[发明专利]一种适用于柴油机的棕榈油/乙醇/THF混合燃料

说明书

本发明公开了一种适用于柴油机的棕榈油/乙醇/THF混合燃料，由以下体积分数的组分组成：乙醇57％～67％ 棕榈油29％～39％ THF 3％～6％；所得混合燃料稳定且均相，同时体系整体黏度满足传统柴油燃料要求。乙醇的加入可以提高燃烧效率，降低氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)的排放。四氢呋喃的添加可以对棕榈油与乙醇基础体系的十六烷值起到一定程度的改善作用，并且提高燃烧体系整体密度，使燃油喷射过程中的压力波传递更快，从而提高能量发动机输入能力和动力性能。

技术领域

本发明涉及内燃机可再生替代能源领域，具体涉及一种适用于柴油机的新型混合燃料。

背景技术

棕榈油是由油棕树上的棕榈果压榨而成。棕榈油具有与其它植物油一样的氧化稳定性和挥发性相对较低的优点，但是棕榈油的高粘度与密度成为其作为燃料应用的突出缺陷。因此，长期使用棕榈油会导致发动机耐久性问题，如喷油嘴的结焦、燃料雾化不良、较高的NOx排放以及活塞环的粘附。由于其高粘度的限制，棕榈油作为柴油替代燃料的使用进展缓慢。

目前，国内外棕榈油生物柴油加工技术研究显示目前应用棕榈油制备生物柴油的方法主要有，一是用浓硫酸将棕榈油预酯化，再以氢氧化钾为催化剂进行酯交换反应。二是采用镁铝水滑石固体碱催化酯交换棕榈油制备生物柴油。三是以棕榈油为原料油，通过甲醇酯交换一步反应制备生物柴油。参考{李彦.新兴柴油替代品——棕榈油甲酯作为生物柴油[J].中国林业产业,2017(03):58-59.}比如，叶微通过加入液体催化剂[HSO_3-BMIM]HSO₄，并采用微波强化的方法，提高了棕榈油和甲醇酯交换反应的速率，并提高了反应产率。在醇油摩尔比为11:1，催化剂用量9.17％，微波功率为168W的条件下，反应时间6.43h，生物柴油收率为98.93％。参考{叶微.微波强化转酯化制备生物柴油的研究[D].天津大学,2017.}

但上述燃料生产方式依旧依赖与制备生物柴油。在此制备过程中会造成一定的能量损失且制备步骤繁琐。现有方法不能避免因转酯化反应造成的燃料制备过程中的原料油损耗，且在制备生物柴油的反应过程中也需要消耗相应的催化剂。为了避免这类损耗，寻求直接应用生物柴油原料油的方法是十分必要的。

由于乙醇具有较低的密度和粘度，较高的蒸发潜热和低热值，因此添加乙醇可以降低棕榈油燃料体系的密度与粘度以及燃烧温度，从而减少氮氧化物排放。然而，由于乙醇的十六烷值相对较低，将棕榈油与乙醇混合会降低十六烷值且二者的互溶能力并不显著。四氢呋喃(THF)具有与传统燃料相似的CO、NO和功率输出，已经被广泛应用于混合燃料体系中。作为一种十六烷值改进剂,THF同时具有较低的粘度的密度特性，可以很好的满足我们降低燃料体系密度与粘度，并且提高体系十六烷值的需求。且四氢呋喃自身含氧，有利于进一步降低排放。但目前针对于含THF混合燃料的研究还仅局限于生物柴油及柴油领域，还未有将之应用于棕榈油/乙醇燃料体系的相关报道。

目前未见到棕榈油/乙醇/THF混合燃料的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种有利于降低CO、HC、PM排放的适用于柴油机的棕榈油/乙醇/THF混合燃料。

本发明的一种适用于柴油机的棕榈油/乙醇/THF混合燃料，由以下体积分数的组分组成：

乙醇57％～67％棕榈油29％～39％THF 3％～6％；

所述棕榈油为市售24度棕榈油；

所述乙醇质量百分比浓度大于等于99.5％；

所述THF质量百分比浓度大于等于99.0％。

本发明提供的适用于柴油机的新型混合燃料具有以下优点：