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乳化油的成分及分析方法

更新时间:2016-05-17 点击数:94

乳化油的成分及分析方法

乳化油是由基础油加入适量的防锈剂、乳化剂而制得的一种产品。油基外观在常温下为棕黄色至浅褐色半透明均匀油体。根据用途不同分为1号、2号、3号、4号。其中1号防锈性较好,2号清洗性较好,3号极压性较好,4号是透明型的(适用于特种要求的金属加工冷却亦可作内燃机冷却液)。乳化油与水按一定比例混合,调制成乳化液,具有防锈、清洗、极压性能,适用于金属加工、切削等过程中作为冷却液使用。

  性能解析:

  通过专用设备进行乳化

  通常所说的乳化油是将燃油(汽油、柴油或重油)70%~90%加水近30%~10%(质量

  乳化油

  比,下同),再加添加剂0.5%~1%,而后通过专用设备进行乳化。使油液成为油包水型分子基团,该分子基团的颗粒一般为0.5~10 μm,颗粒越小、越均匀,乳化油的稳定期越长,一般1~6个月,乳化油的油水分离即破乳,破乳后将失去其性能。

  燃烧过程的物理作用

  乳化油燃烧过程的物理作用即所谓"微爆"理论。油包水型分子基团,油是连续相,水是分散相。由于油的沸点比水高,受热后水总是先达到沸点而蒸发或沸腾。当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时,水蒸气将冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸,形成更细小的油滴,这就是所说的微爆或称二次雾化。爆炸后的细小油滴更容易燃烧。因此,油液燃烧的更完全,使内燃机或油炉达到节能之效果。化学作用即水煤气反应。许多文献在谈到乳化油节能、降污的原因时,指出了水煤气反应的重要性。在缺氧条件下,燃料中由于高温裂解产生的碳粒子,能与水蒸气反应生成CO和H2,使碳粒子能充分燃烧,提高了燃烧率,降低了排烟中的烟尘含量,经环保部门检测,烟度可降低50%。

  减轻大气污染和节约能源的双重效果

  通过上述的微爆及水煤气反应,乳化油燃料可获得减轻大气污染和节约能源的双重效果。但是获得此双重效果是有条件的。例如,柴油机使用乳化柴油,在气缸内高压条件下,由于油滴蒸发速率受到抑制,因此,延长了油滴的蒸发时间。油滴中的水分在此时间内不断蒸发,微爆力度相对减弱。从微爆角度认识,柴油机不可能获得大幅度节油的效果。但在气缸内缺氧的条件下容易得到满足,为水煤气反应创造了条件。乳化柴油在柴油机的运行实验证明,除节能、降污的效果外,气缸不腐蚀、不磨损、不积炭,其动力性能基本保持不变。又如,常压工业锅炉具备产生微爆与水煤气反应的双重条件,故常压工业锅炉使用乳化重油可以收到良好的效果。

  水在其中起到的"媒介"作用

  前面谈到的微爆也好,水煤气反应也好,都离不开水,水在其中起到的作用被称为"媒介"作用。在上述过程中水不会消耗,也不会增加,它的综合作用是使碳粒子得到充分燃烧,抑制NOx的生成。这是否意味着掺水越多越好呢?不然,许多实验证明,掺水量增加,柴油打火难度也增加,甚至打不着火;掺水量增加,柴油机动力性能下降。另外,在燃烧过程中,大量的潜热与显热被蒸气带走,增加了排烟热损失,降低了热效率。因此,掺水量的多少十分重要,适量掺水既节能又降污,掺水量过大反而达不到预期效果。这也是符合辩证法的。掺水量的多少有个"度",众多实验认为这个度为10%~30%(30%时打火启动比较容易)。水在起媒介作用的同时,高温、高压的水蒸气,在膨胀过程中也要做功(即蒸汽机原理),这部分功同油燃烧做功一样被利用。这是水的第2个作用。

  粒度

  乳液中油包水型粒子的直径和微爆有关,对乳化液的稳定更为重要。粒子直径愈小,油滴中水的质量减少,而油膜的表面张力相对增加,稳定期愈长;但油滴太小,也会因上述原因使微爆力度下降。乳化柴油粒度为1~10 μm,而且5 μm的占90%是比较好的。


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