nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong

nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong nhien lieu sach nguyen khanh dieu hong

NGUYỄN KHÁNH DIỆU HỔNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT TS NGUYỄN KHÁNH DIỆU HỔNG NHIÊN LIỆU SẠCH Giáo trình dàng cho hệ Đại học Cao học Đại học Bách khoa Hà Nội trường khác NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI LỜI NÓI ĐẨU Ngày nay, nhu cầu sử dụng nhiên liệu sàn phẩm dầu mỏ phát triển mạnh dẫn đến phát sinh nhiều vấn đề cần đưạc quan tâm giải như: Nhiên liệu ngày cạn kiệt, ngày phải sử dụng nguyên liệu chất lượng đế chế biến, lại mong muốn thu sản phẩm dầu ngày có chất lượng tốt hơn, nạn nhiễm mơi trường ngày tăng khí thải động cơ, lị đốt cơng nghiệp, sở sản xuất tồn chứa sản phàm dầu; hao tổn công suất, tuổi thọ động Tất điều đòi hỏi nhậ khoa học phải nghiên cứu tìm biện pháp nhằm góp phần giải vấn đề tồn lĩnh vực sản xuất sử dụng nhiên liệu Một hướng nâng cao chất lượng sử đụng sàn phẩm dầu mỏ phải tìm loại phụ gia phù hợp để thúc đẩy trình cháy tốt hơn, hoàn toàn cho nhiên liệu, tăng cường bổ sung tính chất sản phẩm phi nhiên liệu dầu nhờn, mỡ bơi trơn; hồn thiện dẫn đến tiết kiệm nhiên liệu, an tồn cho người, cho môi trường bảo vệ động Nhiên liệu sinh học chức nhu phụ gia, tăng cuờng oxy cho trình cháy, nỏ cịn thay nhiên liệu khống ngày cạn kiệt, nhiên liệu tái sinh nuôi trồng Việt Nam nằm vùng nhiệt đới, với hàng trăm ỉoại động thực vật khác nguồn cung cấp nguyên liệu vô tận cho ưình sản xuất nhiên liệu biodiezel, etanol sinh học, dimetyl ete, metanol Hiện nay, bối cảnh bảo vệ môi trường đặt khắt khe cho quốc gia tiêu chuẩn khí thải động ngày nghiêm ngặt, nhiên liệu giao thông Nhiên liệu thân thiện mơi trường, hay cịn gọi nhiên liệu mới, nhiên liệu sinh học có vai trị lớn, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường tương lai gần xa giảm thiếu khí thải độc hại NOx, COx, SOx, hydrocacbon sản phẩm cháy Điều dẫn đến bảo vệ môi trường đảm bảo cho sức khoẻ cộng đồng Nguyên nhân giảm hiệu ứng khói thải ỉà đo nhiên liệu sinh học chứa lượng oxy đáng kể, đưa vào nhiên liệu khống, xúc tiến cho q trình cháy xảy hồn tồn nên hạn chế tối thỉếu khí chưa cháy hết c o , RH Có thể sử dụng nhiên liệu sinh học dạng 100% hay pha trộn vào nhiên liệu khoáng phụ gia Chảng hạn, giới thường sử dụng B5 (5% biodiezel pha với 95% diezel khoáng) E5 (5% etanol 95% xăng) Với hỗn hợp này, thay đổi cấu động diezel động xăng, lại hạn chế tối thiểu phát khí thải độc hại Các nước chế tạo động đốt sử dụng hồn hợp với hàm lượng nhiên liệu sinh học cao hơn, chẳng hạn E85 Mỹ Brazil Trên thể giới, nước tiên tiển đẫ sử dụng nhiên liệu sinh học với khối lượng lớn Brazil, Mỹ, Anh, Pháp, Nhật, Hàn Quốc Ỏ Việt Nam, việc nghiên cứu nhiên liệu bắt đầu Tuy nhiên Chính phủ dành quan tâm đặc biệt tới dạng lượng này, có nghị định đưa nhiên liệu sinh học vào sử dụng thành phố lớn cùa nước ta vào năm 2015, tiến tới toàn quốc Tài liệu giới thiệu với bạn đọc số nét ỉượng tái tạo như: Năng lượng nước, lượng gió, lượng mặt trời Đây nguồn sinh lượng vô tận thân thiện mơi trường, loại lượng khơng phát thải khí CƠ2 (gọi không phát thải cacboii) mà giới hướng tới tưcmg lai Với mục đích thiết thực mang ý nghĩa thời sự, tài liệu mong muốn mang đen cho sinh viên đại học sau đại học chuyên ngành Hữu Hoá dầu kiến thức tổng quát hơn, sâu sản xuất sử đụng nhiên liệu thân thiện môi trường ngày Trên sở hiểu biết đặc trưng cùa sàn phẩm dầu mỏ mà cỏ kiến thức lựa chọn phương pháp sản xuất sạch, loại nhiên liệu, loại phụ gia, hàm lượng phụ gia cho phù hợp Xã hội phát triển việc sử dụng sản phẩm thân thiện môi truờng tăng trường theo Mọi người nói chung cán ngành đầu khí nói riêng phải am hiểu loại nhiên liệu vâ biết cách làm cho môi trường sản xuất dầu khí ngày trở nên hơn, thơng điệp sách Sách ià giáo trình giảng dạy cho đại học cao học trường Đại học Bách khoa Hà Nội trường khác Nội dung sách gồm chương sau: Chương 1: Tầm quan trọng nhiên liệu thân thiện môi trường Chương 2: Các phương pháp sản xuất nhiên liệu Chương 3: Phụ gia dầu mỏ để pha chế tạo nhiên ỉiệu Chương 4: Nhiên liệu nhũ hoá Aqualine Chương 5: Nhiên liệu sinh học biodiezel Chương : Nhiên liệu sinh học xăng etanol Chương 7: Nhiên liệu sinh khối biomas Chương : Nhiên liệu hydro Chương 9: Giới thiệu ỉượng tái tạo Tác giả xin chân thành cảm ơn quan tâm tìm đọc, sử dụng tài liệu góp ý nhà khoa học, nhà chuyên môn, đồng nghiệp gần xa, em sinh viên đại học, cao học, sau đại học chun ngành Cơng nghệ hữu hố dầuf nhiên liệu, kể chuyên ngành khác nội dung hình thức sách để hướng tới hồn thiện hơn, có ích cho tài liệu lần tái tiểp theo Tác giả CÁC CHỮ VIÉT TẤT SỬ DỤNG TRONG TÀI LIỆU MTBE Phụ gia metyl-fér/-butyl ete ETBE Phụ gia etyl-/erM>utyl ete TBA Phụ gia metyl-íerí-butyl alcol TAME Phụ gia /erí-amylmetyl ete KO Dầu hoả DO Nhiên liệu diezel FO Nhiên liệu đốt lị LNG, LPG Khí tự nhiên, khí dầu mỏ hố lịng TML Phụ gia tetrametyl chì TEL Phụ gia tetraetyl chì RON Trị số octan theo phương pháp nghiên cứu MON Trị số octan theo phương pháp môtơ DME Phụ gia dimetyl ete FM Phụ gia biến tính giảm ma sát RVP Áp suất bão hoà MMT Phụ gia metylxyclopentadien tricacbonyl CCD Cặn buồng đốt VSR Phụ gia chống ăn mịn xupap HDS Hydrodesunfua hố HDN Hydrodenitơ hố FCC Công nghệ cracking xúc tác tầng sôi voc Các chất dễ bay LCO Dầu nhẹ IR Phổ hồng ngoại GC Sắc ký khí XRD Phổ Rõentgen TPD Phân tích nhiệt B5; B20 Hỗn hợp nhiên liệu có pha 5% 20% biodiezel, cịn lại diezel khống %TT Phần trăm thể tích %TL Phần trãm trọng lượng COD, BOD Nhu cầu oxy hoá học nhu cầu oxy sinh học ASTM Tiêu chuẩn theo Hiệp hội ôtô Mỹ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam NLSK Nhiên liệu sinh khối KSH Khí sinh học HĐBM Chất hoạt động bề mặt Chương TÀM QUAN TRỌNG CỦA NHIÊN LIỆU MỚI THÂN THIỆN MƠI TRƯỜNG Nhiên liệu cịn hiểu nhiên liệu thân thiện môi trường chiếm vị trí quan trọng ngành giao thơng vận tải giới nước ta Trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày trở nên nghiêm trọng toàn cầu, buộc nhà khoa học, phủ quốc gia phải đặt tiêu chuẩn nhiên liệu khói thải động để giảm thiểu tác động có hại đến mơi trường người Vậy nhà khoa học, chun gia lĩnh vực hố học mơi trường phải làm để huởng ứng chương trình cắt giảm khí thải cacbon tồn cầu? Để thực nhiệm vụ này, cần phải bất đầu từ khâu sản xuất nhiên liệu, sau cải tiến động - Phải tạo dạng nhiên liệu vừa đáp ứng yêu cầu động cơ, vừa có phát khí thải độc hại ỉà nhỏ - Chủ động nguồn nguyên liệu để phải phụ thuộc vào nhiên liệu khống dầu mỏ than đá như: nỉ trồng động thực vật, khai thác nguồn phế thải nông lâm nghiệp, khai thác sinh vật biển, nâng cao suất trồng chứa dầu - Phát triển xúc tác hồn thiện cơng nghệ để nâng cao hiệu chế biến nguyên liệu động thực vật thành dầu nhiên liệu - Cải tiến động để tiết kiệm nhiên liệu hạn thiểu cháy kích nổ Trong số biện pháp nêu trên, nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu mới, nhiên liệu thân thiện môi trường hướng rẩt triển vọng mang lại hiệu cao, nhiên liệu bảo vệ mơi trường Muốn hiểu biết tính nhiên liệu bảo vệ môi trường, từ có giải pháp để tạo loại nhiên liệu tiên tiến, cần phải biết tắc hại thành phần khỏi thải loại động 1.1 KHÍ THẢI ĐỘC HẠI TỪ ĐỘNG c XĂNG Nhiên liệu sử dụng cho động xăng xăng, sản xuất từ phân xưởng reforming trình chế biến khác cracking, hydrocracking, ísome hố, alk hố, polyme hoả Thành phần cùa xăng hydrocacbon khác Phản ứng cháy lý tưởng môtả sau: CxHy + 3/2 ** C + H20 + Q Như vậy, sản phẩm cháy CŨ2, nước Có thể coi thành phần khơng gây ô nhiễm môi trường, Tuy nhiên, hầu ahư cháy lý tường trên, mà sản phẩm cháy ln tạo thành hỗn hợp khí độc hại theo phản ứng sau đây: CxHy C XHy + O2 +■ xC + y/2 H CO + H2O CxHy bay s + 02 — * s o - * s o N + O + NO *■NO oxit nitơ khác Như vậy, khói thải động ln có mặt khí c o , SOx, NOx, CxHy bay hơi, nhiên liệu nhẹ xăng, tốc độ bay lớn Các hydrocacbon, đặc biệt hydrocacbon thơm benzen gây ung thư bệnh đường hô hấp, phụ gia chứa oxy bay ete, rượu Chưa kể đến cịn sử dụng xăng khói thải cịn có PbBr2 chất độc hại, gây ung thư bệnh đần độn trẻ em Ngồi ra, cịn hàng loạt chất độc hại khác với hàm lượng Đến nay, có nhiều tiêu chuẩn nhằm hạn chế nhiễm khói thải gây nên cấm sử dụng xăng chứa chì, hạn chế hàm ỉượng benzen xuống 1% nước phát triển, khổng chế hàm lượng lưu huỳnh tương lai gần 100 ppm xăng diezel Việc hạn chế hydrocacbon thơm xăng có mang lại lợi ích mơi trường, 10 lại làm giảm trị số octan, tiêu quan trọng xăng động Mặc dù cố gắng, biện pháp chưa thể đẩy lùi ô nhiễm môi trường ngày gia tăng khắp nơi trái đất Tỉnh hỉnh buộc nhà khoa học phải có biện pháp khác, sản xuất nhiên liệu mới, nhiên liệu sinh học để thay thế, tính chất tiện ích loại nhiên liệu trình bày phần sau, 1.2 KHÍ THẢI ĐỘC HẠI TỪ ĐỘNG c DIEZEL Động diezel có nguyên lý làm việc khác so với động xăng: Đó nguyên lý tự bốc cháy mà không cần cố tia lửa điện động xăng Khi nhiên liệu phun vào xylanh gặp khơng khí nén đến nhiệt độ cao, tự bốc cháv Như khơng có trộn nhiên liệu với oxy khơng khí động xăng, từ đỏ dẫn đến không gian xylanh có chỗ đủ oxy, có chỗ thiếu oxy phụ thuộc vào tốc độ phun dòng nhiên liệu, tỷ trọng nhiên liệu kích thước vòi phun Những chỗ thiếu oxy xảy phản ứng phân hủy tạo cacbon tự do, gọi khói thải đen Khói thải đen nhược điểm lớn động co diezel Như khói thải phương tiện sử dụng động diezel, khí động xăng c o , SOx, NO*, CxHy, có lượng đáng kể hạt rắn, cacbon tự gầy nhiễm khơng khí trầm trọng Tùy theo chất lượng động (mới, cũ, tỷ số nén cao hay thấp) chất lượng nhiên liệu (trị số xetan cao hay thấp) mà lượng khói thải đen nhiều hay hơn, nhìn chung nhiều gấp nhiều lần so với động xăng Trong khói thải động diezel, khí NOx nhiều hơn, nguyên nhân sau: Nhiệt độ động diezel cháy cao, khoảng 300 ^ 400°c Nếu xảy cháy kích nổ, nhiệt độ tãng tới 400 -í500°c Ở điều kiệĩi đó, nitơ khơng khí oxy (trong khơng gian xylanh) tác dụng với mạnh để tạo NOx Do nhiên liệu nặng xăng nên nhiên liệu diezel, hàm lượng lưu huỳnh nhiều xăng, nguyên nhân khói thải chứa nhiều SOx Các khí chưa xử lý bang chuyển đổi xúc tác Biện 11 Thập kỷ 80 kỷ XX, nguồn lượng mặt trời mang tính chất thử nghiệm Nhưng gần đây, người ý thức rằng, tương lai, nguôn nhiên liệu trái đất cạn kiệt, bầu khí bị phá huỷ, thêm vào đó, vụ điện lớn làm ngưng trệ đời sông sinh hoạt sàn xuất xày thường xuyên tượng mặt trời coi nguồn lượng dự trữ vĩnh cửu đầy hứa hẹn Tại Việt Nam, theo nhà khoa học, phát triển tốt điện mặt trời góp phần đẩy nhanh chương trình điện khí hố nơng then (Dự kiến đến năm 2020, cung cấp điện cho tồn 100% hộ dân nơng thôn, miền núi, hải đảo ) Hơn 20 năm trở lại đây, nước ta sử đụng nhiều loại thiết bị thu hứng ánh sáng mặt trời để phục vụ cho trình sản xuất thiết bị sấy, thiết bị đun nước nóng, thiểt bị chưng cất nước dàn pin mặt trời Thiểt bị sấy dùng để làm khô loại nông sản, hải sản dược liệu; thiết bị đun nóng lắp đặt trường học, bệnh viện hay hộ gìa đinh để lấy nước nóng sử đụng mùa đơng; thiết bị chưng cất nước ửng dụng nhằm biến nước mận, ô nhiễm (nhiễm phèn, thuỷ ngân, nitrat ) thành nước tinh khiết hữu ích, tiết kiệm nhiều chi phí cho người dân vùng biển, vùng nước chua phèn, cho đội hải đảo Theo thổng kê, tính đến cuối năm 1999, nước lắp đặt khoảng 70 thiết bị sấy, 70 thiết bị đun nóng, 600 đàn pin hàng loạt thiết bị chưng cất nước nhiều khu vực Những thiết bị hàng năm tạo lượng điện đáng kể kể ánh sáng mặt trời cung cấp cho người dân, đồng thời tiết kiệm cho nhà nước hàng tỷ đồng Từ năm 1990, nhiều thơn xóm ngoại thành chưa có lưới điện quốc gia Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh triển khai sản phẩm từ điện mặt trời Tại số huyện như: Bình Chánh, Cân Giờ, Củ Chi, điện mặt trời sử dụng nhiều số nhà vãn hố, bệnh viện Đặc biệt, cơng trình điện mặt trời đảo Thiềng Liềng, xã Cán Gáo, huyện cần Giờ cung cẩp điện cho 50% số hộ dân sổng đào 381 Năm 1995, hem 180 nhà dân số cơng trình cơng cộng bn Chàm, xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắc Lắc sử dụng điện mặt trời Gần đây, dự án phát điện ghép pin mặt trời thủy điện nhỏ, công suất 125 k w láp đặt xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, đự án phát điện lai ghép pin mặt trời động ca gió với công suất k w đặt làng Kongu 2, huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Turn Viện Năng lượng (EVN) thực hiện, góp phần cung cấp điện cho khu vực đồng bào dân tộc thiểu số Từ thành công Dự án này, Viện Năng lượng (EVN) Trung tâm Năng lượng (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) tiếp tục triển khai ứng dụng giàn pin mặt trời nhàm cung cấp điện cho số hộ gia đình trạm biên phịng đảo Cơ Tơ (Quàng Ninh), đồng thời thực Dự án “ứ n g dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn Dự án hoàn thành vào tháng 11/2002 Ngoài chiếu sáng, lượng mặt trời cịn ứng dụng lĩnh vực nhiệt, đun nấu Từ năm 2000-2005, Trung tâm Nghiên cứu Thiết bị Áp lực Năng lượng (Đại học Đà Nằng), phối hợp với Tồ chức phục vụ Năng lượng mặt trời triển khai dự án “Bếp lượng mặt trời” cho hộ dân làng Bình Kỳ 2, phường Hồ Q, quận Ngũ Hành Sơn (Đà Nang) Bên cạnh đó, Trung tâm nghiên cứu Năng lượng nghiên cứu lượng mặt trời để đun nuớc nóng đưa loại bình đun nước nóng vào ứng dụng số tình như: Hải Phịng, Quảng Ninh, Nam Định, Thanh Hố, Son La Đặc biệt, đèn lượng mặt trời sử dụng pin ắc quy mặt trời để phát điện, tích điện bàng pin niken ắc quy, dùng liốt (LED) phát ánh sáng cao, tuổi thọ cao, chịu nhiệt, chịu lạnh, chống ăn mòn tự nhiên Ưu điểm lớn nhẳt loại đèn lượng mặt trời không sử dụng điện, tự động khống chế đèn sáng Tuổi thọ ắc quy tích điện thơng thường từ 'ỉ- năm tùy theo điều kiện nhiệt độ môi trường sừ dụng, tuổi thọ đèn 30.000 h đến 60.000 h Mạch điều khiển thơng minh, ngồi tính tự động bật tắt cỏ thể tự điều khiển nạp chống xả kiệt ắc quy Đèn có khả 382 làm việc -^4 ngày trời khơng có nắng điều kiện ắc quy đa nạp đầy vào ngày trời Đèn lượng mặt trời dễ lẳp đặt khơng cần thiết kế đường điện thiết bị điều khiển, an toàn cho người sử dụng điện áp thấp (chì 1,5 đến 12 VDC) Ngồi ra, q trình nghiên cứu cơng nghệ chế tạo, tính chất pin mặt trời hữu theó hai hướng khoa học mở nhiều triển vọng cho việc làm chủ công nghệ chế tạo pin mặt trời hữu tương lai, loại pin sử dụng chất màu nhạy sáng (Dye-sensitized Solar Cells) theo chế mơ phịng quang hợp xanh pin mặt trời hữu vật liệu lai (Quantum dot-Conjgated Polymer) Do nhân loại trái đất sử dụng nhiều nguồn lượng hoả thạch nên dẫn đến hậu ô nhiễm môi trường trầm trọng, gây hiệu ứng nhà kính, nguồn lượng chủ yếu cạn kiệt hết vài thập niên tới Vì việc nghiên cứu triển khai áp dụng lurợng thay có lượng mặt trời điều hiển nhiên 383 TÀI LIỆU THAM KHẢO C.Y.Lin, K.H.Wang Effects o f an oxygenated additive on (he emulsifwalitm characteristics o f Iwo-und three-phase diesel emulsions Fuel, Biomass and Bioenergy 24, 2003 FemadoLean-Calderon,VéroniqueSchmitt, Science Basic Principles Springer, 2007 JeromeBibette Emulsion o Annas, R Ballesteros, F.J Martos, J.R Agudelo Characterization o f light duty Diesel engine pollutant emissions using wilier emulsified fuel Fuel, Volume 84, Issues 7-8, 2005, plOl 1-1018 M Nadeem, c Rangkuti, K Anuar, M.R.U Haq, I.B Tan, s s Shah Diesel engine performance and emission evaluation uxing emulsified fuels stabilized by conventional and gemini surfactants Fuel, Volume 85, Issues -1 , 0 , p 1 -2 1 Chelemuge, Tomoaki Namioka, Kunio Yoshikawa, Masanori Takeshita, Koichi Fujiwara Commercial-scale demonstration o f pollutant emission reduction and energy saving for industrial boilers by employing water/oii emulsifiedfuel Applied Energy, 2011 A Alahmer, J Yamin, A Sakhrieh, M.A Hamdan Engine performance using emulsified diesel fuel Energy Conversion and Management, Volume 51, Issue 8, 2010, p i 708-1713 Youzhi Liu, Weizhou Jiao, Guisheng Qi Preparation and properties o f methupoỊ-diesel oil emulsified fuel under high-gravity environment Renewable Energy, Volume 36, Issue 5, 2011, p 1463-1468 Wei Biao Fu, Ling Yun Hou, Lipo Wang, Fan Hua Ma A unified model fo r (he micro-explosion o f emulsified droplets o f oil and water Fuel Processing Technology, Volume 79, Issue 2, 2002, p i07-119 Berrin Tansel, Beth Pascual Removal o f emulsified fuel oils from brackish and pond water by dissolved air flotation with and without polyelectrolyte use: Pilot-scale investigation fo r estuarine and near shore applications Chemosphere, Volume 85, Issue 7, 2011, pi 182-1186 10 Niko Samec, Breda Kegl, Robert w Dibble Numerical and experimental study o f Wilier/oil emulsified fuel combustion in a diesel engine Fuel, Volume 81, Issue 16, 2002 p2035-2044 385 11 Hiroshi Koseki, Yasutada Natsume, Yusaku [wata Toru Takahashi, Toshisuke Hirano A study on large-scale hoilover using crude oil containing emulsified water Fire Safety Journal Volume 39, Issue 2004, pi 43-155 12 Yanhui Wang, Xu Chen Jinchang Zhang Jingmei Yin, Huanmei Wang Investigation o f microfihraiion for treatment o f emulsified oily wastewater from the processing o f petroleum products Desalination, Volume 249 Issue 3,2009, pl223-1227 13 Yung-Sung Lin, Hai-Ping Lin Spray characteristics o f emulsified castor biodiesel on engine emissions and deposit formation Renewable Energy, Volume 36, Issue 12, 2011, p3507-3516 14 Hirotatsu Watanabe, Yoshiyuki Suzuki, Takuji Harada Hidcyuki Aoki, Takatoshi Miura Development o f a mathematical model for predicting water vapor mass generated in micro-explosion Energy, Volume 36, Issue 7,2011, p4089-4096 15 J c M Dora E Lo pez, and David A Bĩ\iCQ,''EnergyLifeCycleAssessment for the Produaion of Biodiesel from Rendered Lipids in the United States" Ind Eng Chem Res, vol 49, pp 2419-2432,2010 16 z N Qing Shu, Jixian Gao, Yuhui Liao, Qiang Zhang, Dezheng Wang, Jinfu Wang, "Synthesis of biodiesel from a model waste oil feedstock Itsinq Ơ carbon-based soiid acid catalyst: Reaction and separation" Bioresource Technology, vol 101, pp 5374-5384, 2010 17 Hak-Joo Kim, Bo-Seung Kang, Min-Ju Kim, Tramesterificutiort of vegetable oil to biodiezele using heterogeneous catalysts, J Catalysis Today, 93-95, 2004 18 M E Santo Filho, c R c Rodrigues, A p F Barbosa, "The possibility of using beeftailow biodiesel as a viscosity ref ere nee material'' Accred Qual Assur, vol 15, pp 473-476, 2010 19 A z Yaohui Feng, Jianxin Li, Benqiao He, "A continuous process for biodiesel production in a fixed bed reactor packed with caiion-exchange resin as heterogeneous catalyst" Bioresource Technology, vol 102, pp 3607-3609,2011 20 Alberto Vergara-Fernandez; Gisela Vargas, Nelson Alarcon, Antonio Velasco Evaluation o f marine algae as a source ofhiogas in a iwo-stagc anaerobic reactor system Journal Biomass and Bioenergy, 32 2008 386 21 B.S.Yogesh c Sharma , John Korstad, "Latest developments on application o f heterogenous basic catalysts for an efficient and eco friendly synthesis o f biodiesel: A review " Fuel, vol 90, pp 1309-1324 2011 22 A z Yaohui Feng, Jianxin Li, Benqiao He, "A continuous process for biodiesel produciion in a fixed bed reactor packed with caiion-exchangc resin as heterogeneous cataiyst" Bioresource Technology, vol 102, pp 3607-3609, 2011 23 Oilgae comprehensive report, energy from algae : product, Market, processes and strategiei\0ilgae magazine,february 1 24 J c M Dora E Lo'pez, and David A Bruce, "Energy Life Cvde Assessment for the Production of Biodiesel from Rendered Lipids in the United States," Ind Eng Chem, Res, vol 49, pp 2419-2432, 2010 25 Demirbas, Microalgae as a feedstock for biodiesel Energy Education Science arid Technology, Part A: Energy Science and Research ,2010 26 Stuart A Scott, Matthew p Davey, Biodiesel from algae: challenges and prospects, Elsevier Ltd,2010 27 Chan Yoo, So-Young Jun Selection of microalgae for lipid production under high level carbon dioxide,Bioresoure technology, volume ],issuel 1, suppleme ], January 20 ] 28 Ayhan Demirbas, M.Fatih Demirbas Aigae Energy Algae as a New Source of Biodiesel, springer Verlag London ,2010 29 Ayhan Demirbas, Biodiesel from waste cooking oil via base-catalytic and supercritical methanol transesterification, energy conversion and management 50, 923-927, 2009 30 J S Fredy Avellaneda, "Continuous transesterifwation o f biodiesel in a helicoidal reactor using recycled oil" Fuel Processing Technology vol 92, pp 83-91: 2011 31 H J V K Alwin Hoogendoorn, Transportation Biofuels: Novel Pathways for the Production of Ethanol, Biogas and Biodiesel: Royal Society of Chemistry, 2011 32 Harro von Blottnitz, Mary Ann Curran A review o f assessments conducted on bio-ethanol as a transportation fuel from a net energy, greenhouse gus and environmental life cycle perspective Journal of Cleaner Production, Volume 15, Issue 7, 2007 p607-619 33 Lucas Nieto Degliuomini, Sebastian Biset, Patricio Luppi Marta s Basualdo A rigorous computational modal for hydrogen ptoduction from 387 bio-ethanol to feed a fuel cell stack International Journal of Hydrogen Energy December, 2011 34 Dung Nguyen Damon Honner Combusiion o f bio-oil ethanol blends ut elevated pressure Fuel, Volume 87 Issue 2008 p232-243 35 Thapat Silalertruksa, Shabbir H Gheewala The environmental and socio-economic impacts o f bio-ethanol production in Thailand Energy Procedia, Volume 9, 2011, p35-43 36 Chun Sheng Goh, Kok Tat Tan Keat Teong Lee, Subhash Bhatia, Bioelhunol from ligfwceUuiose: Status, perspectives and challenges in Malaysia Bioresource Technology Volume 101 Issue 13, July 2010, p4834-4841 37 Francesco Frusted, Salvatore Freni Bio-ethanol, a suitable fuel io produce hydrogen for a molten carbonate fuel cell Journal of Power Sources, Volume 173, Issue 2007, p200-209 38 Weijie Cai, Pilar Ramirez de la Piscina, Narcis Horns Hydrogen production from the steam reforming o f bto-hutanoỉ over novel supported Co-based bimetallic catalysts Bioresource Technology 2011 39 Maria s Agathou, Dimitrios c Kyritsis An experimenial comparison o f non-premixed bio-butanol flames with the corresponding flames of ethanol and methane Fuel, Volume 90, Issue 1, 201 L p255-262 40 C.D Rakopoulos, A.M Dimaratos, E.G Giakoumis D.c Rakopoulos Study o f turbocharged diesel engine operation, poỉỉuíun! emissions and combustion noise radiation during starting with bio-diesei or n-butanoỉ diesel fuel blends Applied Energy, Volume 88, Issue n , 2011, p39053916 41 Peter H Pfromm, Vincent Amanor-Boadu, Richard Nelson, Praveen Vadlani, Ronald Madl Bio-butanol v.y bio-t’thanoi; A technical and economic assessment for corn and switchgniss fermented bv yeas/ or Clostridium acetobiKylicum Biomass and Bioenergy Volume 34, issue 4, 2010 p5 [ 5-524 42 A rja n O u d s h o o rn , L u u k A.M van der W i d e n , A d rie J.J Straathof Adsorption equilibria o f bio-based butanol solutions using zeolite Biochemical Engineering Journal, Volume 48, Issue 1, p 2009, p99- [03 43 P eter H P fro m m , V in c e n t A m a n o r-B o a d u , R ichard N e lso n , Praveen V a d la n i, R on aỊđ M adl B ìo -b u ta n o ỉ I’.v bid-lit h a n o l: A te c h n ic a l a n d ec o n o m ic assessment for corn and swilchgniss fermented bv veast or Clostridium a ce to b u ly iicn m B io m a s s and B ioenerg y, V o lu m e 34 Issue p ( , p 15-524 388 44 A.v Bridgwater Review of fast pyrolysis o f biomass and product upgrading Biomass and Bioenergy, 2011 45 T ao S ong, Jiah ua Wu, L aihong Shen, Jun Xiao E xp e rim en ta l investigation on hydrogen production from biomass gasification in interconnected fiuidized beds Biomass and Bioencrgy, Volume 36, 2012, p25 8-267 46 s c B hattacharya, P.Abdul Salam, H.L Pham , N.H R avindranath Sustainable biomass production for enenry in selected Asian countries Biomass and Bioenergy, Volume 25, Issue 5, 2003 p471-482 47 D.o Hall, J.I Scrase Will biomass be the environmentally friendly fuel of the future? Biomass and Bioenergy, Volume 15, Issues 4-5, 1998 p357-367 48 B V e la zq u ez -M arti, E F ernandez-G onzalez, López-C ortés, D.M Salazar-Hernandez Quantification of the residual biomass obtained from pruning o f trees in Mediterranean olive groves Biomass and Bioenergy, Volume 35, Issue 7, 2011, p3208-3217, 49 Ingwald Obernberger, Gerold Thek Physical characterisation and chemical composition of densified biomass fuels with regard to their combustion behaviour Biomass and Bioenergy, Volume 27, Issue 6, 2004 P653-669 50 J P orteiro, D Patino, J Collazo, E Granada, J M oran, J L Miguez Experimental analysis of the ignition from propagation of several biomass fuels in a fix e d -b e d c o m b u s to r Fuel, V olum e 89, Issue 1, 2010, p26-35 51 K u b ia k H ( P a m ic h a lis A and Van H e ek K.H P r o d u c tio n of Hydrogen by AUothermal gasification of Biomass Hydrogen Energy P ro g re s s XI P ro c e e d in g s o f the 1th W orld H y d ro g e n E n erg y C o n fe re n c e ; V o U pp 621 - 629 52 Rapagna s And Foscolo p u Catalytic Gasification o f Biomass to Produce hydrogen Rich Gas-, int J Hydrogen Energy, 2004, 23 (7), pp 551-557 53 A n t h o n y V B rid g w a te r, B io m a ss f a s t p y r o ly s is , B IB L1D : - , 2004 54 B e rry G D., P asternak A D., S m ith J R H y d ro g e n a s a fu tu re tr a n s p o r ta tio n E h n e rg y Vol 21, 1996 55 Das L.M On board hydrogen storage systems for automotive application International Journal of hydrogen Energy, Vol 21, No 1996 56 Hydrogen Fuel Cell and Infrastructure Technologies, u s Department of E n erg y F Y 0 389 57 Chunbao Xu, Timothy Etcheverry Hydro-liqitefuc!ion o f woody biomass in sub- and sứper-crìtical ethanol with iron-based catalysts Fuel Volume 87, Issue 3, 2008, p335-345 58 Y u Fan, D uo Lei, G a n g Shi X iao ju n Bao S y n th e s is o f Z S M -5 /S A P O -i Ỉ composite and its application in FCC gasoline hydro-upgrading catalyst Catalysis Today, Volume 14, Issue 4, 2006, p388~3% 59 M.o Abdullah, v c Yung M Anyi, A.K Othman, K.B Ab Hamid, J Tarawe Review and comparison study o f hybrid diesei/soiar/hvdro/fuel cell ener schemes for a rural ỈCT Teỉecenter Energy, Volume 35, issue 2010, p639-646 60 S.H Wu, D.B Kotak, M.S Fleetwood An integrated system framework for fuel cell-based distributed green eneroy applications Renewable Energy, Volume 30, Issue 10, 2005, p i525-1540 61 L Jorissen, H Frey Energy? Storage Encyclopedia o f Electrochemical Power Sources, 2009, p215-23 ] 62 L Jiang, G Sun Direct Ethanol Fuel Cells Encyclopedia of Electrochemical Power Sources, 2009, p390-40t 63 George Andreadis, Panagiotis Tsiakaras Ethanol crossover and direct ethanol pEM fuel cell performance modeling and experimental validation Chemical Engineering Science, Volume 61, Issue 22, 2006, p7497-7508 64 L An, T.s Zhao Performance o f an alkaline-acid direct ethanol fuel cell International Journal of Hydrogen Energy, Voiume 36, Issue 16, 201 i, p 99949999 390 MỤC LỤC Lời nói đầu Các chữ viết tắt sử dụng íài liệu Chương TẰM QUAN TRỌNG CỦA NHIÊN LIỆU MỚI THẨN THIỆN MÔI TRƯỜNG 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Khí thải độc hại từ động xăng Khí thải độc hại từ động diezel Khí thải độc hại từ nhiên liệu đốt nhà máy Tác động tích cực nhiên ỉiệu Sự đời tất yếu loại hình nhiên liệu Chương SẢN XUÁT NHIÊN LIỆU SẠCH 2.1 Sản xuất xăng 2.2 Sản xuất diezel Chương PHỤ GIA DÀƯ MỎ ĐẺ PHA CHÉ TẠO NHIÊN LIỆU SẠCH 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Khái quát chung Phụ gia cho xăng Phụ gia cho nhiên liệu phản lực Phụ gia cho nhiên liệu diezel Phụ gia cho đầu nhờn (dầu khoáng) í0 11 12 13 16 18 18 37 67 67 69 81 83 85 391 Chương NHIÊN LIỆU NHŨ HOÁ AQUALINE 95 4.1 Khái niệm nhiên liệu nhũ hố Aqualine 95 4.2 Tình hình sử dụng loại nhiên liệu nhũ hoá giới 96 4.3 Khái quát chung nhũ tương 4.4 Chể tạo nhiên liệu nhũ hoá 96 100 4.5 Bản chất cháy nhiên liệu Aqualine 4.6 Đặc tính thân thiện mơi ừường nhiên liệu Aqualine ỉ 03 108 4.7 Các tiêu kỹ thuật nhiên liệu Aqualine 4.8 Bảo quản tồn chứa nhiên liệu Aqualine 4.9 Hiệu kinh tế môi trircmg lehi sử dụng nhiên liệu Aqualine 113 113 114 Chương NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIEZEL 116 5.1 Giới thiệu chung 5.2 Khái quát biodiezel 5.3 Nguyên liệu để tổng hợp biodiezel 5.4 Phân loại phương pháp tồng hợp biodiezel 116 119 122 145 5.5 Tổng hợp biodiezel theo phương pháp trao đổi este 146 5.6 Tổng hợp biodiezel phương pháp cracking dầu thực vật 163 5.7 Tổng hợp biodiezel môi trường siêu tới hạn ' 5.8 So sánh chất lượng biodiezel diezel khống 5.9 Tính chất khói thải sử dụng nhiên liệu biodiezel 5.10 Hiệu quà kinh tể môi trường sử dụng biodiezel 5.11 Tỷ lệ pha chế nhiên liệu biodiezel 5.12 Các ứng dụng khác biodiezel 173 177 182 5.13 Những hạn chế biodiezel 189 5.14 Thực trạng cung cấp nguyên liệu dầu mỡ động thực vật Việt Nam cho sản xuất biodiezel 190 392 187 188 5.15 Xác định cấu trúc biodiezel (aỉkyleste) 5.16 Nhiên liệu sinh học biokerosen Chương NHIÊN LIỆU SINH HỌC XĂNG ETANOL 192 195 200 6.1 Khái quát chung 200 6.2 Các phương pháp tổng hợp etanol 205 6.3 Một số cơng nghệ điển hình để sàn xuất etanol sinh học 210 6.4 Các phương pháp íàm khan etanol 216 6.5 Các chì tiêu chất lượng xăng etanol 217 6.6 Triển vọng sản xuất, sử đụng nhiên liệu sinh học 224 6.7 Các loại nông, ỉâm nghiệp cung cấp nguyên ỉiệu 230 6.8 Các loại hình xăng etanol sử dụng giới 231 6.9 Hiệu kinh tế, xã hội môi trường khỉ sử dụng xăng etanol 234 6.10 Triển vọng nhiên liệu xăng etanol tương lai 235 6.11 Tồn chứa, bảo quản phân phổi xăng etanol 237 ] ứng dụng khác bioetanol: làm pin nhiên liệu 240 6.13 Biobutanol 240 Chương NHIÊN LIỆU SINH KHĨI BIOMASS 7.1 Vai trị nhiên liệu sinh khối 7.2 Tiềm nhiên liệu sinh khối 7.3 Tổng hợp nhiên liệu sinh khối 7.4 Làm nhiên liệu sinh khối 7.5 Sản phẩm tính chất hố học nhiên liệu sinh khôi 7-6 Các tiêu chất lượng nhiên liệu sinh khôi 7.7 ứng dụng nhiên liệu sinh khơi 7.8 Vấn đề khí thải từ nhiên liệu sinh khơi 7.9 Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh khôi 248 248 249 257 268 275 287 287 297 297 393 Chương NHIÊN LIỆU HYDRO 302 8.1 Nhiên liệu hydro - nhiên liệu tương lai 302 8.2 Các tính chất hố lý cùa nhiên liệu hydro, so sánh với nhiên liệu khác 8.3 Nguồn nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu hydro 303 306 8.4 Các phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro 309 8.5 Tồn chứa vận chuyển nhiên liệu hydro 8.6 Vận chuyển nhiên liệu hydro 8.7 Ưng dụng nhiên liệu hydro 8.8 Tình hình sử dụng nhiên liệu hydro giới 8.9 Hiệu quà kinh tê môi trường sử dụng nhiên liệu hydro 8.10 Lộ trình chuyển đổi sang kinh tế hydro 8.11 Kết luận sử dụng nhiên liệu hydro 321 329 330 335 342 343 345 Chương GIỚI THIỆU VẺ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 346 9.1 Năng lượng gió 9.2 Năng luợng nước 347 361 9.3 Năng lượng mặt trời 372 394 NHIÊN LIỆU SẠCH • * Tác giả: TS NGUYỄN KHÁNH DIỆU HỔNG Chịu trách nhiệm xuất bản: Đồng Khắc sủng Biền tập: Ngọc Khuê V ẽ bia: PhiừMg Thảo NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70 TRẦN HUNG ĐẠO, HÀ NỘI In 400 khổ 16x24cm, Xí nghiệp in NXB Văn hóa Dân tộc Số đăng ký KHXB: 149-201 i/CXB/139 -11/KHKT, ngày 14/2/2Ỏ11 Quyết định xuất bàn số: 256/QĐXB-NXBKHKT, ngày29/12/2011 In xong nộp lưu chiểu Quý năm 2012 ... lượng khơng có thiết bị đốt nóng ban đầu máy nén Hiệu suất trình cao PetteX để tách bettzen Hệ thong Penex có hai thiết bị phản ứng nối tiếp làm tăng hiệu suất phản ứng Mặt khác, dễ dàng thay