đề tài nghiên cứu đặc tính nhiên liệu diesel sinh học dùng cho động cơ diesel

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Nghiên cứu đặc tính nhiên
Đề tài: Nghiên cứu đặc tính nhiên
liệu Diesel sinh học dùng cho động
liệu Diesel sinh học dùng cho động
cơ Diesel.
cơ Diesel.

BIODIESEL LÀ GÌ?
BIODIESEL LÀ GÌ?
•
Định nghĩa:
Biodiesel là một loại nhiên liệu lỏng có tính
năng tương tự và có thể sử dụng thay thế
cho dầu Diesel truyền thống.
Biodiesel được điều chế bằng cách dẫn
xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu
thực vật, mỡ động vật).

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIODIESEL
BIODIESEL
•
Sơ đồ phản ứng este hóa chéo:

•
•
Sơ đồ công nghệ sản xuất Biodiesel từ các
Sơ đồ công nghệ sản xuất Biodiesel từ các
nguồn nguyên liệu khác nhau:
nguồn nguyên liệu khác nhau:

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
Dầu, mỡ động thực vật đã chuyển hóa
este có thể sử dụng làm nhiên liệu động
cơ Diesel khi độ nhớt, tỷ trọng, trị số xetan
của Biodiesel tương đương với Diesel.

Đặc tính nhiên của nhiên liệu Biodiesel so
Đặc tính nhiên của nhiên liệu Biodiesel so
với Diesel (IEA, 1996b)
với Diesel (IEA, 1996b)

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất vật lý:
♦ Nhiệt độ đông đặc: Vì được sản xuất từ
những nguồn khác nhau nên Biodiesel có
nhiều thành phần hóa học khác nhau, do
đó chúng có nhiệt độ đông đặc khác nhau.
Giá trị nhiệt độ này thường nằm trong một
khoảng nào đó.

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất vật lý:
♦ Hàm lượng este: Là chỉ tiêu quan trọng
liên quan trực tiếp tới chất lượng của
nhiên liệu Diesel sinh học gốc B100. Hàm
lượng este cao thể hiện sự chuyển hóa
của phản ứng este hóa chéo tốt, chất
lượng của Biodiesel đảm bảo.

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất vật lý:
♦ Trị số xetan: Dùng để đo khả năng cháy
kích nổ của nhiên liệu diesel thu được
bằng cách so sánh nó với nhiên liệu
chuẩn trong thử nghiệm trên động cơ đã
được tiêu chuẩn hoá. Trị số xetan đối với
động cơ diesel tương tự như trị số octan
trong động cơ chạy xăng dùng để đo khả
năng chống kích nổ trong động cơ.

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất vật lý:
♦ Độ nhớt động học: Là tỷ số giữa độ nhớt động
lực của chất lỏng và tỷ trọng của nó. Độ nhớt

động học là một đặc tính thiết kế cơ bản đối với
các đầu phun nhiên liệu sử dụng trong động cơ
diesel.
♦ Khối lượng riêng: Là khối lượng của một đơn
vị thể tích của một chất ở nhiệt độ tiêu chuẩn.
Khối lượng riêng của biodiesel ít có ý nghĩa
trong việc đánh giá chất lượng.

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất vật lý:
♦ Chỉ số i-ốt: Chỉ số này thể hiện sự không
no (chứa các hợp chất không no) của
nhiên liệu, những hợp chất này tạo cặn
trong động cơ và gây ra nhiều vấn đề
trong quá trình tồn chứa.

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất hóa học:
♦ Phản ứng xà phòng hóa
C
3
H
5
(OCOR)
3
+ 3H

2
O

↔ 3RCOOH + C
3
H
5
(OH)
3
RCOOH + NaOH ↔ RCOONa + H
2
O
♦ Phản ứng cộng hợp:
Trong điều kiện thích hợp các axit béo không no
sẽ cộng hợp với những chất khác.
3 5 3 2 3 5 3
( ) 3 3 ( )C H OCOR H O RCOOH C H OH+ ↔ +
3 5 3 2 3 5 3
( ) 3 3 ( )C H OCOR H O RCOOH C H OH+ ↔ +
3 5 3 2 3 5 3
( ) 3 3 ( )C H OCOR H O RCOOH C H OH+ ↔ +

ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
ĐẶC TÍNH CỦA BIODIESEL
•
Tính chất hóa học:
♦ Phản ứng este hóa:
Phản ứng này có ý nghĩa thực tế rất quan
trọng vì người ta có thể sử dụng các ankyl
este béo làm nhiên liệu do giảm một

lượng đáng kể khí độc hại ra môi trường.
♦ Phản ứng oxy hóa
♦ Phản ứng trùng hợp

ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL
ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL
•
Giảm thiểu ô nhiễm môi trường: Vì nguyên liệu
sử dụng để sản xuất nhiên liệu là dầu mỡ động
thực vật, không chứa các hợp chất thơm, hàm
lượng lưu huỳnh cực thấp.
•
Cân đối năng lượng, giảm nhập khẩu bên ngoài,
đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai.
•
Tạo điều kiện phát triển nông nghiệp một cách
hiệu quả (có thể dùng những vùng đất dư thừa
trồng mía, sắn, các cây có dầu).

ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL
ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL
•
Biodiesel là loại nhiên liệu có thể tái chế
và sẽ giúp giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ.
•
Biodiesel chất lượng cao có thể giúp tăng
gấp đôi tuổi thọ của một số bộ phận trong
động cơ.
•
Giảm lượng khí thải, nó chỉ chứa chưa

đến 15 phần triệu sulphur; lượng khí thải
HC và CO giảm tỉ lệ thuận với tỉ lệ
Biodiesel.

NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIODIESEL
NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIODIESEL
•
Lượng nhiên liệu phải dùng nhiều hơn so
với Diesel để đạt được công suất như khi
dùng Diesel thông thường.
•
Biodiesel rất háo nước nên cần những
biện pháp bảo quản đặc biệt để tránh tiếp
xúc với nước. Biodiesel không bền, rất dễ
bị oxy hóa nên gây khó khăn trong việc
bảo quản, cần phải có phụ gia.

NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIODIESEL
NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIODIESEL
•
Để sản xuất Biodiesel ở quy mô lớn cần
phải có một nguồn nguyên liệu dồi dào và
ổn định.
•
Biodiesel nguyên chất dễ bị đóng băng
hoặc đặc lại trong thời tiết lạnh.

CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM
CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM
•

Đối tượng thử nghiệm:
02 động cơ Diesel 4 xilanh thẳng hàng D243 của
Belarus hiện đang được lắp trên máy kéo,
thuyền đánh cá và tàu sông.
• Chương trình thử nghiệm:
♦ Thử nghiệm đối chứng: Là phương pháp thử
nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của việc sử
dụng nhiên liệu Biodiesel B5 đến tính năng và
phát thải của động cơ.
♦ Thử nghiệm bền:

CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM
CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM
•
Thiết bị thử nghiệm:
♦ Băng thử tính năng động lực học cao
ETB lắp động cơ D243.
♦ Hệ thống đo khí thải CEB II, Smart
Sampler.

KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
•
Kết quả thử nghiệm đối chứng theo đường đặc
tính tốc độ 100% tải đối với động cơ D243-B5
trước thử nghiệm bền:
♦ Công suất, suất tiêu hao nhiên liệu: Tính trung
bình cho toàn dải tốc độ, công suất tăng 1,33%,

suất tiêu hao nhiên liệu giảm 1,39%.
♦ Khí thải tính trung bình trên toàn dải thử
nghiệm: CO giảm 15,18%, CO
2
giảm 2,28%, HC
giảm 4,11% và NO
x
tăng 3,1%.

KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
•
Kết quả thử nghiệm đối chứng theo chu
trình ECE R49 trước khi chạy bền, sau
150h và sau 300h:
♦ Trên động cơ D243-B5: HC giảm tới
12,29%, CO giảm tới 8,60%, PM giảm
3,55%, NO
x
tăng 6,03%.
♦ Trên động cơ D243-Di: HC giảm tới
6,32%, CO giảm tới 5,63%, PM giảm
5,01%, NO
x
tăng tới 3,29%.

KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ

NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
•
Kết quả thử nghiệm bền:
♦ Công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu và độ
lọt khí các-te.
♦ Phát thải của 2 động cơ khi vận hành
với Diesel và B5 tại thời điểm trước khi
thử nghiệm bền.
♦ Phát thải CO, HC, NO
x
, PM theo chu
trình thử nghiệm ECE R49 trước 0h, sau
150h và sau 300h chạy bền động cơ.

KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ
•
Kết quả thử nghiệm bền:
♦ Áp suất nén của hai động cơ tại các thời
điểm trước thử bền, sau 150h và sau
300h thử bền: Áp suất nén của động cơ
D243-B5 lớn hơn của động cơ D243-Di,
Tốc độ suy giảm áp suất nén trên động cơ
D243-Di lớn hơn so với động cơ D243-B5.

KẾT LUẬN
KẾT LUẬN

HẾT!
HẾT!
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!