Southwest Research Institute (SwRI) 正在帮助客户开发一种简单的炼油后处理工艺，通过克服困扰发动机研究人员数十年的烟尘/氮氧化物 (NOx) 减少权衡来减少柴油发动机的废气排放。结果是一种改良的燃料，有可能取代当今的超低硫柴油、生物柴油和其他可再生柴油燃料。
内燃机在燃烧燃料空气混合物时会产生有害污染物，例如烟尘和 NOx。为了减少排放，工程师设计和校准发动机以调整燃烧温度，但一直受到碳烟/NOx权衡的阻碍。尝试随着温度升高减少烟灰会导致更高的 NOx，而降低温度会产生相反的效果。改进后的燃料减少了烟尘的产生，而不会增加 NOx并且不需要发动机设计或校准更改。
尽管发动机制造商通常会为新车开发更清洁的发动机，但旧款车型继续对污染水平造成重大影响。这种新的改良燃料可能会降低旧型号和新型号柴油发动机车辆的尾气 NOx和颗粒物。
虽然化石燃料最终可能会在我们的有生之年被电动动力系统或非碳燃料取代，但与我们的客户一起开发的流程可以立即实施。
—项目经理 James Wood，SwRI 化学与化学工程部首席科学家
SwRI 完成了这项技术的所有开发工作，包括化学配方的开发和在小规模单位中处理混合物。
这项获得国际专利的技术引入了独特的低浓度化学处理，结合专门的机械混合系统，产生长期稳定的处理过的柴油燃料。
本发明的方法包括将柴油燃料与两种特殊添加剂混合和均质化，并将混合和均质化的混合物在具有转子的激波反应堆内进行受控空化，以获得改进的双极柴油燃料。在内燃机中使用改进的柴油燃料可以将总碳烟和总 PM 排放量以及总氮氧化物 (NOx) 排放量减少30% 以上。改进的柴油燃料打破了柴油内燃机中 NOx和烟灰产生的权衡，燃料损失为 0 至 3%。
—“改进柴油燃料的生产工艺” CA3125557A1
如专利文件中所述，改进的柴油燃料基于商业柴油，添加了两种组分混合物：乙氧基化脂肪酸酯;以及由芳族溶剂如对“对”或邻“邻”二甲苯与一个或两个甲基基团与平衡的四种乙氧基化苯酚衍生的表面活性剂混合形成的复杂水基混合物，这些表面活性剂可以是烷基链或壬基链，如好。
第一种是非极性物质，第二种是双极性混合物。这两种物质都会与柴油或超低柴油燃料形成复杂的分子分散体。两种添加剂都被注入主工艺流程，并通过冲击波动力反应器 (SPR) 彻底混合。
这建立了一个可以轻松修改燃料的混合过程。样品证明符合 ASTM 物理、机械、流变、热和化学燃料要求。
SwRI 的动力总成工程部根据环境保护署的测试程序在稳态和瞬态发动机排放测试期间评估了燃料。
与基准超低硫柴油相比，改进后的燃料显着减少了烟尘质量排放。
——博士Imad Khalek，SwRI 微粒实验室的高级项目经理
SwRI 以实验室规模工厂为基础，帮助设计了符合 ASTM International 和 ANSI(美国国家标准协会)标准的生产规模设施，每天能够处理 12,000 桶(每年 1.5 亿加仑)。
该项目的工作始于大约八年前，最初是概念验证，然后是中试工厂的开发。最近，SwRI 领导了客户的燃料配方调查项目和燃料生产程序开发。改进后的燃料已经在实际规模的重型认证发动机上进行了评估，可用于商业开发。
