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關(guān)鍵字:建筑節(jié)能設(shè)計(jì);設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì);電氣節(jié)能設(shè)計(jì);分析
中圖分類(lèi)號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就的同時(shí),新疆面臨巨大的資源和環(huán)境被破壞的壓力,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境被破壞的不平衡表現(xiàn)得越來(lái)越明顯,新疆人民的環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng),珍惜自然能源的呼聲越來(lái)越高,節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境也成為當(dāng)?shù)厝嗣竦墓沧R(shí)。因此,從建筑物的設(shè)計(jì)出發(fā),建筑者設(shè)計(jì)出環(huán)保節(jié)能的建筑以滿(mǎn)足人們對(duì)建筑物的功能需求。
二、項(xiàng)目介紹
該廣場(chǎng)位于伊犁哈薩克自治州霍城縣境內(nèi),地處東經(jīng)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(xiàng)目位置位于霍爾果斯口岸,該口岸是新疆對(duì)外貿(mào)易的重要通道,是我國(guó)與西亞、中東諸國(guó)進(jìn)行貿(mào)易的國(guó)際通道,具有重要的戰(zhàn)略地位。該項(xiàng)目規(guī)劃基地面積27085.70。土地使用性質(zhì)為商業(yè)商務(wù)用地,用地東鄰H-3路,南臨H-F路。規(guī)劃建成集商場(chǎng)、商業(yè)街、高品質(zhì)寫(xiě)字樓為一體的大型商業(yè)項(xiàng)目,其中商場(chǎng)和商業(yè)街規(guī)劃建筑面積30163.74平方米,公寓式辦公樓規(guī)劃建筑面積51075.89平方米,地下規(guī)劃建筑面積44687.58平方米(不計(jì)容積率)。
三、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
該項(xiàng)目位于祖國(guó)的西北邊陲,新疆西北部。項(xiàng)目所在地區(qū)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(shí)數(shù)2898.4小時(shí),夏季白天時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14~16小時(shí),冬季平均氣溫-7.9℃、最低氣溫-26.1℃,冬季從10月到來(lái)年的4月左右,時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年。
結(jié)合該地區(qū)夏季日照時(shí)間長(zhǎng),冬季寒冷的自然條件的特點(diǎn),該項(xiàng)目在建筑節(jié)能設(shè)上進(jìn)行夏季隔熱、冬季保溫,利用豐富日照條件,推廣太陽(yáng)能技術(shù)的運(yùn)用,積極發(fā)展室外太陽(yáng)能照明燈具、各戶(hù)住宅發(fā)展太陽(yáng)能熱水器等。該項(xiàng)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(zhēng)冬天暖氣不外逸,夏季酷熱不內(nèi)滲,不止水體,夏季可使室內(nèi)局部小氣候局部降溫,減少空調(diào)耗能。
四、設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)
該項(xiàng)目所在地區(qū)冬季時(shí)間長(zhǎng),因此做好采暖供熱設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本項(xiàng)目在設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),采用分戶(hù)供暖、熱表計(jì)量、室外管網(wǎng)保溫。依據(jù)GB50019-2003,本項(xiàng)目采用循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)等熱交換設(shè)備,通過(guò)調(diào)節(jié)熱交換設(shè)備二次水供水溫度來(lái)控制室溫,二次水供水溫度由氣候補(bǔ)償器控制,根據(jù)室外氣溫變化,當(dāng)供水溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí),一次水供水管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)小,熱水流量減少,以達(dá)到節(jié)能的目的。
新疆物產(chǎn)資源豐富,但水資源嚴(yán)重短缺,該項(xiàng)目所在地區(qū)也不例外,因此設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)考慮到了這一點(diǎn),設(shè)備設(shè)計(jì)了水回用系統(tǒng),公共衛(wèi)生間采用感應(yīng)式水嘴和感應(yīng)式小便器沖洗閥,蹲便器采用腳踏式自閉沖洗閥或感應(yīng)式?jīng)_洗閥,洗手盆采用感應(yīng)式龍頭,水池、水箱溢流水位均設(shè)報(bào)警裝置,防止進(jìn)水管閥門(mén)故障時(shí),水池、水箱長(zhǎng)時(shí)間溢流排水;各用水單位和個(gè)人均設(shè)置水表計(jì)量,督促使用者的節(jié)約用水,設(shè)置雨水儲(chǔ)存設(shè)備以及綠地回滲地下收集設(shè)備,將收集起來(lái)的雨水及下滲的地下水用于景觀(guān)用水及綠地灌溉,這樣設(shè)計(jì)大大地提高了水的利用率,節(jié)約了大量的水資源。
五、電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
該項(xiàng)目從低耗節(jié)能出發(fā),電氣節(jié)能設(shè)計(jì)采用小尺寸、低功耗、低噪音、高負(fù)載率的NOMEX紙絕緣通風(fēng)型H級(jí)干式變壓器,并將變壓器安裝在小型化真空斷路器柜,在滿(mǎn)足功能要求的同時(shí)減小了變配電室的土建面積。照明系統(tǒng)一律設(shè)計(jì)采用高光效、低功率節(jié)能燈或燈具,大空間、室外和公共場(chǎng)所設(shè)計(jì)安裝分布式集中照明控制系統(tǒng),滿(mǎn)足照明的同時(shí),節(jié)約電能。結(jié)合當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),在局部區(qū)域設(shè)計(jì)安裝太陽(yáng)能熱水器,可為用戶(hù)提供生活熱水。
六、結(jié)語(yǔ)
新疆資源豐富,但并非取之不盡用之不竭,為了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也要做好節(jié)能環(huán)保工作。本項(xiàng)目基于節(jié)能環(huán)保這一理念,分析項(xiàng)目所在地區(qū)的實(shí)際情況,依據(jù)相關(guān)的環(huán)保節(jié)能規(guī)定,應(yīng)地制宜地進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)、電氣節(jié)能設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了建筑物的功能,也節(jié)約了資源保護(hù)了環(huán)境。節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)者需要解決的問(wèn)題,也是建筑主管部門(mén)以及國(guó)家共同關(guān)注的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1] 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005);
[2]《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)新疆維吾爾自治區(qū)實(shí)施細(xì)則》(XJJ034-2006);
[3]王洪波.淺談建筑節(jié)能減排[J].陜西綜合經(jīng)濟(jì),2007,(05);
關(guān)鍵詞:節(jié)能;電氣設(shè)計(jì);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(lèi)號(hào):TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2012)
當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)資源緊缺的社會(huì),節(jié)能已經(jīng)成為人們關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題,尤其是電氣的節(jié)能。我國(guó)人口眾多且正處于發(fā)展之中,因此成為一個(gè)用電的大國(guó),節(jié)能口號(hào)的提出為建筑行業(yè)的電氣設(shè)計(jì)帶來(lái)了一大挑戰(zhàn),如何才能夠在這種節(jié)能環(huán)保背景下優(yōu)化我國(guó)的建筑電氣設(shè)計(jì)?本文主要論述了我國(guó)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和應(yīng)該遵循的基本原則,闡釋了節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)具體措施,以便更好的指導(dǎo)建筑行業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。
1、我國(guó)建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀
雖然我國(guó)已經(jīng)順應(yīng)節(jié)能環(huán)保的大趨勢(shì),在建筑電氣的環(huán)保設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步,而且采取措施在建筑電氣節(jié)能的管理、施工、設(shè)計(jì)等方面作出了很大的努力,也開(kāi)展過(guò)有關(guān)節(jié)能降耗的大量工作,但仍然不夠完善,在進(jìn)行電氣節(jié)能的各種具體方案、措施制定過(guò)程中沒(méi)有尊重實(shí)際,進(jìn)行統(tǒng)籌分析。
許多的工程師也沒(méi)有對(duì)建筑工程內(nèi)部進(jìn)行系統(tǒng)的考察和了解,因此常常造成電氣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不合理。在具體開(kāi)展節(jié)能工作時(shí),節(jié)能產(chǎn)品的選擇和安裝單一、片面。自動(dòng)化的基礎(chǔ)設(shè)備嚴(yán)重匱乏,對(duì)當(dāng)前節(jié)能產(chǎn)品的選擇過(guò)于不重視,更不能進(jìn)行行之有效的實(shí)地電氣跟蹤記錄和電氣設(shè)備的跟蹤管理。這樣常導(dǎo)致建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的癱瘓,不能有效起到預(yù)定的結(jié)果。
建筑電氣設(shè)備的安裝并不代表工作的結(jié)束,我國(guó)的建筑電氣節(jié)能設(shè)備應(yīng)該說(shuō)都是比較先進(jìn)的,但是一些建筑行業(yè)在安裝完這些節(jié)能設(shè)備后不注意檢查和維護(hù),而常常導(dǎo)致這些節(jié)能設(shè)備不能充分的發(fā)揮其節(jié)能效果,有的甚至于起到了反效果或阻礙其他的節(jié)能設(shè)備的正常使用。
我國(guó)建筑電氣的節(jié)能的發(fā)展還處于起步階段,節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣的各種問(wèn)題都還是比較突出的,建筑電氣的節(jié)能更新是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo),因此,在節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)在將處于繼續(xù)探索中。
2、節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則
在節(jié)能環(huán)保的要求下,電氣節(jié)能變得日益重要,它作為建筑節(jié)能的重要組成部分,應(yīng)該遵循這種節(jié)能時(shí)代的要求,從可靠性、經(jīng)濟(jì)性及有效性等方面進(jìn)行綜合考慮。電氣節(jié)能并不意味著降低生活標(biāo)準(zhǔn)或者建筑的使用功能,它必須通過(guò)合理的設(shè)計(jì),遵循一定的原則才能達(dá)到節(jié)能目的。
1.1節(jié)約不必要的能量消耗
節(jié)能環(huán)保是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目的,也是重要的著眼點(diǎn)。所謂電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)然也就是指節(jié)省那些不必要的能量消耗。如何來(lái)區(qū)分哪些是有用的消耗,哪些是無(wú)謂的消耗?這首先就需要知道電氣設(shè)備在建筑物具置的具體功能,然后再考慮針對(duì)這些具體功能選擇應(yīng)該采取的節(jié)能措施。如變壓器在功率上的損耗量,傳輸電能線(xiàn)路上的有功損耗等等屬于無(wú)用的能量損耗,再如面積廣且數(shù)量多的照明容量等也都可以采用先進(jìn)的電氣節(jié)能技術(shù)降低其能耗量。
1.2滿(mǎn)足建筑物的用電功能
電氣節(jié)能不能只一味的追求節(jié)能而忽視實(shí)用,還要注意滿(mǎn)足建筑物的主要功能,例如,滿(mǎn)足建筑物照明條件在色溫、顯色指數(shù)、照度的具體要求;滿(mǎn)足居民對(duì)于空調(diào)的新風(fēng)量和溫度的需求;居民對(duì)于舒適的衛(wèi)生條件的需求;能夠使左右、上下的運(yùn)輸通道能夠通暢無(wú)阻;滿(mǎn)足一些娛樂(lè)場(chǎng)所的電氣設(shè)施的正常用電,展廳的工藝照明及電力用電等。電氣的節(jié)能環(huán)保必須建立保證正常的建筑物的用電功能上。
1.3考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益
電氣的節(jié)能要根據(jù)國(guó)情考慮,滿(mǎn)足實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于節(jié)能的投資要采取適宜性的原則,不能過(guò)分的追求節(jié)能而不考慮實(shí)際資金的投入,不考慮節(jié)能的效果,這樣往往得不償失,造成資金的過(guò)高消耗和浪費(fèi)投資,增加建筑負(fù)擔(dān)。所以說(shuō)建筑電氣的節(jié)能投資應(yīng)該在充分考慮它所實(shí)際產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為目的,在增加投資基礎(chǔ)上獲得高效益,把應(yīng)該增加的部分投資,能夠在未來(lái)的幾年內(nèi)產(chǎn)生效益,達(dá)到資金的順利回收。
3、節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)的措施
3.1重視照明部分的節(jié)能
建筑內(nèi)的照明在電氣設(shè)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(jié)能的存在著很大的潛力。照明節(jié)能的提高,有利于電力資源利用率的提高。對(duì)于照明節(jié)能要力求在保證正常的照明質(zhì)量的同時(shí),減少電力系統(tǒng)的電量耗損,以求最大限度的節(jié)能,對(duì)于照明節(jié)能應(yīng)從下列幾方面著手:
3.1.1采用高效節(jié)能的光源。白熾燈過(guò)去用得最廣泛,因?yàn)樗阋耍惭b維護(hù)簡(jiǎn)單,它致命的弱點(diǎn)是發(fā)光率太低,而且白熾燈的耗電率也很高,不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),因此,應(yīng)該多采用節(jié)能高效的光源,像一些發(fā)光率高,顯色性能優(yōu)異,光色好的新光源都可以采用。
3.1.2對(duì)長(zhǎng)期需要開(kāi)停,但又要按人流的多少自動(dòng)調(diào)整照度的場(chǎng)合,在增加投資不多的情況下,對(duì)熒光燈可利用調(diào)壓的方式,固定幾級(jí)調(diào)節(jié)。
3.1.3在建筑物的建設(shè)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(shí)應(yīng)將門(mén)窗開(kāi)大,多采用透光率好的門(mén)窗、玻璃,以達(dá)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(jié)能設(shè)計(jì)一個(gè)重要的步驟。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和能源利用率的廣泛關(guān)注,在建筑物中如何充分利用天然光源,節(jié)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(jié)能的工程實(shí)施中,建筑的設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)充分考慮自然光源的問(wèn)題,制定合理的采光標(biāo)準(zhǔn),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(jié)合起來(lái)。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。
3.3合理科學(xué)的推廣太陽(yáng)能照明產(chǎn)品和技術(shù)
太陽(yáng)能是一種高效節(jié)能的新能源,太陽(yáng)能照明技術(shù)有利于我國(guó)的電力資源的節(jié)約,是節(jié)能環(huán)保背景下建筑電氣的節(jié)能有效途徑。而且太陽(yáng)能自身也有著諸多優(yōu)點(diǎn)。其一,太陽(yáng)能是用之不竭、取之不盡、無(wú)處不有的新型無(wú)污染的能源。太陽(yáng)能照明技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用,既可節(jié)省資源,減少對(duì)地球資源的使用和破壞,減少?gòu)U氣排放,保護(hù)地球的大氣環(huán)境。合理科學(xué)的利用太陽(yáng)能照明符合環(huán)保和節(jié)能的要求。其二、太陽(yáng)能照明技術(shù)大多是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電,它是直接把射入地球的太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能,這樣既能大量的節(jié)約照明能耗,也可以提高室內(nèi)溫度,對(duì)于降低建筑能耗具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.4建筑電氣設(shè)備選擇的節(jié)能性
建筑電氣的選擇應(yīng)該以節(jié)能為出發(fā)點(diǎn),建筑中的電動(dòng)機(jī)往往都是與水道、暖通、建筑等工種的設(shè)備配套的,所以對(duì)于這些電氣設(shè)備供應(yīng)商要充分了解。建筑電氣設(shè)備的選擇包括多個(gè)方面,例如建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電梯、電動(dòng)機(jī)。對(duì)于排水系統(tǒng)要給予充分的優(yōu)化,而電梯主要是在選型上要合理,爭(zhēng)取做到節(jié)能最有,對(duì)于電動(dòng)機(jī)則包括電動(dòng)機(jī)的基于負(fù)載檢測(cè)的臺(tái)數(shù)控制、正確選型、調(diào)速方法選擇等都是建筑電氣設(shè)備選擇的重點(diǎn)。
4、結(jié) 語(yǔ)
在節(jié)能環(huán)保風(fēng)靡全球的時(shí)代,在資源嚴(yán)重匱乏的時(shí)代,建筑行業(yè)的電氣設(shè)計(jì)既要體現(xiàn)節(jié)能又要體現(xiàn)環(huán)保,這就需要多方面的共同努力。總起來(lái)說(shuō),電氣的節(jié)能的未來(lái)是非常有發(fā)展?jié)撃艿摹K粌H能為建筑企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而且能為人類(lèi)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(guò)對(duì)電氣設(shè)計(jì)的探討和研究,未來(lái)的建筑電氣的發(fā)展能更上一層樓。
參考文獻(xiàn):
[1] 許琳. 建筑電氣節(jié)能途徑探討[J]. 中國(guó)勘察設(shè)計(jì), 2007,(04) .
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機(jī)械;環(huán)保節(jié)能;設(shè)計(jì);趨勢(shì);展望
前言
農(nóng)業(yè)作為我國(guó)基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),在當(dāng)前社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用。近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化速度不斷加快,這就對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械環(huán)保節(jié)能提出了更高的要求。通過(guò)全面重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的環(huán)保節(jié)能,才能更好地提高我國(guó)農(nóng)業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力,為農(nóng)業(yè)機(jī)械的快速發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
1 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平普遍落后,這就需要我國(guó)農(nóng)業(yè)要加快發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施,充分地利用先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。通過(guò)在農(nóng)村全面普及農(nóng)業(yè)機(jī)械化農(nóng)具,提高農(nóng)業(yè)用具機(jī)械化水平,這對(duì)推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展必然起到重要的推動(dòng)作用。在當(dāng)前現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,使農(nóng)業(yè)裝備有了較大改善,農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展有了技術(shù)上的保障。近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,充分的與工業(yè)、旅游業(yè)實(shí)現(xiàn)了結(jié)合,農(nóng)產(chǎn)品已不單純的用于滿(mǎn)足溫飽,開(kāi)始向工業(yè)化及觀(guān)賞化的方向發(fā)展。而且在機(jī)械化農(nóng)業(yè)設(shè)備的輔助下,農(nóng)作物的生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化水平不斷提升。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的研發(fā)和推廣力度的不斷加快,我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展過(guò)程中也充分的吸收和借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù),這對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。發(fā)達(dá)國(guó)家已全面實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化,我國(guó)在這方面還較為滯后,農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及還具有較多的困難,這就需要在當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展過(guò)程中,要加快觀(guān)念的轉(zhuǎn)變,全面強(qiáng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械化建設(shè),并充分的利用環(huán)保節(jié)能理念來(lái)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械,更好的推動(dòng)農(nóng)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。
2 農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的意義
一直以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)采用的都是傳統(tǒng)的方法,不僅存在著資源和能源消耗大的問(wèn)題,而且還會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)較大的污染。隨著當(dāng)前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提升,農(nóng)業(yè)機(jī)械也加快了發(fā)展的步伐,開(kāi)始向多功能、低消耗及高質(zhì)量的方向發(fā)展。特別是我國(guó)每年有大量的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品報(bào)廢,可以將部分完好的零部件進(jìn)行分類(lèi)回收,這不僅有利于p輕農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生命周期末端的壓力,而且有效的降低了污染的程度??梢哉f(shuō)通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì),打造出高質(zhì)量的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品,這對(duì)帶動(dòng)農(nóng)業(yè)行業(yè)的快速發(fā)展具有非常重要的意義,而且有利于提高我國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)一步擴(kuò)大出口,為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3 農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)趨勢(shì)
3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械的清潔性
當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)械多采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力,由于內(nèi)燃機(jī)需要消耗石油,而且機(jī)械運(yùn)行中存在噪聲及廢氣污染,這不僅會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)帶來(lái)不利影響,而且還會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)一定破壞。因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)過(guò)程中,盡可能的選擇電力為農(nóng)業(yè)機(jī)械的動(dòng)力源,同時(shí)還要加快太陽(yáng)能、氫氣及天然氣等發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)工作,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保設(shè)計(jì)。當(dāng)前對(duì)于采取汽油和柴油的農(nóng)業(yè)機(jī)械,需要對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行環(huán)?;瘜W(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化,通過(guò)采取有效的措施來(lái)減少運(yùn)行過(guò)程中對(duì)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(fā)生,可以采用有源器聲控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲進(jìn)行有效控制,降低噪聲所帶來(lái)的污染。
3.2 產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)
在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)初期,需要對(duì)設(shè)計(jì)的零件要考慮回收的可能性,并對(duì)回收價(jià)值、回收處理方法及回收處理結(jié)構(gòu)等問(wèn)題進(jìn)行深入思考。通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械中一些常用零件進(jìn)行回收與再利用,能夠?qū)崿F(xiàn)材料資源的有效利用,有效的降低對(duì)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)。
3.3 產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員要使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)易于拆卸與維護(hù)。在設(shè)計(jì)階段,可采用模塊化設(shè)計(jì)方法,即對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析,在此基礎(chǔ)上劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊,通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品,滿(mǎn)足不同需求。這樣既可以很好地解決產(chǎn)品品種規(guī)格、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾,又可為產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代縮短設(shè)計(jì)周期,降低成本,有利于回收和重用,以達(dá)到節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境的目的。
3.4 環(huán)保產(chǎn)品的成本分析
在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)初期,由于環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用,因此需要充分對(duì)產(chǎn)品的回收和再利用等性能進(jìn)行深入考慮,這就需要在環(huán)保產(chǎn)品成本分析時(shí)要將污染物處理成本、產(chǎn)品拆卸及重復(fù)利用成本等考慮進(jìn)去,確保產(chǎn)品成本分析的準(zhǔn)確性。
3.5 材料選擇
在農(nóng)業(yè)機(jī)械環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要選擇環(huán)保材料費(fèi),這類(lèi)材料不僅能夠回收再利用,而且對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的影響也較小。在環(huán)保設(shè)計(jì)階段通過(guò)合理的選擇材料,有利于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)決策的科學(xué)性。在具體選擇材料時(shí),盡可能選擇不存在有害物質(zhì)及稀缺性的材料,有效的減少材料費(fèi)的種類(lèi),并對(duì)所選擇材料費(fèi)進(jìn)行分類(lèi)管理,材料費(fèi)使用過(guò)程中廢棄和邊角料要做好回收利用工作。通過(guò)合理選擇環(huán)保材料費(fèi),能夠有效地降低產(chǎn)品所對(duì)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響。在當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)工作中,在進(jìn)行材料選擇時(shí),需要重點(diǎn)確定材料的要求、選擇原則、影響因素、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用及回收利用等方面,從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械真正意義上的環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)。
4 農(nóng)業(yè)機(jī)械環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)的前景展望
當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快,這也使能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出,在這種情況下,為了更好的滿(mǎn)足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求,在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)已成為必然的趨勢(shì),而且有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展。在當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,可以將環(huán)保節(jié)能作為設(shè)計(jì)的核心,有效的提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,進(jìn)一步對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的弊端進(jìn)行規(guī)避,加快農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。同時(shí)還要出臺(tái)相關(guān)政策來(lái)鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)機(jī)械中環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用,更好的促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的全面提升,加快推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康、有序發(fā)展。
當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源消耗量不斷增加,這也使節(jié)能和環(huán)保成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心內(nèi)容,因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中需要提供節(jié)能環(huán)保理念,并將其全面落實(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié),有效的提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的生態(tài)效率和經(jīng)濟(jì)效益,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語(yǔ)
保護(hù)環(huán)保是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要保障,因此當(dāng)前節(jié)能環(huán)保已成為社會(huì)的發(fā)展的重點(diǎn)問(wèn)題。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中也需要充分的將環(huán)保和節(jié)能理念貫穿其中,并落實(shí)到設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié),有效的解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的不利影響,更好地促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康、持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉慧敏.淺談農(nóng)業(yè)機(jī)械的環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息科學(xué)院,2011,105(35):150-155.
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(guān)鍵詞: 節(jié)能汽車(chē);環(huán)境標(biāo)志汽車(chē);低碳汽車(chē);節(jié)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(lèi)號(hào):U461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006—4311(2012)27—0032—04
0 引言
北京機(jī)動(dòng)車(chē)保有量過(guò)快增長(zhǎng)帶來(lái)嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問(wèn)題。2004年以來(lái)北京機(jī)動(dòng)車(chē)年均增長(zhǎng)12%,私家車(chē)年均增長(zhǎng)15.5%,至2010年底全市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)到480.9萬(wàn)輛,年均行駛里程超過(guò)一萬(wàn)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(dá)1095萬(wàn)噸[1]。2009年北京交通運(yùn)輸業(yè)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(guó)平均水平[2]。2009年北京市機(jī)動(dòng)車(chē)CO排放71.58萬(wàn)噸,NOx排放8.77萬(wàn)噸,PM10排放0.38萬(wàn)噸,VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)排放7.95萬(wàn)噸,其中乘用車(chē)排放了89%的CO、87%的HC和65%的NOx[3]。在擁堵的路況下,尤其車(chē)速低于40km/h時(shí),CO、NOX和PM等主要污染物的濃度比高速行駛時(shí)升高50%—70%[4]。
積極推廣節(jié)能汽車(chē)和環(huán)境標(biāo)志汽車(chē),積極發(fā)展具有更好節(jié)能減排特性的低碳汽車(chē),是北京市降低機(jī)動(dòng)車(chē)能源消耗和尾氣排放的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施。
1 北京節(jié)能環(huán)保汽車(chē)的節(jié)能減排效果
1.1 節(jié)能汽車(chē)燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)提高的節(jié)能效果 節(jié)能汽車(chē)是指燃油經(jīng)濟(jì)性好,列入國(guó)家“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”目錄的汽車(chē)。2010年6月18日,國(guó)家發(fā)改委、工信部、財(cái)政部公告了首批71種型號(hào)的“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”節(jié)能汽車(chē)(1.6升及以下乘用車(chē))推廣目錄,截至2011年10月共七批節(jié)能汽車(chē)推廣目錄,總計(jì)有40家企業(yè)142個(gè)品牌的476個(gè)車(chē)型納入目錄。北京現(xiàn)代的i30、瑞納、悅動(dòng)、伊蘭特和雅紳特5個(gè)品牌的19種車(chē)型,北汽福田迷迪的2種車(chē)型,北京奔馳C180的1種車(chē)型,共計(jì)有7個(gè)品牌的22種車(chē)型被納入目錄,占比約為4.6%[5]。
2004年9月,國(guó)家質(zhì)檢總局了GB19578—2004《乘用車(chē)燃料消耗量限值》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2010年6月,國(guó)家發(fā)改委、工信部、財(cái)政部在“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”相關(guān)規(guī)章中提出了更嚴(yán)格的《節(jié)能汽車(chē)綜合燃料消耗量限值》;2011年10月新修訂的《節(jié)能汽車(chē)綜合燃料消耗量限值》進(jìn)一步提高了節(jié)能要求。
論文摘要:系統(tǒng)介紹了復(fù)合柴油的作用機(jī)理、研究配制及應(yīng)用發(fā)展。
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概述
復(fù)合柴油是將水和柴油通過(guò)復(fù)合劑和復(fù)合設(shè)備復(fù)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?yàn)槟菚r(shí)的柴油摻水技術(shù)水平較低,收益不夠明顯以及石油危機(jī)尚未突出等原因,而使柴油摻水技術(shù)處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。50年代末,由于環(huán)境保護(hù)需要以及石油危機(jī)等原因,柴油摻水應(yīng)用技術(shù)才獲得重視。到了70年代,柴油摻水技術(shù)進(jìn)入到實(shí)用性的發(fā)展階段。美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相把柴油摻水技術(shù)列為國(guó)家重點(diǎn)開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目,對(duì)摻水復(fù)合柴油的復(fù)合手段、復(fù)合工藝、復(fù)合裝置、表面活性劑、復(fù)合機(jī)理及其燃燒動(dòng)力學(xué)和對(duì)內(nèi)燃機(jī)的磨損腐蝕以及規(guī)格化、商品化等多方面都進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)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(jié)省燃油。同時(shí),柴油摻水復(fù)合燃料對(duì)內(nèi)燃機(jī)不但沒(méi)有腐蝕和增加磨損的問(wèn)題,反而能起到清洗劑的作用,可以降低內(nèi)燃機(jī)維修費(fèi)用。目前,世界各國(guó)研究燃油摻水技術(shù)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)空前增加,專(zhuān)利文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)論文如雨后春筍般地涌現(xiàn)。在日本、美國(guó)、德國(guó)等,柴油復(fù)合劑早已作為商品銷(xiāo)售,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出第三代或第四代產(chǎn)品。日本專(zhuān)營(yíng)復(fù)合油的薩米特公司推出的H一106 , H一107復(fù)合劑產(chǎn)品,銷(xiāo)往東南亞各國(guó)。縱觀(guān)柴油摻水技術(shù)的過(guò)去和現(xiàn)在,它已顯示出了強(qiáng)大的生命力。
2復(fù)合柴油的節(jié)能、降污原理及復(fù)合機(jī)理
2.1復(fù)合柴油節(jié)能、降污原理
2.1.1“微爆”效應(yīng)(二次霧化)
目前,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)專(zhuān)家認(rèn)為復(fù)合柴油的節(jié)能是由于乳液內(nèi)部的微小水珠的“微爆”效應(yīng)引起的或稱(chēng)二次霧化。微爆是在高溫環(huán)境下,由兩種或多種有不同揮發(fā)性的液體的汽化引起的。由于液體的擴(kuò)散速度是有限的,穩(wěn)定性差的液體就會(huì)覆蓋在表面,從而導(dǎo)致液滴迅速升溫。一旦溫度達(dá)到某個(gè)組分的過(guò)熱極限,微爆就會(huì)伴隨連續(xù)產(chǎn)生并變大的泡核而發(fā)生。微爆的作用是提高油滴的表面活化能。復(fù)合柴油為油包水(W/0 )型乳液,外相為柴油,內(nèi)相為水。由于油的沸點(diǎn)比水高,所以受熱時(shí)水總是先達(dá)到沸點(diǎn)而沸騰或蒸發(fā)。當(dāng)油滴內(nèi)部的壓力超過(guò)油的表面張力和環(huán)境壓力之和時(shí),水汽將沖破油膜的阻力而使油滴爆炸,形成更細(xì)小的油滴。爆炸后的油滴更細(xì)小,因此燃燒更完全,從而達(dá)到節(jié)能效果。
2.1.2化學(xué)效應(yīng)
有文獻(xiàn)對(duì)復(fù)合油的燃燒化學(xué)進(jìn)行了研究,提出了水煤氣反應(yīng)的重要性,燃料中由于高溫裂解產(chǎn)生的碳粒子,能與水蒸氣反應(yīng)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(fù)合柴油在柴油機(jī)燃燒室高溫高壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),由于復(fù)合油中水的存在,促使產(chǎn)生了許多OH"基團(tuán),使得消除積炭的反應(yīng)()速度加快,從而達(dá)到降污的目的。有文獻(xiàn)提出了其他一些用于解釋復(fù)合油節(jié)能降污的觀(guān)點(diǎn),例如摻混效應(yīng)、汽提效應(yīng)、改善燃料與空氣的混合比例減少過(guò)??諝庀禂?shù)以大幅度降低氮氧化物()的產(chǎn)生等。
2.2柴油復(fù)合機(jī)理
復(fù)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(wěn)定,須使用表面活性劑。柴油復(fù)合劑能使乳液穩(wěn)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(shù),有利于乳液的穩(wěn)定存在;其二,柴油復(fù)合劑的分子在界面處作定向吸附,生成具有一定機(jī)械強(qiáng)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(yùn)動(dòng),頻繁地相互碰撞,如果界面膜的強(qiáng)度較小,在碰撞中界面膜容易破裂成液滴合并。因此,柴油復(fù)合劑需要二種或二種以上的表面活性劑復(fù)配而成,這種復(fù)配的柴油復(fù)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(wěn)定。目前柴油復(fù)合劑的配方根據(jù)其結(jié)構(gòu)大致分為五種類(lèi)型:①陰離子型有烷基磺酸鹽類(lèi)、烷基苯磺酸鹽類(lèi)、烷基蔡磺酸鹽類(lèi)、脂肪酸皂類(lèi)、烷基醋墟泊酸磺酸鹽類(lèi)等;②陽(yáng)離子型有簡(jiǎn)單胺鹽類(lèi)、季胺鹽類(lèi)等;③非離子型有脂類(lèi),如脂肪酸聚氧乙烯醋、脂肪酸山梨醇醋;醚類(lèi),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(lèi),如烷基醇酞胺等;$兩型離子型有梭酸類(lèi)、硫酸類(lèi)、磺酸類(lèi)等;④高分子型有天然水溶性膠類(lèi)、淀粉衍生物類(lèi)、纖維素類(lèi)、合成水溶性高分子類(lèi)等。
3復(fù)合柴油的配制及性能
3.1復(fù)合劑配方成分的篩選依據(jù)
(1)親油基團(tuán)與油相具有相似結(jié)構(gòu)的復(fù)合劑復(fù)合效果好。根據(jù)相似相溶原理,要求復(fù)合劑的憎水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和油的結(jié)構(gòu)越相似越好。結(jié)構(gòu)與柴油越相似,界面上的吸附作用也就越強(qiáng),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(qiáng)度大,因而穩(wěn)定性就好。根據(jù)多種活性劑的性能試驗(yàn)篩選最終選擇了與柴油的主要成分有相似分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)酸和復(fù)合劑且。
(2)混合復(fù)合劑的效果往往比單一復(fù)合劑效果好。為了形成穩(wěn)定的復(fù)合液,要求復(fù)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(jiān)固的保護(hù)膜。有些物質(zhì)的表面活性大,能大量降低水的表面張力;有些物質(zhì)表面活性雖然較差,但能在水微粒周?chē)纬蓤?jiān)固的保護(hù)膜。選擇具有相似分子結(jié)構(gòu)的這兩類(lèi)表面活性劑,把它們組合起來(lái),就可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,達(dá)到更好的復(fù)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(wěn)定。因此采用了使用混合表面活性劑加助劑進(jìn)行復(fù)合配方設(shè)計(jì)。
(3)輔助表面活性劑是微乳液形成的一個(gè)不可缺少的組分。一般乳狀液的形成主要是由于復(fù)合劑在油/水界面的吸附,形成堅(jiān)韌的保護(hù)膜,同時(shí)降低界面張力,使油(或水)較易分散。但無(wú)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(wěn)定的。若再加人一定量的極性有機(jī)物,可將界面張力降至不可測(cè)量的程度;此后即形成穩(wěn)定的微乳液。輔助表面活性劑是微乳液形成一個(gè)不可缺少的組分,它除了能降低界面張力外,還能增強(qiáng)界面膜的流動(dòng)性,使界面膜的彎曲更加容易,有利于微乳液的形成。
3.2復(fù)合劑配方的篩選
雖然有以上這些理論依據(jù),但關(guān)于復(fù)合劑中各種組分的具體確定,目前還沒(méi)有成熟完整的理論模式來(lái)測(cè)算指導(dǎo),必須靠經(jīng)驗(yàn)積累和試驗(yàn)實(shí)踐來(lái)確定每種組分的實(shí)際復(fù)合效果。因此,進(jìn)行深人細(xì)致的實(shí)驗(yàn)選擇尤為必要。
3.2.1實(shí)驗(yàn)試劑
①主復(fù)合劑工:由有機(jī)酸(酸值為123.3KOHmg/g)和堿溶液反應(yīng)制成。
②復(fù)合劑n:非離子表面活性劑,上海大眾藥業(yè)有限公司,粘度:1 000一1 400mm2/s;
③助表面活性劑:醇類(lèi),濟(jì)南化工二廠(chǎng),純度98 %。
3.2.2實(shí)驗(yàn)步驟
通過(guò)大量的配制試驗(yàn),考察了各種組分的復(fù)合效果,從而最終找到了合適的復(fù)合劑配方。所找到的復(fù)合劑配方中陰離子型表面活性劑的比例占絕大多數(shù),而非離子型表面活性劑僅占8%左右,這就使所配制的復(fù)合柴油成本大大降低。
①配制復(fù)合劑的小樣。向錐形瓶中加人5lg有機(jī)酸,再加人8.5g堿溶液,振蕩15 min,待反應(yīng)完畢后,加人6g復(fù)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?jī)?nèi)各種物質(zhì)完全混合均勻。在室溫下靜置,待泡沫消失,即得到復(fù)合劑。
②配制該復(fù)合劑的擴(kuò)大樣。向錐形瓶中依次加人510g有機(jī)酸,85g堿溶液及60g復(fù)合劑II , 30g助劑,然后按上述方法配制,得到復(fù)合劑的擴(kuò)大樣。將錐形瓶?jī)?nèi)的復(fù)合劑靜置一段時(shí)間,待液面上的泡沫完全消失后,且再用手振蕩錐形瓶也無(wú)泡沫產(chǎn)生為止飛這大概需要3h左右。此時(shí)用手觸摸錐形瓶壁已冷卻至室溫,待用。
3.2.3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①在加人堿溶液的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液液面上會(huì)產(chǎn)生泡沫。
②在振蕩錐形瓶的過(guò)程中,感覺(jué)到瓶壁是熱的。
③在振蕩過(guò)程中,液面上有白色泡沫產(chǎn)生,并隨復(fù)合劑量增加,泡沫層變厚。
3.2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
由上述實(shí)驗(yàn)步驟得到含有機(jī)酸74 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),含堿溶液12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),含復(fù)合劑11為9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),含助劑5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的復(fù)合劑。該劑為完全透明的棕色油狀液體,無(wú)特殊不良?xì)馕?,穩(wěn)定性好,自配制起至今(半年多)無(wú)任何變化。
3.3復(fù)合柴油的配制
本此使用上面的復(fù)合劑配方來(lái)配制微復(fù)合柴油,在相同的實(shí)驗(yàn)室條件下,分別進(jìn)行了復(fù)合柴油配制的小樣試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)。
3.3.1試驗(yàn)
配制方式用天平分別稱(chēng)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(shí)間后,靜置,觀(guān)察到體系為透明的均相液體后,繼續(xù)加人一滴劑,重復(fù)上述操作,直至體系出現(xiàn)渾濁為止。然后取體系出現(xiàn)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(lái),觀(guān)察其穩(wěn)定性如何。
2配制結(jié)果
3結(jié)果分析
①?gòu)谋?可以看出:在水占6%一20 %、復(fù)合劑占10%一21%時(shí),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(wěn)定性好。
②試驗(yàn)證明:在小樣試驗(yàn)中所配制的復(fù)合劑,進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)后,仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油的復(fù)合,這表明該劑的復(fù)合能力沒(méi)有改變。而且在小樣試驗(yàn)中可以配成復(fù)合柴油的水、油、劑之配比,在擴(kuò)大試驗(yàn)中同樣可以配成乳油。
3.3.4復(fù)合哭油指標(biāo)(以4號(hào)樣為例)
4我國(guó)復(fù)合柴油的發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向
我國(guó)柴油復(fù)合技術(shù)研究起步較晚,最近幾年發(fā)展迅速,已開(kāi)發(fā)出許多較好的復(fù)合劑配方并研究了復(fù)合復(fù)合劑的親水一親油值(H LB值)等性質(zhì),和國(guó)外技術(shù)相比,沒(méi)有合成反應(yīng),均采用多種表面活性劑復(fù)配而成,只是在復(fù)合劑的配方組成上略有差別。這些柴油復(fù)合劑配方組成的共同特點(diǎn)是:
1)以非離子表面活性劑為主體的高效復(fù)合劑達(dá)80%左右。此非離子表面活性劑的親水基團(tuán)為聚氧乙烯()。即一般所說(shuō)的EO鏈。其醚氧可與金屬催化劑絡(luò)合,提高催化劑活性。
2)低沸點(diǎn)易燃有機(jī)物,如丙酮、甲苯、硝酸乙酷、正己烷等。其目的在于降低點(diǎn)火溫度,便于內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)。
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