佘芳

摘 要： 自从进入21世纪以来，世界汽车保有量的快速上升，不仅带来了化石燃料的短缺问题，严重污染人类赖以生存的大气环境，因此开发更为经济实用，对环境污染不太严重的新型汽车代用清洁性燃料对社会的可持续发展和环境的保护有着重要的作用。随着汽车工业的发展和环保要求不断提高，以后对汽车使用的燃油质量也会逐步提出新的要求[1]。因此，本文选择对柴油机燃用乳化柴油进行研究。

关键词：柴油 乳化 实验研究

中图分类号：TQ517 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）02-0281-01

一、乳化柴油

1.乳化柴油特点

配制乳化柴油只需简单的设备，操作方便，使用乳化柴油具有能耗低、节省燃油等优点[1]，由于乳化柴油燃烧过程中存在微爆现象，有助于燃料的完全燃烧，并且水煤气具有助燃作用，因此乳化柴油燃烧效率较高，能耗降低，燃烧后废气中烟度降低、污染物减少，有效降低了尾气中的HC、NOx含量和碳烟值，有效减少排放废气对环境的污染，还节省了一部分的燃油。

2.乳化柴油节能减排机理

2.1微爆作用因为乳化柴油是以小水滴高度分散在油中的形式存在的，由于水的沸点为100℃而柴油的沸点为200-350℃，当乳化柴油燃烧时，在高温的燃油室中，每一个包裹在柴油里的小水滴，都比柴油先达到汽化温度，水滴汽化时，使得外面包裹的油膜炸裂分解成无数小油片，每一小油片又在自身表面张力的作用下，重新凝结为一个个更小的小油珠。在这种微爆作用下，乳化柴油的油包水粒子进行了第二次雾化，大幅度增加了柴油与空气的接触面，使燃油分散更好，与空气混合更加均匀，燃烧更加充分，从而改善了柴油机存在的容易燃烧不完全问题，提高了燃烧效率。

2.2加速燃烧反应

油的燃烧主要是其中的C—C键和C—H与O2反应的过程，O2、OH等活性物质的含量以及燃料与其接触面积大小，对碳氢元素是否完全燃烧有着重大的影响。NOx的生成条件主要是高温和富氧，发动机工作时，会吸入至气缸的空气中，主要含有氮气和氧气，两者在气缸里受到高温，经过化学反应生成NOx。乳化柴油中由于含有水，燃烧时油气的混合比例得到了改善[1]，使氧气最大程度参与与柴油的燃烧，而不是和氮气的化学反应，达到充分燃烧的效果，减少了氧气的剩余量[1]；并且油包水粒子里的水汽化会吸收热量，降低了气缸里的温度，防止了火焰出现局部高温，破坏了NOx生成的高温条件，NOx的生成量减少了，因此减少了环境污染。

3.乳化机理

乳化柴油是把水、柴油通过乳化剂、助乳化剂混合在一起，经过乳化设备的乳化而形成的油包水（W/O）型的乳液态燃油。油和水本来是两个不相溶的相，当两者混合在一起后，通过搅拌或超声波震荡后，会形成细小的微粒，油相和水相都存在表面张力，会造成微粒的不稳定，当加入合适的亲水亲油双重性质的乳化剂包裹在两相的界面上后，会降低其表面张力，提高分散微粒的稳定性，从而达到乳化的效果。

二、乳化油国内外发展历史及现状

目前在国外已经开始投入使用了技术比较成熟的乳化油，并获得了良好的效果。许多国家为了支持掺水乳化燃料，都给予了含水乳化燃料不同程度的的税率优惠。

燃油乳化技术在我国的的研究起步较晚，在80年代，此技术的研究进入了低迷时期，到了90年代甚至还出现了“水变油”的闹剧[2]，严重阻碍了乳化油技术在我国的研究，但近几年发展比较迅速，也有许多文献专利发表，张泽斌公开了一种可行的乳化油的乳化剂配方，并成功配制出乳化油；夏百根等对HQ-I型柴油乳化剂进行了柴油乳化工艺条件的筛选实验，最终得到了比较好的的乳化工艺。

三、研究目的与意义

我国对柴油乳化技术研究起步较晚，目前还未开发出稳定性较好、含水量较高的乳化柴油，面对日益严峻的能源危机和严重的环境污染，因此加快研究乳化柴油技术，研究燃用乳化柴油的燃烧特性，分析乳化油的可行性前景，对指导乳化柴油的应有推广具有重大的现实意义[31]。

乳化柴油是一种可以改善环境污染和节能的绿色燃料[4]。乳化柴油的技术在我国还尚处于研究阶段，目前还未作为代用燃料用于柴油發动机。石油燃料燃烧时产生大量的对环境和人体有害的物质，现如今人们的环保意识越来越高，研究新的对环境污染少的绿色可再生能源显得尤为重要。发展乳化柴油，能缓解一部分柴油供应压力，改善汽车尾气排放状况。

四、展望

如今石油资源短缺越来越紧张，环境污染问题也越来越严重，人们的环保意识日益提高，因此发展可替代绿色能源刻不容缓。乳化柴油热值比普通柴油低，要达到相同功率的条件下，乳化柴油的燃油消耗率要比普通柴油高，但配制合理的乳化柴油的排放性能和节能方面表现比较优越，动力性也稳定，能满足汽车内燃机的需要，经济性也好，是一种可行的绿色石油替代燃料。

柴油虽然目前还处于研究发展阶段，但在综合排放性能方面，乳化柴油具有很大的潜力。想要大规模的推广乳化柴油，还需要进一步的研究。

参考文献

[1]李科宇，蒋剑春宇，李翔宇.《乳化柴油的研究进展》 [J]. 生物质化学工程.2010年1月15日.

[2]刘春雨.《柴油机燃用生物柴油的实验研究-排放性能》[D].天津职业技术师范大学.2014年5月19日.

[3]熊云，刘晓，赖蓉.小型发动机使用乳化柴油试验研究[J].后勤工程学院学报；2009年05期.

[4]韩大明，王猛.微乳化柴油的动力经济性及排放试验[J].东北林业大学报.2009年02期.