从燃烧热值来看,生物甲酯燃料的热值高达11000大卡,温度可达1200多度,耐用度极高。例如,炒一盘菜,天然气要5分钟,甲酯燃料只要2-3分钟,这得益于其高燃烧温度和高热值。在安全性能方面,生物甲酯燃料闪点高,不属于危化品,不易燃烧引起爆炸。如不慎着火,可用水浇灭火焰,不会造成危险,也不容易因漏气造成中毒事故。无论是运输还是储存,都相对安全便捷,只需普通的简单塑料桶就能储存起来,只需要一根管道就能被运送到各个地方。
二、甲酯复合型生物清洁燃料的特点
(一)可再生性
(二)环保性
这种燃料在燃烧过程中产生的二氧化碳可被植物吸收,形成碳循环,从而有效降低温室气体排放。与传统燃料相比,甲酯复合型生物清洁燃料产生的硫化物和氮化物等污染物少,有助于改善空气质量。例如,使用甲酯复合型生物清洁燃料的车辆每行驶一定里程所产生的二氧化碳量比使用传统柴油的车辆降低约一定比例,氮氧化物排放量比传统燃料降低了约50%,颗粒物排放量降低约70%。
(三)高热值
甲酯复合型生物清洁燃料的热值高达11000大卡,温度可达1200多度,耐用度极高。在实际使用中,炒一盘菜,天然气要5分钟,而甲酯燃料只要2-3分钟,这充分体现了其高热值带来的高效性。高燃烧温度和高热值使得燃料在燃烧时能够释放出更多能量,提高能源利用效率。
(四)安全性能高
甲酯复合型生物清洁燃料闪点高,不属于危化品,这意味着在运输和储存过程中不易燃烧爆炸,降低了安全风险。如不慎着火,可用水扑灭,为意外情况的处理提供了便利。同时,运输储存安全便捷,用普通塑料桶即可储存,一根管道就能被运送到各个地方。相比之下,传统燃料的储存和运输需要特定的容器和设备,成本较高且操作复杂。
三、甲酯复合型生物清洁燃料的生产
(一)生产所需原料及配比
1.基础原料与添加剂:
主要原料包括国标柴油、煤油、脂肪酸甲酯等。国标柴油在混合燃料中起到稳定燃烧的作用;煤油可以改善燃料的挥发性和流动性;脂肪酸甲酯作为主要的生物成分,为燃料提供可再生性和环保特性。
添加剂有十六烷值提高剂、三乙醇胺、碳酸二甲酯、抗氧化剂等。十六烷值提高剂的添加比例在0.5%-1%之间,可有效提升燃料的十六烷值,改善燃烧性能。三乙醇胺添加比例通常在0.1%-0.3%,起到清洁和防锈的作用。碳酸二甲酯添加比例大约在5%-10%,作为含氧添加剂,能够提高燃料的含氧量,促进燃烧更加充分。抗氧化剂添加比例一般在0.05%-0.1%,可以防止燃料在储存和使用过程中氧化变质。
2.特殊原料及作用:
含金属和无灰型助燃剂可提高燃烧效率。含金属的助燃剂如碱金属化合物(如KNO3、NaNO3)、碱土金属化合物(如Ca、Mg、Ba的羧酸盐)等,可以在燃烧过程中降低燃油分子C-H键的活化性能,提高氧化链引发速度,有利于燃油分子的雾化扩散和氧化燃烧,降低燃油的燃点,促进其着火性。同时,还具有催化碳粒氧化和反催化燃油分子在高温缺氧条件下热裂解作用,提高了燃油的燃烧速度,使燃烧更加充分,有效减少碳烟排放。无灰型助燃剂如含氧、含氮的羟基、胺基、羰基、羧基以及醚键和酯键等官能团的芳香族、脂肪族、聚合物等取代的单一有机物或多功能复合有机物,不含金属成分,不会造成二次污染,对发动机的耐久性影响较小。它们可以通过改善燃烧过程中的氧含量分布、促进燃料分子与氧气的结合等方式,提高燃烧效率,增强燃料的稳定性。
(二)生产步骤详解
3.原料混合与反应:
4.共溶剂的加入与反应:
5.产品分离与成品获得:
产品分离是生产过程中的关键步骤。二甲醚加入密封储罐内回流均匀后,与脂肪酸甲酯相互溶解。随着反应的进行,密封储罐内的压力逐渐下降至101.3KPa,温度逐渐下降至常温。当达到这些特定值时,脂肪酸甲酯与二甲醚完全溶解。此时,从得到的产品中分离出副产品甘油。分离过程可以采用物理方法,如过滤、离心等,获得甲酯复合型燃料成品。
四、甲酯复合型生物清洁燃料的优势
(一)降低油耗
甲酯复合型生物清洁燃料的燃烧效率比传统柴油高约30%,这使得车辆在实际使用中油耗明显降低。例如出租车、物流公司货车等使用后,每百公里油耗显著下降。某出租车司机将车辆燃料更换为甲酯复合型燃料后,每百公里的油耗从原来的8升降低到了5升左右;某物流公司的货车使用甲酯复合型燃料后,油耗降低了约20%。这种高燃烧效率源于其独特的成分构成,主要成分脂肪酸甲酯等具有较高能量密度,燃烧过程更加充分,能将绝大部分化学能转化为机械能,减少能量浪费。在相同行驶里程下,使用甲酯复合型燃料的车辆所需燃料量更少,从而有效降低了油耗。
(二)提升爱车性能
7.燃烧效率提高:这种燃料通常具有较高的氧含量,有助于更完全地燃烧燃料。氧是燃烧的关键因素之一,高氧含量能够使燃料在燃烧过程中更加充分地与氧气结合,减少未燃尽的碳氢化合物排放。据研究表明,使用甲酯复合型燃料的车辆,其未燃尽的碳氢化合物排放量比使用传统燃料的车辆降低了约40%。同时,高燃烧效率意味着更多的能量从燃料中释放出来,并转化为机械能,从而提高了车辆的燃油经济性。例如,一辆使用甲酯复合型燃料的汽车,在相同的行驶里程下,所需的燃料量比使用传统燃料的汽车减少了约25%。
排放控制优化:甲酯复合型燃料能够显著降低氮氧化物、颗粒物等有害气体的排放,部分燃料还具有低硫含量特点。与传统燃料相比,它的燃烧过程更加清洁,产生的污染物更少。例如,甲酯复合型燃料燃烧时产生的氮氧化物排放量比传统燃料降低了约50%,颗粒物排放量降低了约70%。这不仅有助于改善空气质量,也符合现代社会对环保的要求。