工程师揭开超洁净生物燃料技术的突破

在《燃料》杂志上发表的新研究中，贝勒大学Cornerstone雾化和燃烧实验室(CAC)的研究人员揭示了一种高效燃烧生物燃料的开创性方法，即使用革命性的涡流喷射(SB)喷射器燃烧甘油/甲醇混合物，几乎实现零排放。这项新技术可使通常因粘度高而难以燃烧的燃料实现超洁净燃烧。

“当前的研究表明，粘稠的生物废弃物如何通过贝勒燃烧技术转化为清洁能源，”该研究的主要作者、CAC实验室首席研究员、贝勒大学工程与计算机科学学院机械工程助理教授LulinJiang博士说道。

对生物燃料行业的意义、环境影响

传统喷射器难以燃烧甘油(生物柴油生产中丰富的副产品)，因为它的粘度很高，尽管它的能量密度适中。

相比之下，SB喷射器无需昂贵的燃料预热或加工即可处理甘油，这可能会改变生物燃料的经济性。该过程允许SB喷射器通过产生细小的液滴实现完全清洁的燃烧，从而显著减少一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)等有害污染物的排放。

蒋表示，这项新技术还使生物柴油生产商能够将甘油废物转化为可行的燃料来源，促进循环经济并减少发电的碳足迹。SB喷射器的灵活性允许燃烧各种甘油/甲醇比例，而无需进行硬件改造，使其成为旨在满足严格排放法规的发电厂的理想选择。

通过开拓创新解决方案来应对紧迫的全球挑战，江和她的团队体现了贝勒大学致力于推进知识进步以改善社会的承诺。

姜教授表示：“将废甘油等废物转化为具有成本效益的可再生能源，有助于提高气候变化下经济弱势群体的能源恢复力和能源公平。”

测试燃料混合物

研究团队在多个雾化空气-液体质量比(ALR)下测试了三种不同的燃料混合物——按理论热释放率计算的甘油与甲醇比例分别为50/50、60/40和70/30。所有混合物的燃烧效率都超过90%，包括50/50混合物的完全燃烧，CO和NOx排放量接近于零，即使在未预热、未绝缘的燃烧装置中也是如此。与传统的空气喷射或压力涡流喷射器相比，这是一个显著的改进，后者通常会在使用高粘度燃料时产生高排放量。

姜教授表示：“该技术表现出较高的粘度耐受性和燃料灵活性，这意味着不仅废甘油，而且生物柴油的粘性源油和其他废弃物基生物油都可以直接用于发电，而无需进一步加工，从而大大降低生物燃料成本，从而有可能刺激其广泛应用。”

这一突破有助于减少生物柴油行业对环境的影响并提高成本效益。

NSF国家创新军团/NSF公民创新挑战赛

蒋教授及其研究团队是美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation)著名的国家创新团(NationalInnovationCorps，简称I-Corps™)项目的成员，该项目凸显了其突破性的燃料灵活燃烧技术的潜在影响。通过国家创新团项目，科学家和工程师准备将他们的关注点扩展到大学实验室之外，从而加速NSF资助和其他准备走向商业化的基础研究项目的经济和社会效益。

在一个相关的NSF项目中，贝勒大学和韦科市正在合作开展NSF公民创新挑战项目，以在韦科垃圾填埋场开发气候智能、废物能源和燃料燃烧，以帮助减少甲烷和其他空气污染物，并将废物转化为清洁能源。贝勒大学和韦科大学是进入NSF挑战赛下一阶段的19个团队之一，他们获得了100万美元的试点项目资助，并有望进入下一阶段。