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          節能環保分析

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          節能環保分析

          節能環保分析范文第1篇

          關鍵字:建筑節能設計;設備節能設計;電氣節能設計;分析

          中圖分類號:S611文獻標識碼: A

          Abstract: in recent years, with the rapid development of the national economy, economy of Xinjiang has been rapid development and prompted the building in large numbers.With these buildings being gone up at the same time, Xinjiang has brought great pressure on resources and environment, therefore, architectural designers have to face the great difficult problemhow to carry out energy-saving environmental protection designs to solve the contradiction between economic development and resources, environment.This paper takes Xinjiang Yili Kazak Autonomous Prefecture Huocheng county a square this project as an example, analyses the project of existing resources and using requirements, according to the relevant standards,and proposes three designs, the architectural design ,electrical energy-saving design, energy-saving design,which arethe purpose of energy saving and environmental protection design.

          Keywords: architectural design; energy-saving design; electrical energy saving design; analysis

          一、前言

          隨著新疆經濟的快速發展,各項建設取得巨大成就的同時,新疆面臨巨大的資源和環境被破壞的壓力,經濟發展與資源環境被破壞的不平衡表現得越來越明顯,新疆人民的環保意識逐漸增強,珍惜自然能源的呼聲越來越高,節約資源與保護環境也成為當地人民的共識。因此,從建筑物的設計出發,建筑者設計出環保節能的建筑以滿足人們對建筑物的功能需求。

          二、項目介紹

          該廣場位于伊犁哈薩克自治州霍城縣境內,地處東經80°9′42″~91°01′45″,北緯40°14′16″~49°10′45″,距伊寧市90公里,距烏魯木齊市670公里。項目位置位于霍爾果斯口岸,該口岸是新疆對外貿易的重要通道,是我國與西亞、中東諸國進行貿易的國際通道,具有重要的戰略地位。該項目規劃基地面積27085.70。土地使用性質為商業商務用地,用地東鄰H-3路,南臨H-F路。規劃建成集商場、商業街、高品質寫字樓為一體的大型商業項目,其中商場和商業街規劃建筑面積30163.74平方米,公寓式辦公樓規劃建筑面積51075.89平方米,地下規劃建筑面積44687.58平方米(不計容積率)。

          三、建筑節能設計

          該項目位于祖國的西北邊陲,新疆西北部。項目所在地區極端最高氣溫42.8℃,極端最低氣溫-51.0℃,其中年平均氣溫10.4℃,年平均日照時數2898.4小時,夏季白天時間長達14~16小時,冬季平均氣溫-7.9℃、最低氣溫-26.1℃,冬季從10月到來年的4月左右,時間長達半年。

          結合該地區夏季日照時間長,冬季寒冷的自然條件的特點,該項目在建筑節能設上進行夏季隔熱、冬季保溫,利用豐富日照條件,推廣太陽能技術的運用,積極發展室外太陽能照明燈具、各戶住宅發展太陽能熱水器等。該項目外墻面采用保溫隔熱一體板外墻體系,外窗采用聚氯乙稀塑料窗,保溫隔熱一體板外墻體系,力爭冬天暖氣不外逸,夏季酷熱不內滲,不止水體,夏季可使室內局部小氣候局部降溫,減少空調耗能。

          四、設備節能設計

          該項目所在地區冬季時間長,因此做好采暖供熱設計顯得尤為重要。本項目在設備節能設計時,采用分戶供暖、熱表計量、室外管網保溫。依據GB50019-2003,本項目采用循環水泵、風機等熱交換設備,通過調節熱交換設備二次水供水溫度來控制室溫,二次水供水溫度由氣候補償器控制,根據室外氣溫變化,當供水溫度超過設定值時,一次水供水管上的電動調節閥關小,熱水流量減少,以達到節能的目的。

          新疆物產資源豐富,但水資源嚴重短缺,該項目所在地區也不例外,因此設備節能設計考慮到了這一點,設備設計了水回用系統,公共衛生間采用感應式水嘴和感應式小便器沖洗閥,蹲便器采用腳踏式自閉沖洗閥或感應式沖洗閥,洗手盆采用感應式龍頭,水池、水箱溢流水位均設報警裝置,防止進水管閥門故障時,水池、水箱長時間溢流排水;各用水單位和個人均設置水表計量,督促使用者的節約用水,設置雨水儲存設備以及綠地回滲地下收集設備,將收集起來的雨水及下滲的地下水用于景觀用水及綠地灌溉,這樣設計大大地提高了水的利用率,節約了大量的水資源。

          五、電氣節能設計

          該項目從低耗節能出發,電氣節能設計采用小尺寸、低功耗、低噪音、高負載率的NOMEX紙絕緣通風型H級干式變壓器,并將變壓器安裝在小型化真空斷路器柜,在滿足功能要求的同時減小了變配電室的土建面積。照明系統一律設計采用高光效、低功率節能燈或燈具,大空間、室外和公共場所設計安裝分布式集中照明控制系統,滿足照明的同時,節約電能。結合當地日照時間長的特點,在局部區域設計安裝太陽能熱水器,可為用戶提供生活熱水。

          六、結語

          新疆資源豐富,但并非取之不盡用之不竭,為了區域可持續發展,在發展經濟的同時也要做好節能環保工作。本項目基于節能環保這一理念,分析項目所在地區的實際情況,依據相關的環保節能規定,應地制宜地進行建筑節能設計、設備節能設計、電氣節能設計,實現了建筑物的功能,也節約了資源保護了環境。節能設計是建筑設計者需要解決的問題,也是建筑主管部門以及國家共同關注的問題。

          參考文獻

          [1] 《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005);

          [2]《公共建筑節能設計標準新疆維吾爾自治區實施細則》(XJJ034-2006);

          [3]王洪波.淺談建筑節能減排[J].陜西綜合經濟,2007,(05);

          節能環保分析范文第2篇

          關鍵詞:節能;電氣設計;解決措施

          Abstract: Energy saving and environmental protection in the modern era of scarce resources, has become a key issue of concern in the community, especially in the electrical setting aspects of the construction industry is particularly important, how to embody both energy conservation and environmental protection in the building electrical? This has been a concern of the electrical industry, architectural design principles by analyzing the electrical, electrical design measures.Keywords: energy conservation; electrical design; remedies

          中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

          當今社會是一個資源緊缺的社會,節能已經成為人們關注的一個重要問題,尤其是電氣的節能。我國人口眾多且正處于發展之中,因此成為一個用電的大國,節能口號的提出為建筑行業的電氣設計帶來了一大挑戰,如何才能夠在這種節能環保背景下優化我國的建筑電氣設計?本文主要論述了我國電氣節能設計的現狀和應該遵循的基本原則,闡釋了節能環保背景下建筑電氣的節能設計具體措施,以便更好的指導建筑行業電氣節能設計。

          1、我國建筑電氣節能現狀

          雖然我國已經順應節能環保的大趨勢,在建筑電氣的環保設計上有了很大的進步,而且采取措施在建筑電氣節能的管理、施工、設計等方面作出了很大的努力,也開展過有關節能降耗的大量工作,但仍然不夠完善,在進行電氣節能的各種具體方案、措施制定過程中沒有尊重實際,進行統籌分析。

          許多的工程師也沒有對建筑工程內部進行系統的考察和了解,因此常常造成電氣設計的結構不合理。在具體開展節能工作時,節能產品的選擇和安裝單一、片面。自動化的基礎設備嚴重匱乏,對當前節能產品的選擇過于不重視,更不能進行行之有效的實地電氣跟蹤記錄和電氣設備的跟蹤管理。這樣常導致建筑電氣節能系統的癱瘓,不能有效起到預定的結果。

          建筑電氣設備的安裝并不代表工作的結束,我國的建筑電氣節能設備應該說都是比較先進的,但是一些建筑行業在安裝完這些節能設備后不注意檢查和維護,而常常導致這些節能設備不能充分的發揮其節能效果,有的甚至于起到了反效果或阻礙其他的節能設備的正常使用。

          我國建筑電氣的節能的發展還處于起步階段,節能環保背景下建筑電氣的各種問題都還是比較突出的,建筑電氣的節能更新是一個長遠的目標,因此,在節能環保背景下建筑電氣節能設計的發展現在將處于繼續探索中。

          2、節能環保背景下建筑電氣的節能設計的基本原則

          在節能環保的要求下,電氣節能變得日益重要,它作為建筑節能的重要組成部分,應該遵循這種節能時代的要求,從可靠性、經濟性及有效性等方面進行綜合考慮。電氣節能并不意味著降低生活標準或者建筑的使用功能,它必須通過合理的設計,遵循一定的原則才能達到節能目的。

          1.1節約不必要的能量消耗

          節能環保是電氣節能設計的主要目的,也是重要的著眼點。所謂電氣的節能設計當然也就是指節省那些不必要的能量消耗。如何來區分哪些是有用的消耗,哪些是無謂的消耗?這首先就需要知道電氣設備在建筑物具置的具體功能,然后再考慮針對這些具體功能選擇應該采取的節能措施。如變壓器在功率上的損耗量,傳輸電能線路上的有功損耗等等屬于無用的能量損耗,再如面積廣且數量多的照明容量等也都可以采用先進的電氣節能技術降低其能耗量。

          1.2滿足建筑物的用電功能

          電氣節能不能只一味的追求節能而忽視實用,還要注意滿足建筑物的主要功能,例如,滿足建筑物照明條件在色溫、顯色指數、照度的具體要求;滿足居民對于空調的新風量和溫度的需求;居民對于舒適的衛生條件的需求;能夠使左右、上下的運輸通道能夠通暢無阻;滿足一些娛樂場所的電氣設施的正常用電,展廳的工藝照明及電力用電等。電氣的節能環保必須建立保證正常的建筑物的用電功能上。

          1.3考慮實際經濟效益

          電氣的節能要根據國情考慮,滿足實際的經濟效益。對于節能的投資要采取適宜性的原則,不能過分的追求節能而不考慮實際資金的投入,不考慮節能的效果,這樣往往得不償失,造成資金的過高消耗和浪費投資,增加建筑負擔。所以說建筑電氣的節能投資應該在充分考慮它所實際產生的經濟效益為目的,在增加投資基礎上獲得高效益,把應該增加的部分投資,能夠在未來的幾年內產生效益,達到資金的順利回收。

          3、節能環保背景下建筑電氣的節能設計的措施

          3.1重視照明部分的節能

          建筑內的照明在電氣設備中占主要部分,照明用電幾乎是電力資源消耗的最大主體,而且照明用量大而覆蓋面廣,所以,照明節能的存在著很大的潛力。照明節能的提高,有利于電力資源利用率的提高。對于照明節能要力求在保證正常的照明質量的同時,減少電力系統的電量耗損,以求最大限度的節能,對于照明節能應從下列幾方面著手:

          3.1.1采用高效節能的光源。白熾燈過去用得最廣泛,因為它便宜,安裝維護簡單,它致命的弱點是發光率太低,而且白熾燈的耗電率也很高,不符合節能標準,因此,應該多采用節能高效的光源,像一些發光率高,顯色性能優異,光色好的新光源都可以采用。

          3.1.2對長期需要開停,但又要按人流的多少自動調整照度的場合,在增加投資不多的情況下,對熒光燈可利用調壓的方式,固定幾級調節。

          3.1.3在建筑物的建設中要盡量考慮自然采光性,以便建筑物能最大限度的利用自然采光。建筑時應將門窗開大,多采用透光率好的門窗、玻璃,以達到充分利用自然光的目的。

          3.2利用自然光源

          如何能夠充分的利用天然光源是建筑節能設計一個重要的步驟。隨著人們對環境保護和能源利用率的廣泛關注,在建筑物中如何充分利用天然光源,節約照明用電也已引起人們的廣泛重視。天然光源是一種用之不竭、取之不盡的能源。在電氣節能的工程實施中,建筑的設計者應當充分考慮自然光源的問題,制定合理的采光標準,確定建筑物的主要采光方式,把自然采光和電氣照明合理的結合起來。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內獲得穩定的光照條件。

          3.3合理科學的推廣太陽能照明產品和技術

          太陽能是一種高效節能的新能源,太陽能照明技術有利于我國的電力資源的節約,是節能環保背景下建筑電氣的節能有效途徑。而且太陽能自身也有著諸多優點。其一,太陽能是用之不竭、取之不盡、無處不有的新型無污染的能源。太陽能照明技術的開發利用,既可節省資源,減少對地球資源的使用和破壞,減少廢氣排放,保護地球的大氣環境。合理科學的利用太陽能照明符合環保和節能的要求。其二、太陽能照明技術大多是利用太陽能光伏發電,它是直接把射入地球的太陽輻射能直接轉化為電能,這樣既能大量的節約照明能耗,也可以提高室內溫度,對于降低建筑能耗具有重要的現實意義。

          3.4建筑電氣設備選擇的節能性

          建筑電氣的選擇應該以節能為出發點,建筑中的電動機往往都是與水道、暖通、建筑等工種的設備配套的,所以對于這些電氣設備供應商要充分了解。建筑電氣設備的選擇包括多個方面,例如建筑物內的空調系統、排水系統、電梯、電動機。對于排水系統要給予充分的優化,而電梯主要是在選型上要合理,爭取做到節能最有,對于電動機則包括電動機的基于負載檢測的臺數控制、正確選型、調速方法選擇等都是建筑電氣設備選擇的重點。

          4、結 語

          在節能環保風靡全球的時代,在資源嚴重匱乏的時代,建筑行業的電氣設計既要體現節能又要體現環保,這就需要多方面的共同努力。總起來說,電氣的節能的未來是非常有發展潛能的。它不僅能為建筑企業帶來巨大的經濟效益,而且能為人類的生活提供便利,使人們能夠健康、安全、舒適的居住、生活、工作。希望通過對電氣設計的探討和研究,未來的建筑電氣的發展能更上一層樓。

          參考文獻:

          [1] 許琳. 建筑電氣節能途徑探討[J]. 中國勘察設計, 2007,(04) .

          節能環保分析范文第3篇

          關鍵詞:農業機械;環保節能;設計;趨勢;展望

          前言

          農業作為我國基礎性產業,在當前社會和經濟發展過程中發揮著非常重要的作用。近年來我國農業機械化速度不斷加快,這就對農業機械環保節能提出了更高的要求。通過全面重視現代農業機械設計的環保節能,才能更好地提高我國農業在國際上的競爭力,為農業機械的快速發展奠定良好的基礎。

          1 我國農業機械化的發展

          我國是一個農業大國,農業作為基礎產業對國民經濟發展具有非常重要的意義。相較于發達國家,我國農業發展水平普遍落后,這就需要我國農業要加快發展農業設施,充分地利用先進設備進行農業生產,提高農業機械化水平。通過在農村全面普及農業機械化農具,提高農業用具機械化水平,這對推動我國農業機械化的發展必然起到重要的推動作用。在當前現代農業發展過程中,由于科學技術的進步,使農業裝備有了較大改善,農業機械化發展有了技術上的保障。近年來我國農業發展過程中,充分的與工業、旅游業實現了結合,農產品已不單純的用于滿足溫飽,開始向工業化及觀賞化的方向發展。而且在機械化農業設備的輔助下,農作物的生產過程機械化水平不斷提升。隨著農業機械化的研發和推廣力度的不斷加快,我國農業機械化發展過程中也充分的吸收和借鑒國外的成功經驗和先進技術,這對推動現代化農業的發展具有非常重要的意義。發達國家已全面實現了農業機械化,我國在這方面還較為滯后,農業機械化的普及還具有較多的困難,這就需要在當前農業機械發展過程中,要加快觀念的轉變,全面強化農業機械化建設,并充分的利用環保節能理念來設計農業機械,更好的推動農業的健康、持續發展。

          2 農業機械節能環保設計的意義

          一直以來我國農業機械設計采用的都是傳統的方法,不僅存在著資源和能源消耗大的問題,而且還會對環境帶來較大的污染。隨著當前農業現代化水平的不斷提升,農業機械也加快了發展的步伐,開始向多功能、低消耗及高質量的方向發展。特別是我國每年有大量的農機產品報廢,可以將部分完好的零部件進行分類回收,這不僅有利于p輕農機產品生命周期末端的壓力,而且有效的降低了污染的程度。可以說通過農業機械節能環保設計,打造出高質量的農機產品,這對帶動農業行業的快速發展具有非常重要的意義,而且有利于提高我國農機產品的市場競爭力,進一步擴大出口,為我國農業機械行業的健康發展打下堅實的基礎。

          3 農業機械節能環保設計趨勢

          3.1 農業機械的清潔性

          當前農業生產中常用的機械多采用內燃機作為動力,由于內燃機需要消耗石油,而且機械運行中存在噪聲及廢氣污染,這不僅會對農產品的品質帶來不利影響,而且還會對環境帶來一定破壞。因此在農業機械節能環保設計過程中,盡可能的選擇電力為農業機械的動力源,同時還要加快太陽能、氫氣及天然氣等發動機的研發工作,實現發動機的環保設計。當前對于采取汽油和柴油的農業機械,需要對其發動機進行環保化學設計優化,通過采取有效的措施來減少運行過程中對石油能源的消耗,有效的降低廢氣和熱能的排放,避免漏油污染的發生,可以采用有源器聲控制系統來對發動機噪聲進行有效控制,降低噪聲所帶來的污染。

          3.2 產品的可回收性設計

          在農業機械設計初期,需要對設計的零件要考慮回收的可能性,并對回收價值、回收處理方法及回收處理結構等問題進行深入思考。通過對農業機械中一些常用零件進行回收與再利用,能夠實現材料資源的有效利用,有效的降低對環境的污染,實現了產品的可回收性設計。

          3.3 產品的可拆卸性設計

          設計人員要使所設計的結構易于拆卸與維護。在設計階段,可采用模塊化設計方法,即對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析,在此基礎上劃分并設計出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合構成不同產品,滿足不同需求。這樣既可以很好地解決產品品種規格、產品設計制造周期和生產成本之間的矛盾,又可為產品的快速更新換代縮短設計周期,降低成本,有利于回收和重用,以達到節約資源和能源、保護環境的目的。

          3.4 環保產品的成本分析

          在農業機械設計初期,由于環保節能設計理念的運用,因此需要充分對產品的回收和再利用等性能進行深入考慮,這就需要在環保產品成本分析時要將污染物處理成本、產品拆卸及重復利用成本等考慮進去,確保產品成本分析的準確性。

          3.5 材料選擇

          在農業機械環保節能設計過程中,需要選擇環保材料費,這類材料不僅能夠回收再利用,而且對環境所帶來的影響也較小。在環保設計階段通過合理的選擇材料,有利于開發設計決策的科學性。在具體選擇材料時,盡可能選擇不存在有害物質及稀缺性的材料,有效的減少材料費的種類,并對所選擇材料費進行分類管理,材料費使用過程中廢棄和邊角料要做好回收利用工作。通過合理選擇環保材料費,能夠有效地降低產品所對環境帶來的負面影響。在當前農業機械環保節能設計工作中,在進行材料選擇時,需要重點確定材料的要求、選擇原則、影響因素、開發與應用及回收利用等方面,從而實現農業機械真正意義上的環保節能設計。

          4 農業機械環保節能設計的前景展望

          當前社會經濟發展速度較快,這也使能源緊缺問題越來越突出,在這種情況下,為了更好的滿足社會和經濟可持續發展的需求,在農業機械設計中運用環保節能設計已成為必然的趨勢,而且有利于促進農業技術的快速發展。在當前農業機械設計過程中,可以將環保節能作為設計的核心,有效的提高農業產品的生產質量,進一步對傳統的農業機械設計中存在的弊端進行規避,加快農業機械設計的創新。同時還要出臺相關政策來鼓勵農業機械中環保節能設計理念的應用,更好的促進農業技術水平的全面提升,加快推動我國農業經濟的健康、有序發展。

          當前社會發展過程中對能源消耗量不斷增加,這也使節能和環保成為當前經濟發展的核心內容,因此在農業機械設計中需要提供節能環保理念,并將其全面落實到農業機械設計的每一個環節,有效的提高農業機械的生態效率和經濟效益,為農業生產現代化進程的實現打下堅實的基礎。

          5 結束語

          保護環保是人類生存和發展的重要保障,因此當前節能環保已成為社會的發展的重點問題。在農業機械設計過程中也需要充分的將環保和節能理念貫穿其中,并落實到設計的每一個環節,有效的解決傳統農業機械對環境所帶來的不利影響,更好地促進農業生產的發展,為農業經濟的健康、持續發展奠定良好的基礎。

          參考文獻

          [1]劉慧敏.淺談農業機械的環保節能設計[J].中國農業信息科學院,2011,105(35):150-155.

          節能環保分析范文第4篇

          Abstract: Promoting energy—saving, environmental labeling vehicles and low—carbon vehicles is an important technical and economic measure to reduce energy consumption and exhaust emission of automobiles in Beijing. If 70% newly increased private cars are replaced by energy—saving ones in Beijing, the quantity of yearly saving fuel will range from 46400 tons to 48900 tons. NOX emissions will further reduce 25% if the emissions standard of China environmental labeling vehicles is revised by Europe Ⅴ emissions standards. Low—carbon vehicles should be characterized by further advanced energy—saving and environmental friendly performance. Government may promote the consumption of energy—saving, environmental labeling vehicles and low—carbon vehicles via financial subsidies and tax preference.

          關鍵詞: 節能汽車;環境標志汽車;低碳汽車;節能減排效果

          Key words: energy—saving vehicles;environmental labeling vehicles;low—carbon vehicles;effects of energy—saving and emission reduction

          中圖分類號:U461 文獻標識碼:A 文章編號:1006—4311(2012)27—0032—04

          0 引言

          北京機動車保有量過快增長帶來嚴峻的能源和環境問題。2004年以來北京機動車年均增長12%,私家車年均增長15.5%,至2010年底全市機動車保有量達到480.9萬輛,年均行駛里程超過一萬五千公里,消耗了全部10%以上的汽油、50%以上的柴油和幾乎100%的煤油,成品油消耗總量達1095萬噸[1]。2009年北京交通運輸業碳排放占城市碳排放總量的17%,能耗占城市能耗總量的15%,雙雙高于7%的全國平均水平[2]。2009年北京市機動車CO排放71.58萬噸,NOx排放8.77萬噸,PM10排放0.38萬噸,VOCs(揮發性有機化合物)排放7.95萬噸,其中乘用車排放了89%的CO、87%的HC和65%的NOx[3]。在擁堵的路況下,尤其車速低于40km/h時,CO、NOX和PM等主要污染物的濃度比高速行駛時升高50%—70%[4]。

          積極推廣節能汽車和環境標志汽車,積極發展具有更好節能減排特性的低碳汽車,是北京市降低機動車能源消耗和尾氣排放的重要技術經濟措施。

          1 北京節能環保汽車的節能減排效果

          1.1 節能汽車燃料消耗量限值標準提高的節能效果 節能汽車是指燃油經濟性好,列入國家“節能產品惠民工程”目錄的汽車。2010年6月18日,國家發改委、工信部、財政部公告了首批71種型號的“節能產品惠民工程”節能汽車(1.6升及以下乘用車)推廣目錄,截至2011年10月共七批節能汽車推廣目錄,總計有40家企業142個品牌的476個車型納入目錄。北京現代的i30、瑞納、悅動、伊蘭特和雅紳特5個品牌的19種車型,北汽福田迷迪的2種車型,北京奔馳C180的1種車型,共計有7個品牌的22種車型被納入目錄,占比約為4.6%[5]。

          2004年9月,國家質檢總局了GB19578—2004《乘用車燃料消耗量限值》國家標準。2010年6月,國家發改委、工信部、財政部在“節能產品惠民工程”相關規章中提出了更嚴格的《節能汽車綜合燃料消耗量限值》;2011年10月新修訂的《節能汽車綜合燃料消耗量限值》進一步提高了節能要求。

          節能環保分析范文第5篇

          論文摘要:系統介紹了復合柴油的作用機理、研究配制及應用發展。

          1

          概述

          復合柴油是將水和柴油通過復合劑和復合設備復合形成的油包水(W/O)型乳液。早在100多年前,就已有人摻水使用柴油,但是因為那時的柴油摻水技術水平較低,收益不夠明顯以及石油危機尚未突出等原因,而使柴油摻水技術處于緩慢發展的狀態。50年代末,由于環境保護需要以及石油危機等原因,柴油摻水應用技術才獲得重視。到了70年代,柴油摻水技術進入到實用性的發展階段。美國、前蘇聯、日本等工業發達國家競相把柴油摻水技術列為國家重點開發研究項目,對摻水復合柴油的復合手段、復合工藝、復合裝置、表面活性劑、復合機理及其燃燒動力學和對內燃機的磨損腐蝕以及規格化、商品化等多方面都進行了大量的實驗和深入研究。大量的研究表明:油水混合燃料能極大地改善排放污染,節省燃油。同時,柴油摻水復合燃料對內燃機不但沒有腐蝕和增加磨損的問題,反而能起到清洗劑的作用,可以降低內燃機維修費用。目前,世界各國研究燃油摻水技術的專業機構空前增加,專利文獻和學術論文如雨后春筍般地涌現。在日本、美國、德國等,柴油復合劑早已作為商品銷售,現已開發出第三代或第四代產品。日本專營復合油的薩米特公司推出的H一106 , H一107復合劑產品,銷往東南亞各國。縱觀柴油摻水技術的過去和現在,它已顯示出了強大的生命力。

          2復合柴油的節能、降污原理及復合機理

          2.1復合柴油節能、降污原理

          2.1.1“微爆”效應(二次霧化)

          目前,國內外大多數專家認為復合柴油的節能是由于乳液內部的微小水珠的“微爆”效應引起的或稱二次霧化。微爆是在高溫環境下,由兩種或多種有不同揮發性的液體的汽化引起的。由于液體的擴散速度是有限的,穩定性差的液體就會覆蓋在表面,從而導致液滴迅速升溫。一旦溫度達到某個組分的過熱極限,微爆就會伴隨連續產生并變大的泡核而發生。微爆的作用是提高油滴的表面活化能。復合柴油為油包水(W/0 )型乳液,外相為柴油,內相為水。由于油的沸點比水高,所以受熱時水總是先達到沸點而沸騰或蒸發。當油滴內部的壓力超過油的表面張力和環境壓力之和時,水汽將沖破油膜的阻力而使油滴爆炸,形成更細小的油滴。爆炸后的油滴更細小,因此燃燒更完全,從而達到節能效果。

          2.1.2化學效應

          有文獻對復合油的燃燒化學進行了研究,提出了水煤氣反應的重要性,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,提高了燃燒效率,降低了排煙中的煙塵含量。復合柴油在柴油機燃燒室高溫高壓條件下發生化學反應,由于復合油中水的存在,促使產生了許多OH"基團,使得消除積炭的反應()速度加快,從而達到降污的目的。有文獻提出了其他一些用于解釋復合油節能降污的觀點,例如摻混效應、汽提效應、改善燃料與空氣的混合比例減少過剩空氣系數以大幅度降低氮氧化物()的產生等。

          2.2柴油復合機理

          復合柴油是由普通柴油、水、表面活性劑、助表面活性劑組成。柴油和水是兩相互不相溶的體系,作為油包水的乳液,水是分散相,為使水的微小液滴在兩相交流中足夠穩定,須使用表面活性劑。柴油復合劑能使乳液穩定的因素有二:其一,降低了油一水界面張力,即降低了吉布斯函數,有利于乳液的穩定存在;其二,柴油復合劑的分子在界面處作定向吸附,生成具有一定機械強度的薄膜,阻止分散相液滴的合并聚集。由于乳液中液滴分子作不停頓的布朗運動,頻繁地相互碰撞,如果界面膜的強度較小,在碰撞中界面膜容易破裂成液滴合并。因此,柴油復合劑需要二種或二種以上的表面活性劑復配而成,這種復配的柴油復合劑所形成的界面膜有較高的膜彈性,所形成的乳液也比較穩定。目前柴油復合劑的配方根據其結構大致分為五種類型:①陰離子型有烷基磺酸鹽類、烷基苯磺酸鹽類、烷基蔡磺酸鹽類、脂肪酸皂類、烷基醋墟泊酸磺酸鹽類等;②陽離子型有簡單胺鹽類、季胺鹽類等;③非離子型有脂類,如脂肪酸聚氧乙烯醋、脂肪酸山梨醇醋;醚類,如脂肪醇聚氧乙烯醚,烷基苯酚聚氧乙烯醚,脂肪醇山梨醇脂聚氧乙烯醚;酞胺類,如烷基醇酞胺等;$兩型離子型有梭酸類、硫酸類、磺酸類等;④高分子型有天然水溶性膠類、淀粉衍生物類、纖維素類、合成水溶性高分子類等。

          3復合柴油的配制及性能

          3.1復合劑配方成分的篩選依據

          (1)親油基團與油相具有相似結構的復合劑復合效果好。根據相似相溶原理,要求復合劑的憎水基團的結構和油的結構越相似越好。結構與柴油越相似,界面上的吸附作用也就越強,這樣就能既可使油水界面張力降低得多,又能使界面膜的強度大,因而穩定性就好。根據多種活性劑的性能試驗篩選最終選擇了與柴油的主要成分有相似分子結構的有機酸和復合劑且。

          (2)混合復合劑的效果往往比單一復合劑效果好。為了形成穩定的復合液,要求復合劑不僅能大量降低水的表面張力,而且能在油水界面形成堅固的保護膜。有些物質的表面活性大,能大量降低水的表面張力;有些物質表面活性雖然較差,但能在水微粒周圍形成堅固的保護膜。選擇具有相似分子結構的這兩類表面活性劑,把它們組合起來,就可以取長補短,達到更好的復合效果。因此,使用一種以上的表面活性劑加助劑制備的微乳液,比用單一表面活性劑加助劑制備的微乳液更穩定。因此采用了使用混合表面活性劑加助劑進行復合配方設計。

          (3)輔助表面活性劑是微乳液形成的一個不可缺少的組分。一般乳狀液的形成主要是由于復合劑在油/水界面的吸附,形成堅韌的保護膜,同時降低界面張力,使油(或水)較易分散。但無論如何仍有界面,從而有界面張力的存在,故此種體系是不穩定的。若再加人一定量的極性有機物,可將界面張力降至不可測量的程度;此后即形成穩定的微乳液。輔助表面活性劑是微乳液形成一個不可缺少的組分,它除了能降低界面張力外,還能增強界面膜的流動性,使界面膜的彎曲更加容易,有利于微乳液的形成。

          3.2復合劑配方的篩選

          雖然有以上這些理論依據,但關于復合劑中各種組分的具體確定,目前還沒有成熟完整的理論模式來測算指導,必須靠經驗積累和試驗實踐來確定每種組分的實際復合效果。因此,進行深人細致的實驗選擇尤為必要。

          3.2.1實驗試劑

          ①主復合劑工:由有機酸(酸值為123.3KOHmg/g)和堿溶液反應制成。

          ②復合劑n:非離子表面活性劑,上海大眾藥業有限公司,粘度:1 000一1 400mm2/s;

          ③助表面活性劑:醇類,濟南化工二廠,純度98 %。

          3.2.2實驗步驟

          通過大量的配制試驗,考察了各種組分的復合效果,從而最終找到了合適的復合劑配方。所找到的復合劑配方中陰離子型表面活性劑的比例占絕大多數,而非離子型表面活性劑僅占8%左右,這就使所配制的復合柴油成本大大降低。

          ①配制復合劑的小樣。向錐形瓶中加人5lg有機酸,再加人8.5g堿溶液,振蕩15 min,待反應完畢后,加人6g復合劑II ,3g助劑,蓋上塞子,然后采用手搖振蕩的方法使錐形瓶內各種物質完全混合均勻。在室溫下靜置,待泡沫消失,即得到復合劑。

          ②配制該復合劑的擴大樣。向錐形瓶中依次加人510g有機酸,85g堿溶液及60g復合劑II , 30g助劑,然后按上述方法配制,得到復合劑的擴大樣。將錐形瓶內的復合劑靜置一段時間,待液面上的泡沫完全消失后,且再用手振蕩錐形瓶也無泡沫產生為止飛這大概需要3h左右。此時用手觸摸錐形瓶壁已冷卻至室溫,待用。

          3.2.3實驗現象

          ①在加人堿溶液的過程中,發現溶液液面上會產生泡沫。

          ②在振蕩錐形瓶的過程中,感覺到瓶壁是熱的。

          ③在振蕩過程中,液面上有白色泡沫產生,并隨復合劑量增加,泡沫層變厚。

          3.2.4實驗結果

          由上述實驗步驟得到含有機酸74 %(質量分數),含堿溶液12%(質量分數),含復合劑11為9%(質量分數),含助劑5%(質量分數)的復合劑。該劑為完全透明的棕色油狀液體,無特殊不良氣味,穩定性好,自配制起至今(半年多)無任何變化。

          3.3復合柴油的配制

          本此使用上面的復合劑配方來配制微復合柴油,在相同的實驗室條件下,分別進行了復合柴油配制的小樣試驗和擴大試驗。

          3.3.1試驗

          配制方式用天平分別稱取一定量的水、劑、油(0#柴油)按一定順序加人到燒杯中,攪拌一段時間后,靜置,觀察到體系為透明的均相液體后,繼續加人一滴劑,重復上述操作,直至體系出現渾濁為止。然后取體系出現渾濁的前一滴加劑量作為該微乳油的最終加劑量,重新按上述步驟配制乳油。從剛剛配制的乳油樣中取出一部分,倒人250m1帶磨口塞的錐形瓶中,保存起來,觀察其穩定性如何。

          2配制結果

          3結果分析

          ①從表2可以看出:在水占6%一20 %、復合劑占10%一21%時,均可形成乳油。特別是其中的油樣1、油樣2、油樣3及油樣4和油樣6不但形成乳油的速度快,而且形成的乳油透明度高、穩定性好。

          ②試驗證明:在小樣試驗中所配制的復合劑,進行擴大試驗后,仍能實現對柴油的復合,這表明該劑的復合能力沒有改變。而且在小樣試驗中可以配成復合柴油的水、油、劑之配比,在擴大試驗中同樣可以配成乳油。

          3.3.4復合哭油指標(以4號樣為例)

          4我國復合柴油的發展現狀及研究方向

          我國柴油復合技術研究起步較晚,最近幾年發展迅速,已開發出許多較好的復合劑配方并研究了復合復合劑的親水一親油值(H LB值)等性質,和國外技術相比,沒有合成反應,均采用多種表面活性劑復配而成,只是在復合劑的配方組成上略有差別。這些柴油復合劑配方組成的共同特點是:

          1)以非離子表面活性劑為主體的高效復合劑達80%左右。此非離子表面活性劑的親水基團為聚氧乙烯()。即一般所說的EO鏈。其醚氧可與金屬催化劑絡合,提高催化劑活性。

          2)低沸點易燃有機物,如丙酮、甲苯、硝酸乙酷、正己烷等。其目的在于降低點火溫度,便于內燃機起動。