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乳化油性能解析
時間:2018-10-16

        通常所說的乳化油是將燃油(汽油、柴油或重油)70%~90%加水近30%~10%(質

量比,下同),再加添加劑0.5%~1%,而后通過專用設備進行乳化。使油液成為油包水型分子基團,該分子基團的顆粒一般為0.5~10?μm,顆粒越小、越均勻,乳化油的穩定期越長,一般1~6個月,乳化油的油水分離即破乳,破乳后將失去其性能。

        乳化油燃燒過程的物理作用即所謂“微爆”理論。油包水型分子基團,油是連續相,水是分散相。由于油的沸點比水高,受熱后水總是先達到沸點而蒸發或沸騰。當油滴中的壓力超過油的表面張力及環境壓力之和時,水蒸氣將沖破油膜的阻力使油滴發生爆炸,形成更細小的油滴,這就是所說的微爆或稱二次霧化。爆炸后的細小油滴更容易燃燒。因此,油液燃燒的更完全,使內燃機或油爐達到節能之效果。化學作用即水煤氣反應。許多文獻在談到乳化油節能、降污的原因時,指出了水煤氣反應的重要性。在缺氧條件下,燃料中由于高溫裂解產生的碳粒子,能與水蒸氣反應生成CO和H2,使碳粒子能充分燃燒,提高了燃燒率,降低了排煙中的煙塵含量,經環保部門檢測,煙度可降低50%。

        通過上述的微爆及水煤氣反應,乳化油燃料可獲得減輕大氣污染和節約能源的雙重效果。但是獲得此雙重效果是有條件的。例如,柴油機使用乳化柴油,在氣缸內高壓條件下,由于油滴蒸發速率受到抑制,因此,延長了油滴的蒸發時間。油滴中的水分在此時間內不斷蒸發,微爆力度相對減弱。從微爆角度認識,柴油機不可能獲得大幅度節油的效果。但在氣缸內缺氧的條件下容易得到滿足,為水煤氣反應創造了條件。乳化柴油在柴油機的運行實驗證明,除節能、降污的效果外,氣缸不腐蝕、不磨損、不積炭,其動力性能基本保持不變。又如,常壓工業鍋爐具備產生微爆與水煤氣反應的雙重條件,故常壓工業鍋爐使用乳化重油可以收到良好的效果。? ??前面談到的微爆也好,水煤氣反應也好,都離不開水,水在其中起到的作用被稱為“媒介”作用。在上述過程中水不會消耗,也不會增加,它的綜合作用是使碳粒子得到充分燃燒,抑制NOx的生成。這是否意味著摻水越多越好呢?不然,許多實驗證明,摻水量增加,柴油打火難度也增加,甚至打不著火;摻水量增加,柴油機動力性能下降。另外,在燃燒過程中,大量的潛熱與顯熱被蒸氣帶走,增加了排煙熱損失,降低了熱效率。因此,摻水量的多少十分重要,適量摻水既節能又降污,摻水量過大反而達不到預期效果。這也是符合辯證法的。摻水量的多少有個“度”,眾多實驗認為這個度為10%~30%(30%時打火啟動比較容易)。水在起媒介作用的同時,高溫、高壓的水蒸氣,在膨脹過程中也要做功(即蒸汽機原理),這部分功同油燃燒做功一樣被利用。這是水的第2個作用。

        粒度:乳液中油包水型粒子的直徑和微爆有關,對乳化液的穩定更為重要。粒子直徑愈小,油滴中水的質量減少,而油膜的表面張力相對增加,穩定期愈長;但油滴太小,也會因上述原因使微爆力度下降。乳化柴油粒度為1~10?μm,而且5?μm的占90%是比較好的。? ??對重油來說,乳化比較困難,但一旦乳化成功,卻不容易破乳。原因之一是水和重油的密度很接近;另外,重油中含有瀝青質和石蠟,它就是一種天然乳化劉。乳化重油粒度一般為2~20?μm,而且10?μm以下占90%就可以了。

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