精制废轮胎热解油与正丁醇混合燃料在压燃式发动机中的性能及排放特性研究

《Sustainability》：Comparative Evaluation of Binary and Ternary Diesel–WTPO–n-Butanol Blends in a Single-Cylinder DI Diesel Engine: Relevance to Sustainable Waste Tire Valorization

　　废轮胎热解油（WTPO）为废弃物增值利用提供了一条途径，但其不利燃料特性限制了其在压燃式发动机中的应用。本研究对比了含精制WTPO、正丁醇或两者混合的80体积%柴油基混合燃料的性能、燃烧及排放特性。所用WTPO为液体轮胎热解产物经真空蒸馏提纯得到的馏分。实验在3000 rpm转速下、250–1250 W额定电负荷条件下进行，使用纯柴油（D100）、80体积%柴油/20体积%WTPO（D80WTPO20）、80体积%柴油/20体积%正丁醇（D80B20）以及80体积%柴油/5体积%WTPO/15体积%正丁醇（D80WTPO5B15）四种燃料方案。在1250 W负荷下，与D100相比，D80WTPO20的比油耗高出8.1%，基于额定电负荷的系统效率指数低5.4%。D80WTPO5B15的比油耗高出5.4%，但其系统效率指数与D100在统计学上无显著差异，且显著高于D80WTPO20。该混合燃料的CO和NOx浓度显著低于D80WTPO20，HC浓度显著低于D80B20。与D100相比，含正丁醇的混合燃料表现出更长的喷油始点至燃烧10%（SOI–CA10）间隔时间以及更高的预混合放热峰值。与先前报道的柴油–WTPO–正丁醇三元体系研究不同，本研究在相同柴油比例下纳入了对应的二元参考混合燃料，并联合评估了性能、排放、烟度、缸内压力、放热率及燃烧阶段。从可持续性角度看，这一配方层面的对比研究为评估精制WTPO作为废物能源化与循环经济途径的利用潜力提供了支撑，同时也凸显了相关的性能与排气方面的权衡取舍。