航空燃料中元素硫介电精制方法及机理的研究

【类型】学位论文

【作者】赵得杰 

【关键词】 航空燃料 元素硫 介电精制 机理 装置设计

【摘要】长期以来，我国各种油品的高洁净性能技术指标低于国外优质品牌产品和美、俄军标油品的标准，这严重影响了我国国防和民航飞行的安全性。每年我国航空燃料仅因洁净度等质量方面的问题，损失和降级使用的达到100多万吨，仅此一项直接经济损失约为30亿元。微量元素硫在航空燃料中有良好的溶解性，对金属尤其是铜及其合金有很高的化学反应活性，只需有极少量元素硫（0.001～0.005%），就能使浸在燃料中的青铜腐蚀变黑，对燃料的腐蚀性产生巨大的影响，因而成为燃料的铜片腐蚀和银片腐蚀试验不合格的主要原因。为了脱除航空燃料中的元素硫，本研究自行设计和建立了介电精制实验装置系统，并通过实验证明该装置的性能稳定，数据控制可靠，操作安全简单，完全可以满足实验要求。在此实验装置基础上，本课题着重研究了固体微粒的存在对元素硫介电精制脱除效果的影响，实验发现：固体微粒的存在对元素硫脱除的影响分为有利(如SiO2颗粒)和有反作用(如Fe2O3颗粒)的两类。研究中，仔细探讨了SiO2颗粒的影响情况，分析了其影响的机理；为了进一步证实该机理分析，还采用了北航材料中心新研制的SiO2介孔中空微球作为固体颗粒添加物，来进行元素硫脱除的介电精制实验，并对实验后的SiO2介孔中空微球颗粒作了能谱分析。综合上述介电精制实验结果和能谱分析结果，首次提出了元素硫间接脱除的精制机制，认为：在介电精制中元素硫会被吸附在SiO2上，在介电场的作用下随SiO2一起被非均匀电场中的电介质所捕获，从而产生燃料中的元素硫被间接脱除的作用。在航空燃料的元素硫介电精制实验中，采用SiO2介孔中空微球作为固体颗粒添加物，所进行的脱除元素硫的介电精制实验取得了非常好的研究结果，不仅有助于对脱硫机理的分析，也为介孔中空微球的应用展示出了一个可能的应用领域，即：燃料介电精制领域。本研究还在工艺研究的基础之上，通过设计、制造、安装和调试，完成了本课题组研制的可移动式小型油品精制装置的介电精制模块的组建工作。实现了油品介电精制工艺由实验研究到工业化的转化，为下一步的小型工业生产提供了先进工艺装备。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】熊常健

【读秀链接】读秀链接