nhiên liệu diesel sinh học - biodiesel

Nhiên liệu diesel sinh học -
Biodiesel

TS. Lê Thị Thanh Hương



Nhiên liệu diesel sinh học - Biodiesel

TS. Lê Thị Thanh Hương
10. 2012


2
 Cung cấp nhận thức và kiến thức về
− Tình hình khí phát thải trên thế giới hiện nay
− Hiệu ứng nhà kính và khí hậu nóng ấm toàn cầu
− Biodiesel - Nguồn nhiên liệu sinh học có thể thay thế
− Công nghệ sản xuất biodiesel
− Hiện trạng, thách thức và định hướng phát triển của
việc nghiên cứu và sản xuất biodiesel
Mục tiêu chuyên đề
3
− Ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính

− Lịch sử hình thành và phát triển của biodiesel
− Ưu và nhược điểm của biodiesel
− Công nghệ sản xuất biodiesel
− Tiêu chuẩn, phương pháp đánh giá chất lượng
biodiesel
− Hiện trạng, thách thức và triển vọng của việc nghiên cứ
sản xuất biodiesel ở Việt Nam và thế giới
Mô tả chuyên đề
4
Nội dung chuyên đề
I. Giới thiệu chung về biodiesel
II. Công nghệ sản xuất biodiesel
III. Đánh giá chất lượng biodiesel
IV. Kết luận
5
Phân bố thời gian
Chương

Nội
dung
Tiết
dạy
Thời
gian
1
Giới thiệu chung về biodiesel

8

15/10

 22/10
2
Công
nghệ sản xuất biodiesel
10

29/10
 12/11
KIỂM TRA GIỮA KỲ 5/10
3
Đánh giá chất lượng biodiesel

3

12/11
 12/11
4
Kết luận

1

19/11

TỔNG

22

6
Phương pháp đánh giá
Stt

Nội
dung
Tiết
dạy
1
Chuyên
cần
+ 1

2
Thi giữa
kỳ
3
Thi cuối
kỳ
4
Điểm
cộng (dịch bài, tiểu luận)
+2

7
Tiểu luận
1. Mục đích
 Kỹ năng
‒ Tìm kiếm tài liệu
‒ Đọc tài liệu tiếng Anh
‒ Trình bày vấn đề KHTH
‒ Kỹ năng trình bày văn bản
 Kiến thức

‒ Số liệu thống kê và dự báo
‒ Phương pháp nghiên cứu LCA




2. Yêu cầu
 SV phải
‒ Đọc tài liệu tiếng Anh
‒ Trình bày một vấn đề trong sản
xuất nghiên cứu, đánh giá
biodiesel
‒ Format chuẩn theo quy định

8
3. Tên đề tài
‒ BQ-9000 Program
‒ Phân tích vòng đời sản phẩm (Life Cycle Assessment)
‒ Tổng hợp biodiesel sử dụng xúc tác CaO- Review
‒ Xu hướng mới trong nghiên cứu và sản xuất biodiesel
‒ Hóa học xanh – Ngăn chặn ô nhiễm và Duy trì phát
triển bền vững




9
Tài liệu tham khảo
Internet:
‒ Đại học Berkeley:

‒ Đại học Colorado: http:// www.cubiodiesel.org
‒ Đại học Utah:
‒ Đại học Idaho:
‒ Hội đồng biodiesel quốc gia (USA): http:// www.biodiesel.org
‒ Hội đồng biodiesel châu Âu:
‒ UFOP:
‒
‒
10
Sách, báo:
1. Dmytryshyn S, Dalai A, Synthesis and characterization of vegetable oil
derived esters: evaluation for their diesel additive properties, Bioresource
Technology, 92, 55-64, (2004).
2. Knothe G, Analyzing Biodiesel: Standards and Other Methods, Journal of
the American Oil Chemists’ Society (JAOCS), 83 (10), 823-833, (2006).
3. Mittelbach M, Diesel fuel derived from vegetable oils, VI: Specifications and
Quality Control of biodiesel, Biosource Technology, 56, 3, (1996).
4. Knothe G, Analytical methods ued in the production and fuel quality
assement of biodiesel, Trans ASAE, 44, (2), 143-200, (2001).
5. Schuchardt U, Transesterification of Vegetable Oils: a Review, Journal of
Brazilian of Chemical Society, 9(1), 199-210, (1998).

11
6. Lotero E, Goodwin J, Lopez D. The Catalysis of Biodiesel Synthesis,
The Royal Society of Chemistry, Catalysis, 19, 50-58, (2006).
7. Gerpen J, Shanks R.Prusko R, Clements D. Biodiesel Production
Technology. National Renewable Energy Laboratory NREL/SR-510-
36244, (2004).
8. Lotero E, Liu Y, Lopez D, Synthesis of Biodiesel via Acid Catalysis, Ind.
Eng. Chem. Res, 44, 5353-5363, (2005).

9. Leung D, Guo Y, Transesteification of neat and used frying oil:
Optimization for biodiesel production, Fuel Processing Technology, 87,
883–890, (2006).
10.Muniyappa P, Noureddini H, Improved conversion of plant oils and
animal fats into biodiesel and co-product, Bioresource Technology, 56,
19-24, (1996).
12
11.Zullaikah S, A two-step acid-catalyzed process for the production of
biodiesel from rice bran oil, Bioresource Technology, 96, 1889–1896,
(2005).
12.Canakci, Gerpen, Biodiesel Production via acid catalysis, American
Society of Agricultural Engineers, 42(5), 1203-1210, (1999).
13.Ma F, Hanna M, Biodiesel production: a review, Bioresource
Technology, 70, 1-15, (1999).
14.Vicente G, Martínez M, Aracil J, Integrated biodiesel production: a
comparison of different homogeneous catalysts systems, Bioresource
Technology, 92, 297–305, (2004).
15.Canakci M, Gerpen J, Biodiesel Production from Oils and Facts with
High Free Fatty Axits, Transactions of ASAE, ISSN 0001-2351, 44(6),
1430, (2001).
13
I. TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL
14
 Diesel hóa thạch
‒ Phân đoạn chưng cất trung bình: 180 ÷ 280°C
‒ n-parafin, iso-parafin, chất thơm, S, O, N,….
1.1. Định nghĩa biodiesel
15
‒ Có 3 loại: No. 1-D, No. 2-D, No. 4-D
 Diesel No. 1-D

o Phân đoạn chưng cất nhẹ 170 ÷ 270
o
C
o Động cơ có biến thiên rộng về vận tốc, tải trọng
o Kerozen, nhiên liệu phản lực
 Diesel No. 2-D
o Diesel thông dụng
o Phân đoạn chưng cất trung bình 180 ÷ 340
o
C
o Động cơ có tải trọng, vận tốc cao
o Thành phần: n-ankan, cycloankan, ankynbezen, vòng thơm
 Diesel No. 4-D
o Phân đoạn chưng cất nặng 170 ÷ 270
o
C
o Động cơ diesel có vận tốc thấp, trung bình trong điều kiện
vận tốc và tải trọng gần như không thay đổi
16
 Quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ diesel:
‒ Rudolt Diesel (1858 ÷ 1913) phát minh
‒ Động cơ 4 thì
o Nạp: đưa không khí vào xylanh
o Nén:
 Nén không khí đến nhiệt độ (500 ÷ 700
o
C) và áp suất cao
 Phun sương nhiên liệu vào xylanh
o Cháy:
 Quá trình tự cháy xảy ra

 Quá trình dãn nỡ sinh công làm chạy động cơ
o Xả: khí thải

17

18

19
20
 Khả năng tự bốc cháy của diesel:
‒ Đặc trưng bằng chỉ số cetan CN
‒ Yêu cầu cho động cơ diesel: 45 ÷ 50
‒ CN cao quá: lãng phí nhiên liệu
‒ CN thấp quá: xảy ra quá trình cháy kích nổ
 Xu thế sử dụng động cơ diesel
‒ Diesel có tỷ số nén cao hơn xăng (14/1 ÷ 17/1)
‒ Công suất sử dụng của diesel lớn hơn xăng
‒ Nhiên liệu diesel rẻ hơn vì không qua chế biến phức tạp
‒ Khí thải ít độc hơn vì không cần có phụ gia

21
 Định nghĩa biodiesel
− Chưa có định nghĩa chính xác
− Theo ASTM D6751:
o Là monoalkyl ester (FAME)
o Ký hiệu B100
o Đi từ acid béo mạch thẳng dài của dầu mỡ động thực vật
o Sử dụng trực tiếp với động cơ diesel mà không cần hiệu chỉnh
o Phối trộn với diesel ký hiệu BXX:
 XX: V

biodiesel
(%) trong dầu pha trộn
 B5, B20, B25
22
0
20
40
60
80
100
B2 B5 B10 B20 B100
Biodiesel Petroleum diesel
23
Tên hãng sản xuất Biodiesel cho phép sử dụng
Case IH B20, B100
New Holland B100
Caterpillar B5, B20, B30
Chrysler B5, B20 (Dodge Ram)
Cummins B20 (ISX, ISM, ISL, ISC, ISB)
Detroit Diesel B5
Ford B5, tương lai B20
General Motors B5, B20 (yêu cầu thiết bị chuyển đổi đặc biệt trên xe cụ thể)
Isuzu B5
John Deere B2, B5, B20
Mack B5 (SME)
Mercedes B5
Volvo Truck B5
VW B5, tương lai B20
24
Website:

 The National Biodiesel Board (NBB):

 The Biodiesel Industry website: