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第30卷第24期农业工程学报Vol.30No.24
2662014年12月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringDec.2014

抗氧化剂对生物柴油排放的影响

王忠，吴婧，毛功平，瞿磊，王飞，胡慧慧
（江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013）

摘要：通过添抗氧化剂改变生物柴油的酸值与过氧化值，提高生物柴油的氧化安定性。该研究选择迷迭香（K1）
和茶多酚（K2）2种抗氧化剂添加到生物柴油与柴油形成的调合油（B20）中，在186F柴油机上进行排放特性试
验。考察了标定转速3000r/min，10%、25%、50%、75%和100%负荷工况时，抗氧化剂对HC、CO、碳烟和NOx
排放的影响。研究表明：与柴油相比，燃用B20调合油HC、CO排放和烟度值大幅降低，NOx排放增加；与B20
调合油相比，燃用添加抗氧化剂（迷迭香和茶多酚）的K1B20和K2B20在各工况下生成的HC、CO排放和烟度
值的平均值分别升高了1.2%、10.2%、8.5%和6.4%、3.8%、4.3%，NOx排放分别比B20降低了9.5%和4.2%。
添加抗氧化剂可以有效降低生物柴油的NOx排放。
关键词：生物柴油；柴油机；排放控制；抗氧化剂
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.24.033
中图分类号：TK421+.5；S216文献标识码：A文章编号：1002-6819(2014)-24-0266-06

王忠，吴婧，毛功平，等.抗氧化剂对生物柴油排放的影响[J].农业工程学报，2014，30(24)：266－271.
WangZhong,WuJing,MaoGongping,etal.Effectofantioxidantsonemissionofbiodiesel[J].Transactionsofthe
ChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2014,30(24):266－271.(inChinesewith
Englishabstract)

油高6.6%，而加入BHA后可以使B20的NOx排
0引言
放降低4.5%，TBHQ可以使B20的NOx排放降低
生物柴油主要由C、H、O元素组成，氧的质0.3%。BHA降低生物柴油NOx排放效果明显。
量分数大约为10%，利于燃烧，与柴油相比可降低以迷迭香和茶多酚为代表的天然酚酸类抗氧
HC、CO和碳烟等物质的排放[1-5]，但生成的NOx化剂是食品加工领域广泛使用的添加剂。迷迭香和
有所增加[6-9]。生物柴油是由不饱和脂肪酸与甲醇或茶多酚来源广泛，抗氧化性强，热稳定性好，安全
乙醇在碱性催化剂的作用下制备而成，主要成分为性高，可在常温下由乙醇萃取制得，提取效率较高。
不饱和脂肪酸单酯，易与空气中的氧气发生氧化反陆洋[25]等在油脂中添加迷迭香提取物、茶多酚等天
应，制备过程中残留的碱性催化剂会加速氧化反应然抗氧化剂，采用氧化诱导时间来评价氧化安定
的进程，影响生物柴油在常温下的贮存期。反应生性，结果表明：迷迭香提取物可以明显提高油脂的
成的氧化物降低了油品质量，影响喷油雾化，严重氧化安定性。刘建[26]等在油脂中添加茶多酚和
时造成喷油器堵塞，在燃烧过程中形成积碳。目前BHT，采用酸值和过氧化值来评价油脂的氧化安定
主要采用添加抗氧化剂的方法降低生物柴油酸值性，结果表明：在添加量相同的条件下，茶多酚的
和过氧化值，提高氧化安定性[10-13]。生物柴油中添抗氧化效果好于BHT。本试验选取迷迭香和茶多酚
加的抗氧化剂主要是酚类抗氧化剂，抗氧化剂在燃作为生物柴油抗氧化剂，研究这2种抗氧化剂对调
烧过程中会使HC、CO和碳烟排放升高[14-17]，NOx合油排放特性的影响，探讨这2种抗氧化剂在生物
排放降低[18-23]。Melissa[24]等探讨了合成抗氧化剂丁柴油上的应用前景。
基羟基茴香醚(BHA)和特丁基对苯二酚(TBHQ)对
1抗氧化剂对生物柴油氧化过程的影响
生物柴油NOx排放的影响。研究发现，燃用B20
（含20%生物柴油的调合油）的NOx排放量比柴1.1抑制自由基链式反应
生物柴油与空气接触会发生氧化反应，生成低
收稿日期：2014-09-14修订日期：2014-12-04级脂肪酸、醛、酮等产物。不饱和脂肪酸单酯（RH）
基金项目：国家自然基金（51376083）；江苏省高校自然科学基金重点
项目（13KJA470001）；江苏高校优势学科建设工程资助项目PAPD被热、光或金属离子等自由基引发剂活化后，生成
（2011年）；江苏省2013年度普通高校研究生科研创新计划项目不稳定的自由基R·。这些