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船用重油和低碳醇混合燃料制备及燃料特性评价研究
| 论文题名： | 船用重油和低碳醇混合燃料制备及燃料特性评价研究 |
| 关键词： | 船用重油燃料;混合燃料;甲醇/乙醇混合物;掺混燃料稳定剂;燃料特性 |
| 摘要： | 用于船舶推进的船用燃料燃烧相关的环境影响受到广泛关注，包括全球硫上限限制、TierII和III氮氧化物限制等多项法规已经实施以规范行业排放。为了达到排放标准，70%的传统船舶燃料必须改变或改进，而使用低碳醇作为船用燃料是实现这一目标的有效途径之一，将重油燃料(HFO)-甲醇/乙醇混合物作为船用燃料可以有效改善重油的性质并降低污染物排放。然而，HFO-甲醇/乙醇的混合燃料存在混溶困难稳定性差性问题，目前在现有文献中鲜有关于改善这种情况的报道。 本研究利用正丁醇、四氢呋喃(THF)、聚甲氧基二甲醚(PODE)、鼠李糖脂和司盘80(Span80)为掺混燃料稳定剂，并制备一种动力学稳定的HFO-甲醇/乙醇混合物，三元共混物在实验温度(20℃-55℃)下静置至少48小时，以观察它们的互溶性。此外，还确定了三元系统相对于纯HFO的粘度、腐蚀性和硫含量改变情况。与HFO+洗涤器系统相比，使用本研究所提议的三元系统具有经济可行性。最后，采用层次分析法，根据可再生能源甲醇对船用重油燃料-甲醇混合燃料使用的影响程度，对生产技术、经济成本分析、环境限制等5个主要限制性因素16个次级限制因素进行了影响层级排序，分析了重油燃料-甲醇混合燃料应用前景。 本研究主要发现获得了稳定的掺混燃料，比较PODE、THF和正丁醇的溶解能力，含甲醇混合物的最佳助溶剂是PODE，乙醇的最佳助溶剂是THF。另一方面，鼠李糖脂和Span80之间的比较评估也表明，生物表面活性剂比其合成对应物具有更强的增溶能力。一般来说，加入表面活性剂后，在含乙醇系统中的溶解度比甲醇容易得多。除Span80外，含氧燃料和表面活性剂的运动粘度降低远低于预热/未加热的HFO；降低预热成本和能源。三元体系的腐蚀性极低，可以忽略不计。1:1比例的HFO混合物显示纯HFO的硫含量显著降低，但与其他解决方案（如HFO+洗涤器）相比，成本更高。按照重要性递减的顺序，影响可再生甲醇作为船用燃料更快部署的障碍依次为经济、技术、环境、制度和监管、社会和环境。 本研究为了含氧燃料在航运业的广泛应用，海洋运输部门减碳脱碳路线提供了理论和实践参考。 |
| 作者： | Jeffrey Dankwa Ampah |
| 专业： | Environmental Engineering |
| 导师： | Chao Jin |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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