）。

煙度計：AVL439 不透光煙度計。

試驗方法：燃用不同燃料，發(fā)動機按2200r/min負(fù)荷特性運行，即保持轉(zhuǎn)速2200r/min不變，通過改變負(fù)荷，測量發(fā)動機燃油消耗率、排氣及煙度等參數(shù)。

2014年8月[10SS]綠色科技第8期

鐘慶有，等：生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機的探討endprint

摘要：介紹了生物柴油和它的優(yōu)點，其在國內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用。通過試驗數(shù)據(jù)與普通柴油對比，證明生物柴油完全可以應(yīng)用于發(fā)動機，并且通過試驗提出了使用過程中存在的問題。

關(guān)鍵詞：生物柴油；發(fā)動機；柴油；燃料；調(diào)合燃料

中圖分類號：K42171

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）0802803

[FL（2K2]

1引言

石油資源是當(dāng)今工業(yè)社會的基礎(chǔ)，它是一種非常重要的能源，也可以說是現(xiàn)代經(jīng)濟的血液。隨著石油儲量的減少，以及對柴油的需求越來越大，近年來國內(nèi)外將目光轉(zhuǎn)向了替代燃料。其中，生物柴油以其許多突出的特性引起了世界各國的注意。

2生物柴油概述

生物柴油（Biodiesel）指的是通過可再生的天然油脂原料生產(chǎn)的一種柴油，即由動植物油脂與醇類（主要是甲醇）經(jīng)過在催化作用下酯交換反應(yīng)獲得的長鏈脂肪酸單烷基酯，最典型的就是C16-C18的脂肪酸甲酯＼[1＼]。

生物柴油屬于生物質(zhì)能，屬于可再生能源，可以通過農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力保證其供給，并且與普通柴油相比，它還有以下的優(yōu)點。

（1）具有較好的潤滑性，降低發(fā)動機的磨損，延長使用壽命；

（2）閃點高，安全性能好；

（3）十六烷值高，燃燒性能更好；

（4）硫含量較低，不含鉛、芳香烴及鹵化物，廢氣的危害更??；

（）生物分解性高，有利于保護環(huán)境。

3生物柴油的發(fā)展和應(yīng)用

生物柴油最早誕生于1988年，由德國聶爾公司發(fā)明。歐洲也是最早研發(fā)和應(yīng)用生物柴油的，主要以菜籽油為原料制備，生物柴油發(fā)展得很快。美國是世界最大的大豆生產(chǎn)國，其大豆油除自用和出口外尚有剩余，而且大豆生產(chǎn)尚有進一步發(fā)展的余地，因此美國生產(chǎn)生物柴油的主要原料是大豆油。此外，各國均以本國具體情況進行生物柴油的研發(fā)，如巴西和阿根廷同樣也是利用大豆，馬來西亞和印度尼西亞則是利用棕櫚油等＼[2＼]。而我國素有“不與食用糧油爭地的原則，因此目前主要以地溝油為主的廢棄動植物油脂作為原料進行生產(chǎn)。

自2007年發(fā)布了《柴油機燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）》的國家標(biāo)準(zhǔn)以后，我國的生物柴油生產(chǎn)有了一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而生物柴油現(xiàn)在的應(yīng)用多是與石化柴油以一定比例混合，而通過實驗證明，生物柴油以%的配比加入到柴油中，可以達到輕柴油的國家標(biāo)準(zhǔn)，流動性有所改善，并且燃燒性能和運輸安全性也有保障，具有實用價值＼[3＼]。因此2010年又發(fā)布了主要適用于壓燃式發(fā)動機的《生物調(diào)合燃料（B）》的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了現(xiàn)在的生物柴油調(diào)合燃料市場。

由此可知現(xiàn)在生物柴油的主要應(yīng)用在于與石化柴油調(diào)配使用，提高燃料的性能。此外生物柴油還有如下的應(yīng)用：做車用燃料潤滑添加劑，改善低硫柴油的潤滑性；機加工的潤滑劑和脫模劑；作為優(yōu)質(zhì)溶劑油，增塑劑；生產(chǎn)其他的精細(xì)油脂化合物。

4生物柴油在發(fā)動機上的應(yīng)用實例

由于生物柴油可以與石化柴油以任意比例摻混，因此有相關(guān)高校的研發(fā)機構(gòu)對使用生物柴油的發(fā)動機與行車實驗進行研究，主要著重注意其動力性、經(jīng)濟性和排放性能，優(yōu)化與生物柴油的混合比例；研發(fā)工作過程，為大規(guī)模應(yīng)用提供數(shù)據(jù)等＼[3＼]。在國家“十五科技攻關(guān)計劃“清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)及示范應(yīng)用項目中也提出了子課題“車用生物柴油技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用（編號2003BA408813）。

在實際的應(yīng)用中，首先是在城市公交上的應(yīng)用。先是云南盈鼎生物能源在昆明公交上的生物柴油燃料試行，之后包括上海、溫州等城市也紛紛采用。此外，國外也積極試行了實船試驗研究＼[4＼]，證明了生物柴油作為替代燃料的可行性。但是試行的主要以生物柴油和石化柴油調(diào)合燃料為主，并且都是低比例參入生物柴油，很少有生物柴油直接應(yīng)用的案例。

因此，廈門鑫燁盛能源科技有限公司將自產(chǎn)的生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機上，進行試驗，并且將其送往集美大學(xué)機械與能源工程學(xué)院發(fā)動機實驗室進行檢測。

41試驗設(shè)備、裝置與方法

發(fā)動機：KE493ZQ增壓直噴式柴油機，額定功率66kW，轉(zhuǎn)速3600r/min。

測功機及控制系統(tǒng)：DW160電渦流測功機、EMC900 （江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

油耗儀：ZB2000（江蘇啟東紅鑫測功器有限公司）。

排氣分析儀：FLA—01（廣州福立分析儀器有限公司佛山分公司）。

煙度計：AVL439 不透光煙度計。

試驗方法：燃用不同燃料，發(fā)動機按2200r/min負(fù)荷特性運行，即保持轉(zhuǎn)速2200r/min不變，通過改變負(fù)荷，測量發(fā)動機燃油消耗率、排氣及煙度等參數(shù)。

2014年8月[10SS]綠色科技第8期

鐘慶有，等：生物柴油應(yīng)用于發(fā)動機的探討endprint