生物质柴油指标和检测方法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、生物柴油指标及检测方法生物柴油指标及检测方法第1页一、生物柴油组成及指标生物柴油生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。作为柴油替换燃料,生物柴油应该满足柴油使用要求,才能确保其作为燃料使用。所以,评价生物柴油是否能够作为柴油替换燃料,首先应该看其是否含有同矿物柴油相近性质,主要有以下几方面性质和考查指标:良好燃烧性能十六烷值;良好蒸发性能馏程及馏出温度;良好常温和低温流动性能黏度、密度及冷滤点;良好安全性闪点、燃点;对发动机无腐蚀酸度及酸值;良好动力性能热值。其次,受生产原料和工艺影响生物柴油特有指标,如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷含量等。第2页1十六烷值(CN值)燃烧性能是评价燃料油品
2、质主要指标,而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏主要指标。柴油机属压燃式发动机,要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后,在高温高压条件下自然,并在气缸中燃烧作功。柴油CN值影响整个燃烧过程。CN值低,则燃料发怒困难,滞燃期长,发动机工作时轻易爆震;而当CN值过高时,反而会因滞燃期太短而造成燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。普通认为,适宜柴油CN值应为4560,能够确保柴油均匀燃烧,热功率高,耗油量低,发动机工作平稳,排放正常。生物柴油CN值比普通矿物柴油要略高,通常为5060之间。美国家标准准要求生物柴油十六烷值不低于47,欧洲标准要求超出51,中国家标准准要求大于49
3、。十六烷值是在可变压缩比单缸柴油机上按国家相关标准进行测定。假如试油和某一标准燃料在同一条件下同期闪火,所需要压缩比相同,则它们十六烷值相同。这一标准燃料中所含十六烷值百分数即是试油十六烷值。通常将这种测定方法称为同期闪火法(GB386-64),也是我国采取测定方法。第3页2馏程(95)生物柴油是由一系列复杂脂肪酸甲酯组成混合物,因而与纯化合物不一样,没有一个固定沸点,其沸点随气化率增加而不停升高,所以生物柴油沸点以某一温度范围表示,这一温度范围称沸程或馏程。柴油馏程是确保柴油在发动机气缸内快速蒸发气化和燃烧主要指标。为确保良好低温开启性能,要有一定轻质馏分,使其蒸发速度快,有利于形成可燃混合
4、气,燃烧速度快。我国轻柴油指标要求,95%馏出温度不得高于360365。馏程测定方法采取GB25564。方法概要:100毫升试样在要求仪器及试验条件下,按产品性质要求进行蒸馏,系统观察温度读数和冷凝液体积,然后从这些数据算出测定结果。第4页3运动黏度运动黏度是衡量燃料流动性能及雾化性能主要指标。运动黏度太高,流动性就差,会使成油困难,同时喷出油滴直径过大,油流射程过长。使得油滴有效蒸发面积降低,蒸发速度减慢,还会引发混合气组成不均匀,燃烧不完全,燃料消耗量大。而黏度过低时流动性会过高,会使燃料从油泵柱塞和泵筒之间空隙流出,致使喷入气缸燃料降低,发动机效率下降。同时雾化后油滴直径过小,喷出油流射
5、程短,不能与空气均匀混合,燃烧不完全。普通认为黏度在1.96.0mms之间适合做柴油机燃料使用。生物柴油碳链长度普通为l420个碳原子,而矿物柴油为8一l0个碳原子。所以生物柴油黏度要比矿物柴油稍高一些(如表1)。将生物柴油以一定百分比与矿物柴油或其它溶剂混合,能够有效降低其黏度并改进其低温性能。运动黏度测定可按GBT26588进行。方法概要:是在某一恒定温度下,测定一定体积液体在重力下流过一个标定好玻璃毛细管粘度计时间,粘度计毛细管常数与流动时间乘积,即为该温度下测定液体运动粘度。第5页4密度油品密度大小对燃料从喷嘴喷出射程和油品雾化质量影响很大。燃油密度和粘度改变会造成发动机功率改变最终造
6、成燃油消耗和发动机排放物也发生改变。降低油品密度可降低HC、N0、和颗粒物排放。0号柴油密度约为0.83gcm,2号柴油约为0.85gcm,生物柴油密度比柴油略高2%-7%,普通在0.860.90scm之间。密度测定普通采取GB5526-85要求方法。其实就是液体比重天平法。第6页5闪点及燃点油品在要求条件下加热到它蒸气与火焰接触发生闪火时最低温度,称为闪点;油品在要求条件下加热到能被接触到火焰点着并燃烧且不少于5s时最低温度,称为燃点。测定油品闪点意义是:从油品闪点能够判断其馏分组成轻重,普通来说,油品蒸气压越高,馏分组成越轻,其闪点越低;闪点是油品(汽油除外)爆炸下限温度,即在此温度下油品
7、碰到明火会马上发生爆炸燃烧。闪点能够判定油品发生火灾危险性,燃点越低,燃料越易燃。生物柴油闪点最小值为110度。闪点测定有闭口杯法(GBT261-83)和开口杯法(GBT267-88)。闭口杯法多用于轻质油品,开口杯法多用于润滑油及重质油品。闭口杯法中试油在密闭油杯中加热,只在点火瞬时才打开杯盖;开口杯法中试油是在敞口杯中加热,蒸发油气能够自由向空气中扩散,测得闪点较闭口杯法为高。测定闪点时,将试油装入油杯,在要求条件下加热蒸发,控制升温速度,在到达预期闪点温度前10时,每间隔一定温度,按要求方式,进行点火试验,直至出现闪火现象,即发生闪火现象最低温度为试油闪点。第7页6酸度及酸值油脂酸度(值
8、)是指中和单位质量油脂中酸性物质所需碱量。柴油酸度对发动机工作情况影响很大,酸度(值)大柴油会使发动机内积炭增加,造成活塞磨损,使喷嘴结焦,影响雾化和燃烧性能;酸度(值)大还会引发柴油乳化现象。酸度和酸值是衡量油品腐蚀性和使用性能主要依据。经过酯交换制备生物柴油,仅含有极微量脂肪酸、环烷酸等有机酸和硫等,酸值较低,普通在05mgKOHg以下,远低于优质柴油酸度(5mgKOHg)。酸值测定,我国采取SH/T0264标准。此标准采取沸腾乙醇抽出试样中酸性组分,以碱性蓝6B或甲酚红为指示剂,使用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。第8页7热值热值是生物柴油应用于发动机基本衡量指标,关系到发动机动力性能。生物柴
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