生物质热解液化技术制备生物油是生物质能源利用的一种高效便捷的手段,而将生物油在一定条件下与柴油乳化制备的生物质燃油在燃烧特性方面完全符合柴油机对燃油的要求,生物质燃油的使用可以在很大程度上缓解化石燃料短缺所带来的能源危机。生物质燃油在柴油机中燃烧时不可避免的会生成生物质燃油碳烟,这些碳烟不仅会危害环境,更会加剧柴油机缸体的摩擦磨损,如何解决这些碳烟所带来的危害已成为人们关注的热点。本文在深入研究生物质燃油碳烟微观形貌、结构与组分的基础上,初步尝试了加入添加剂的方法改变燃油组分以期达到改变生物质燃油碳烟的特性,为生物质燃油在柴油机上的应用提供了一些基础数据。(1)对生物质热解液化的生物油进行了减压蒸馏的处理获得精制生物油,将精制生物油在一定的乳化条件下分别按Owt%、10wt%、20wt%和30wt%的比例与柴油进行乳化混合。然后对此混合油品进行室温燃烧,分别制得柴油碳烟(DS)、10wt%生物质燃油碳烟(BS10)、20wt%生物质燃油碳烟(BS20)和30wt%生物质燃油碳烟(BS30)。经过一系列现代化分析手段检测发现,碳烟的一次颗粒均为类球形结构,一次颗粒之间相互连接形成链珠状团聚物,其中BS20碳烟的一次颗粒直径最小,为32nm左右,其余碳烟的一次颗粒平均直径均在38nm左右。另外,BS30碳烟的石墨化程度最高,而BS20碳烟表面C=O和C-O-C基团含量最高,这可能归因于生物质燃油燃烧过程中复杂含氧组分的氧化程度不同。(2)采用前述相同的乳化工艺,制备出精制生物油含量为5wt%的生物质乳化燃油用作实际S195柴油机燃油。通过室温燃烧和S195柴油机空负荷运转10h分别得到不同的碳烟(BS5)和油底壳收集碳烟(BSS)及尾气管收集碳烟(BSE)。结果发现,碳烟的一次颗粒均为类球形结构,一次颗粒间相互连接形成链珠状团聚,但实际柴油机台架实验所制得碳烟BSS和BSE中均有不同程度的杂质,BSS碳烟一次颗粒的平均粒径最小为29nm左右,BS5碳烟一次颗粒的平均粒径约为38nm,而BSE碳烟一次颗粒的粒径则达到52nm左右。BS5碳烟的石墨化程度要高于柴油机实验所得碳烟,且BS5碳烟表面含氧官能团的种类和数量都高于柴油机所得碳烟,BSS表面含氧官能团含量又高于BSE。三种碳烟在微观形貌、结构与组分上是相似的,主要的差别来自于相应碳烟中的杂质组分。(3)以“海龙”燃油宝作为燃油添加剂,对室温燃烧条件下,5wt%生物质燃油添加“海龙”燃油宝前后产生的碳烟进行了对比。结果发现,加剂后碳烟BS5A和加剂前碳烟BS5在微观形貌上是相同的,均为球形碳烟一次颗粒团聚成的链珠状结构,且BS5A碳烟的石墨化程度要高于BS5,而BS5A碳烟中C-OH和C-O-C基团含量较低,而C=O官能团含量较高,可能是添加剂中的组分影响了碳烟的氧化过程。