Nghiên cứu sử dụng biodiesel làm từ mỡ cá trên phương tiện sử dụng động cơ diesel

HOÀNG VĂN TUYÊN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG VĂN TUYÊN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BIODISEL LÀM TỪ MỠ CÁ TRÊN PHƯƠNG TIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DIESEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC KHỐ : 2012B Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG VĂN TUYÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BIODISEL LÀM TỪ MỠ CÁ TRÊN PHƯƠNG TIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DIESEL Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS LÊ ANH TUẤN Hà Nội – 2014 Mẫu 1c MẪU TRANG MỤC LỤC MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN 1.1 … 1.2 … Chương - … 2.1 … 2.1.1 … 2.1.2 … 2.2 … … Chương – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Trang QUY ĐỊNH VỀ HÌNH THỨC LUẬN VĂN THẠC SĨ LUẬN VĂN ĐƯỢC TRÌNH BÀY THEO THỨ TỰ SAU: Trang bìa luận văn: Mẫu kèm theo Mục lục luận văn: Ghi chi tiết chương mục số trang chương mục Nơi dung luận văn: Trình bày rõ vấn đề theo trình tự: 3.1 Phần mở đầu - Lý chọn đề tài - Lịch sử nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Tóm tắt đọng luận điểm đóng góp tác giả - Phương pháp nghiên cứu Nội dung: - Chương - Chương - Chương Kết luận: - Những kết luận - Đóng góp kiến nghị tác giả sử dụng kết nghiên cứu luận văn 3.4 Danh mục tài liệu tham khảo (có hướng dẫn riêng kèm theo) - Các phụ lục (nếu có) để làm sáng tỏ nội dung luận văn Phải trình bày mạch lạc, rõ ràng, sẽ, theo yêu cầu cơng trình đưa in, kể tài liệu minh hoạ Các bảng biểu, đồ thị, hình vẽ … trình bày theo chiều ngang khổ giấy cần đóng đầu bảng biểu… vào gáy luận văn Các công thức, ký hiệu … phải viết thêm tay cần viết mực đen, rõ ràng, Luận văn in mặt giấy trắng khổ A4 (210 x 297mm), dày không q 100 trang, khơng kể hình vẽ, bảng biểu, đồ thị danh mục tài liệu tham khảo Đối với luận văn khoa học xã hội khối lượng nhiều 20% đến 30% Luận văn sử dụng chữ VnTime (Roman) Times New Roman cỡ 13 Hệ soạn thảo Winword tương đương; mật độ chữ bình thường, khơng nén kéo dãn khoảng cách chữ; dãn dòng đặt chế độ 1,5 lines; lề 3,5cm; lề 3,0cm; lề trái 3,5cm, lề phải cm Số trang đánh giữa, phía trang giấy Luận văn đóng bìa cứng, khổ 210 x 297 mm, ngồi bìa có mạ chữ vàng Tuyệt đối khơng tẩy, xố, sửa chữa luận văn HƯỚNG DẪN XẾP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo xếp theo thứ tự ABC họ tên tác giả luận án theo thông lệ nước: - Tác giả người nước ngoài: xếp thứ tự ABC theo họ - Tác giả người Việt Nam: xếp thứ tự ABC theo tên giữ nguyên thứ tự thông thường tên người Việt Nam, không đảo tên lên trước họ - Tài liệu khơng có tên tác giả xếp theo thứ tự ABC từ đầu tên quan ban hành báo cáo hay ấn phẩm, ví dụ: Tổng cục Thống kê xếp vào vần T, Bộ Giáo dục Đào tạo xếp vào vần B, v.v… Tài liệu tham khảo sách, luận án, báo cáo phải ghi đầy đủ thơng tin sau: • Tên tác giả quan ban hành (khơng có dấu ngăn cách) • (năm xuất bản), (đặt ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • tên sách, luận án báo cáo, (in nghiên, dấu phẩy cuối tên) • nhà xuất bản, (dấu phẩy cuối tên nhà xuất bản) • nơi xuất bản, (dấu chấm kết thúc tài liệu tham khảo) (xem ví dụ trang sau tài liệu số 2, ,4, 23, 30, 31, 32, 33 Tài liệu tham khảo báo tạp chí, sách… ghi đầy đủ thơng tin sau: • tên tác giả (khơng có dấu ngăn cách) • (năm công bố), (đặt ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • “tên báo”, (đặt ngoặc kép, khơng in nghiên, dấu phẩy cuối tên) • tên tạp chí tên sách, (in nghiên, dấu phẩy cuối tên) • tập (khơng có dấu ngăn cách) • (sổ), (đặt ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • số trang, (gạch ngang hai chữ số, dấu chấm kết thúc) (xem ví dụ trang sau tài liệu số 1, 28, 29) Cần ý chi tiết trình bày nêu Nếu tài liệu dài dòng nên trình bày sau cho từ dịng thứ hai lùi vào so với dòng thứ cm để phần tài liệu tham khảo rõ ràng dễ theo dõi Dưới ví dụ cách trình bày trang tài liệu tham khảo: TÀI LIỆU THAM KHẢO Anderson, J.E (1985), The Relative Inefficiency of Quota, The Cheese Case, American Economic Review, 75(1), pp 178-90 Borkakati R.P., Virmani S.S (1997), Genetics of thermosensitive genic male sterility in Rice, Euphytica 88, pp 1-7 Boulding, K.E (1955), Economics Analysis, Hamish Hamilton, London (1), tr 10-16 …………………………… 28 Institute of Economics (1988), Analysis of Expenditure Pattern of Urban Households in Vietnam, Department of Economics, Economic Research Report, Hanoi QUY ĐỊNH VỀ HÌNH THỨC TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ TĨM TẮT LUẬN VĂN ĐƯỢC TRÌNH BÀY THEO THỨ TỰ SAU: Tóm tắt luận văn trình bày 2trang, cỡ chữ VnTime (Roman) Times New Roman cỡ 13 Hệ soạn thảo Winword tương đương; mật độ chữ bình thường, khơng nén kéo dãn khoảng cách chữ; dãn dòng đặt chế độ 1,5 lines; lề cm; lề 3,0cm; lề trái 3, cm, lề phải cm Số trang đánh giữa, phía trang giấy Tóm tắt luận văn phải phản ánh trung thực kết cấu, bố cục nội dung luận án, phải ghi đầy đủ toàn văn kết luận luận văn Tuyệt đối khơng tẩy, xố, sửa chữa tóm tắt luận văn Nơi dung tóm tắt luận văn trình bày ngắn gọn vấn đề theo trình tự mẫu TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp nhiên liệu diesel pha dầu dừa tới đặc tính làm việc động diesel Tác giả luận văn: Hồng Minh Thảo Khóa: 2012A Người hướng dẫn: TS Trần Thị Thu Hương Nội dung tóm tắt: a) b) c) d) e) Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Phương pháp nghiên cứu Kết luận LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2014 Người cam đoan Hoàng Văn Tuyên i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực luận văn, đến đề tài “Nghiên cứu sử dụng biodiesel làm từ mỡ cá phương tiện sử dụng động diesel” hoàn thành Trong thời gian thực đề tài, nhận nhiều giúp đỡ quý báu cá nhân, tập thể ngồi trường Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Lê Anh Tuấn công tác Bộ môn Động đốt trong, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi xây dựng hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cám ơn thầy, cô giáo Bộ mơn Động đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, cơng tác, nghiên cứu hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2014 Người cảm ơn Hoàng Văn Tuyên ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………… i LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………… ii MỤC LỤC …………………………………………………………………… iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ……………………… v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU …………………………………… vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ …………………………………… vii MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… 1 Lý chọn đề tài …………………………………………………… Mục đích nghiên cứu đề tài …………………………………………… 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu ….…………………………… Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài ……………………… Các nội dung luận văn ………………………………………… Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU BIODIESEL 1.1 Nhiên liệu diesel ………………………………………………………… 1.1.1 Khái quát nhiên liệu diesel ………………………………………… 1.1.2 Nhiên liệu diesel khoáng vấn đề ô nhiễm môi trường ……………… 10 1.2 Nhiên liệu sinh học biodiesel ………………………………………… 12 1.2.1 Nhiên liệu sinh học …………………………………………………… 12 1.2.2 Khái niệm biodiesel …………………………………………………… 12 1.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng nhiên liệu biodiesel cho động diesel giới Việt Nam ………………………… 13 1.3.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng nhiên liệu biodiesel cho động diesel giới ……………… ………………………… 13 1.3.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng nhiên liệu biodiesel cho động diesel Việt Nam …………………………………………………… 17 1.4 Quy trình sản xuất biodiesel có nguồn gốc từ mỡ cá ………………… 19 1.4.1 Các phương pháp xử lý dầu động vật thành biodiesel ………………… 19 1.4.2 Công nghệ sản xuất biodiesel theo phương pháp trao đổi este ………… 21 iii 1.4.3 Tính chất hóa lý hỗn hợp phối trộn Biodiesel B5 có nguồn gốc từ mỡ cá Di …………………………………………………………………… 31 14.4 Các tiêu kinh tế, kỹ thuật dùng biodiesel ……………………… 33 1.5 Kết luận chương ……………………………………………………… 36 Chương 2: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ……………………………… 37 2.1 Mục tiêu thử nghiệm …………………………………………………… 37 2.2 Đối tượng nhiên liệu thử nghiệm …………………………………… 37 2.2.1 Động thử nghiệm …………………………………………………… 37 2.2.2 Nhiên liệu thử nghiệm ………………………………………………… 38 2.3 Trang thiết bị thử nghiệm ……………………………………………… 38 2.3.1 Sơ đồ bố trí thử nghiệm ………………………………………………… 38 2.3.2 Băng thử công suất thiết bị ………………………………………… 39 2.3.3 Thiết bị đánh giá phát thải ……………………………………………… 50 2.4 Xây dựng quy trình thử nghiệm đối chứng …………………………… 52 2.5 Tiêu chuẩn thử nghiệm ………………………………………………… 52 2.5.1 Chu trình thử nghiệm khí thải ECE R49 ……………………………… 52 2.5.2 Cơng suất động ……………………………………………………… 54 2.5.3 Tiêu thụ nhiên liệu ……………………………………………………… 54 2.6 Kết luận chương ……………………………………………………… 54 Chương 3: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHỆM VÀ THẢO LUẬN … 55 3.1 Đánh giá tính kinh tế, kỹ thuật động ………………………… 55 3.2 Phân tích tiêu phát thải động …………………………… 58 3.2.1 So sánh hàm lượng CO, CO2 khí thải động …………………… 58 3.2.2 So sánh hàm lượng HC khí thải động ………………………… 60 3.2.3 So sánh hàm lượng NOx khí thải động ……………………… 62 3.3 Phân tích kết thử nghiệm theo chu trình thử ECE R49 ………… 63 3.4 Kết luận chương 64 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN …………………… 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 68 iv Nhận xét: Nhìn vào số liệu Bảng 3.1 Hình 3.1, ta thấy động chạy nhiên liệu B5 cơng suất tăng tồn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị tăng cao 2,45% tốc độ n=1400 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị giảm lớn 2,67% n=1000 v/ph) Bảng 3.2 So sánh kết công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu theo đường đặc tính tốc độ 75% tải động sử dụng nhiên liệu Di B5 Tải (%) 1000 75 1400 75 1600 75 1800 75 2000 75 Trung Bình P (kW) Di 30,84 45,17 51,25 56,61 53,85 B5 31,95 46,26 52,62 56,94 54,38 FC (g/kW.h) So Sánh (%) Di 285,67 280,21 275,85 271,07 279,79 3,60 2,41 2,67 0,58 0,98 2,05 B5 276,61 273,43 271,21 266,74 272,18 So Sánh (%) -3,17 -2,42 -1,68 -1,60 -2,72 -2,32 60 290 55 285 C«ng suÊt P(kW) 50 280 45 275 40 270 35 265 30 FC-Di P-Di 25 20 P-B5 1000 1200 260 FC-B5 1400 1600 1800 2000 255 Tốc độ động (v/ph) Hỡnh 3.2 So sỏnh công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu theo đường đặc tính tốc độ 75% tải động sử dụng nhiên liệu Di B5 56 SuÊt tiªu thơ nhiªn liƯu FC(g/kW.h) Tốc độ (v/ph) Nhận xét: Nhìn vào số liệu Bảng 3.2 Hình 3.2, ta thấy động chạy nhiên liệu B5 cơng suất tăng tồn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị tăng cao 3,6% tốc độ n=1000 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị giảm lớn 3.17% n=1000 v/ph) Bảng 3.3 So sánh kết công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu theo đường đặc tính tải tốc độ 1400 v/ph động sử dụng nhiên liệu Di B5 Tốc độ Momen (v/ph) (Nm) 1400 40,6 1400 80,2 1400 120,1 1400 160,3 1400 200,4 1400 240,8 Trung Bình P (kW) Di 5,87 11,77 17,92 23,79 29,62 34,92 B5 5,98 11,95 17,98 23,97 29,81 35,53 So Sánh (%) 1,87 1,53 0,33 0,76 0,64 1,75 1,15 FC (g/kW.h) Di 437,03 305,42 266,49 248,67 239,53 238,82 B5 439,11 304,00 260,51 245,95 233,30 233,61 So Sánh (%) 0,48 -0,46 -2,24 -1,09 -2,60 -2,18 -1,35 40 450 C«ng suÊt P(kW) 30 400 25 350 20 FC-Di 15 300 FC-B5 10 250 P-Di St tiªu thơ nhiªn liƯu FC(g/kW.h) 35 P-B5 200 40 80 120 160 200 240 M« men (N.m) Hình 3.3 So sánh cơng suất, suất tiêu thụ nhiên liệu theo đường đặc tính tải tốc độ 1400 v/ph động sử dụng nhiên liệu Di B5 57 Nhận xét: So sánh kết thử nghiệm đối chứng đo công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu động theo đường đặc tính tải tốc độ 1400 v/ph Nhìn vào số liệu Bảng 3.3 Hình 3.3, ta thấy động chạy nhiên liệu B5 cơng suất tăng toàn dải tải thử nghiệm (giá trị tăng cao 1,87% tốc độ n=1000 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tải thử nghiệm (giá trị giảm lớn 2.60% tải mơ men = 200,4 N.m) Tính trung bình cho tồn giải tốc độ thử nghiệm đường đặc tính ngồi 100% tải, động vận hành với nhiên liệu biodiesel B5 nhiên liệu diesel truyền thống, công suất tăng 1,33%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 1,39% Trung bình cho tồn giải tốc độ thử nghiệm đường đặc tính tốc độ 75% tải, động vận hành với nhiên liệu biodiesel B5 nhiên liệu diesel truyền thống, cơng suất tăng 2,05%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 2,32% Trung bình cho tồn giải tải thử nghiệm đường đặc tính tải tốc độ 1400 v/ph, động vận hành với nhiên liệu biodiesel B5 nhiên liệu diesel truyền thống, cơng suất tăng 1,15%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 1,35% Nhưng giá trị thể cải thiện trình cháy động vận hành với nhiên liệu B5 Trên thực tế, nhiệt trị nhiên liệu B100 thấp so với diesel với tỷ lệ không lớn hỗn hợp (chỉ 5%) nên chênh lệch không đáng kể, đó, nhờ q trình cháy cải thiện nhiên liệu biodiesel B100 có chứa thành phần oxy, nhiên liệu tận dụng cách triệt để hiệu hơn, cho phép nâng cao tiêu kinh tế, kỹ thuật động 3.2 Phân tích tiêu phát thải động 3.2.1 So sánh hàm lượng CO, CO2 khí thải động Kết xác định hàm lượng CO, CO2 khói thải động chạy với nhiên liệu hỗn hợp biodiesel B5 diesel dầu khoáng tốc độ khác nhau, 100% tải thể số liệu Bảng 3.4 Hình 3.4, 3.5 58 Bảng 3.4 So sánh hàm lượng CO, CO2 khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel thông thường biodiesel B5 Di B5 So Sánh (%) 100 4118 3310 -19,61 110326 106762 -3,23 1400 100 10048 8066 -19,73 124669 123118 -1,24 1600 100 7467 6187 -17,15 128127 126411 -1,34 1800 100 3184 2768 -13,05 126127 122565 -2,82 2000 100 1281 1081 -15,61 111854 109413 -2,18 2200 100 639 601 -5,96 103310 100971 -2,26 Tốc độ (v/ph) Tải (%) 1000 CO (ppm) Di B5 So Sánh (%) CO2 (ppm) -15,18 Trung Bỡnh -2,18 12000 Di B5 Hàm l- ợ ng CO (ppm) 10000 8000 6000 4000 2000 1000 1400 1600 1800 Tốc độ động (v / ph) 2000 2200 Hình 3.4 So sánh hàm lượng CO khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel biodiesel B5 Từ Bảng 3.4 Hình 3.4 ta thấy, hàm lượng khí thải CO sử dụng nhiên liệu B5 thấp loại nhiên liệu diesel thông thường Trong CO giảm tới 19,73% (ở n=1400 v/ph), trung bình tồn dải thử nghiệm theo đường đặc tính ngồi (đặc tính tốc độ 100% tải) CO giảm 15,18% 59 140000 Di B5 120000 Hµm l- î ng CO2 (ppm) 100000 80000 60000 40000 20000 1000 1400 1600 1800 2000 Tốc độ động (v / ph) 2200 Hình 3.5 So sánh hàm lượng CO2 khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel biodiesel B5 Từ Bảng 3.4 Hình 3.5 ta thấy, hàm lượng khí thải CO2 sử dụng nhiên liệu B5 thấp loại nhiên liệu diesel thơng thường Cụ thể khí thải CO2 giảm nhiều 3,23% (ở n=1000 v/ph), trung bình tồn dải thử nghiệm theo đường đặc tính ngồi (đặc tính tốc độ 100% tải) CO2 giảm 2,18% Điều giải thích hệ việc giảm tiêu thụ nhiên liệu giải thích Hình 3.1, 3.2, 3.3, ngun tắc, trình cháy tốt hơn, lượng CO2 tạo phải nhiều Do Biodiesel có hàm lượng Oxy cao Diesel dầu khống nên q trình cháy xảy triệt để hơn: C + O2 → gCO2 + Q CO + 1∕2 O → gCO2 + Q Mặt khác đốt cháy hydrocacbon điều kiện đủ oxi tạo sản phẩm CO2 H2O, nhiên liệu diesel khoáng hàm lượng hydrocacbon thơm cao (tỷ lệ H/C thấp hơn) so với nhiên liệu biodiesel nên khói thải động chạy nhiên liệu diesel cho lượng CO2 lớn dùng nhiên liệu biodiesel 3.2.2 So sánh hàm lượng HC khí thải động 60 Bảng 3.5 So sánh hàm lượng HC khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel thông thường biodiesel B5 Tốc độ (v/ph) Tải (%) 1000 HC (ppm) So Sánh (%) Di B5 100 584 609 4,21 1400 100 547 525 -4,00 1600 100 249 238 -4,21 1800 100 113 99 -11,80 2000 100 106 99 -6,87 2200 100 113 111 -1,96 -4,11 Trung Bình 700 Di B5 600 Hµm l- ỵ ng HC (ppm) 500 400 300 200 100 1000 1400 1600 1800 2000 2200 Tèc ®é ®éng c¬ (v/ph) Hình 3.6 So sánh hàm lượng HC khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel biodiesel B5 Từ Bảng 3.5 Hình 3.6 ta thấy, hàm lượng khí thải HC sử dụng nhiên liệu B5 tăng so với nhiên liệu diesel 4,21% (ở n=1000 v/ph) Khi tăng tốc độ động thành phần phát thải HC giảm sử dụng nhiên liệu B5 Cụ thể khí thải HC giảm tới 11,8% (ở n=1800 v/ph) Như vậy, trung bình tồn dải thử nghiệm theo đường đặc tính ngồi (đặc tính tốc độ 100% tải) HC giảm 4,11% 61 3.2.3 So sánh hàm lượng NOx khí thải động Bảng 3.6 So sánh hàm lượng NOx khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel thông thường biodiesel B5 Tốc độ (v/ph) Tải (%) 1000 NOx (ppm) So Sánh (%) Di B5 100 1922 1977 2,88 1400 100 1401 1430 2,08 1600 100 1360 1417 4,21 1800 100 1417 1486 4,85 2000 100 1617 1633 0,96 2200 100 1370 1419 3,58 3,10 Trung Bình 2500 Di B5 Hàm l- ợ ng NOx (ppm) 2000 1500 1000 500 1000 1400 1600 1800 Tèc ®é ®éng c¬ (v/ph) 2000 2200 Hình 3.7 So sánh hàm lượng NOx khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel biodiesel B5 Nhận xét: Từ Bảng 3.6 Hình 3.7 thể rõ hàm lượng khí thải NOx sử dụng nhiên liệu B5 tăng so với nhiên liệu diesel thơng thường Cụ thể khí thải NOx tăng 62 cao 4,85% (n=1800 v/ph) Như vậy, trung bình tồn dải thử nghiệm theo đường đặc tính ngồi (đặc tính tốc độ 100% tải) NOx tăng 3,1% 3.3 Phân tích kết thử nghiệm theo chu trình thử ECE R49 Bảng 3.7 Kết đo khí thải theo chu trình châu Âu ECE R49 Thành phần HC Đơn vị Di B5 [g/kW.h] 1,295 1,136 So sánh (%) -12,29 NOx [g/kW.h] 12,719 12,964 1,93 CO [g/kW.h] 13,127 11,999 -8,60 PM [g/kW.h] -2,25 2,319 2,267 10 HC NOx CO PM Biến thiên thành phần phát thải (%) -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 Hình 3.8 Mức độ cải thiện thành phần phát thải sử dụng nhiên liệu B5 so với sử dụng nhiên liệu diesel 63 Nhận xét: Kết thử nghiệm đối chứng phát thải theo chu trình ECE R49 (tiêu chuẩn Euro2) thể Hình 3.8 (đối với động D243) Trên Hình 3.8 rõ hàm lượng HC giảm tới 12,29%, CO giảm tới 8,60%, PM giảm 2,25% phát thải NOx động tăng tới 1,93% sử dụng nhiên liệu biodiesel B5 Như vậy, động D243 sử dụng nhiên liệu sinh học biodiesel B5 thể cải thiện công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu thành phần phát thải CO, HC, PM Phát thải NOx tăng lên sử dụng nhiên liệu B5 kết tất yếu trình cháy cải thiện nhiệt độ buồng cháy tăng lên Phát thải chất thải dạng hạt PM thể Hình 3.8 lần khẳng định, nhờ trình cháy cải thiện mà hàm lượng bụi khói giảm đáng kể động sử dụng nhiên liệu B5 3.4 Kết luận chương Kết thử nghiệm sử dụng nhiên liệu biodiesel B5 tốt động diesel, thể cải thiện công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu thành phần phát thải, mà không cần phải thay đổi kết cấu động cụ thể sau: Thử nghiệm đường đặc tính tốc độ 100% tải, cơng suất tăng tồn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị tăng cao 2,45% tốc độ n=1400 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị giảm lớn 2,67% n=1000 v/ph) Tính trung bình cho tồn giải tốc độ, cơng suất tăng 1,33%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 1,39% Các thành phần phát thải CO, CO2, HC giảm, CO giảm tới 19,73% (ở n=1400 v/ph), CO2 giảm nhiều 3,23% (ở n=1000 v/ph), HC giảm tới 11,8% (ở n=1800 v/ph) Trung bình tồn giải thử nghiệm CO giảm 15,18%, CO2 giảm 2,18%, HC giảm 4,11% Thành phần NOx tăng cao 4,85% trung bình tăng 3,1% Trên đường đặc tính tốc độ 75% tải, cơng suất tăng tồn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị tăng cao 3,60% tốc độ n=1000 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị giảm lớn 3,17% 64 n=1000 v/ph) Tính trung bình cho tồn giải tốc độ, công suất tăng 2,05%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 2,32% Trên đường đặc tính tải tốc độ 1400 v/ph, cơng suất tăng tồn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị tăng cao 1,87% tốc độ n=1000 v/ph) suất tiêu thụ nhiên liệu giảm toàn dải tốc độ thử nghiệm (giá trị giảm lớn 2,60% mô men =200,4 Nm) Tính trung bình cho tồn giải tải, cơng suất tăng 1,15%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 1,35% Các phát thải độc hại CO, HC, PM thử nghiệm đối chứng theo quy trình thử tiêu chuẩn ECE R49 giảm lớn 8,60%, 12,29%, 2,25% NOx tăng nhiều 1,93% 65 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Kết luận chung - Nhiên liệu sinh học nguồn nhiên liệu tiềm Việt Nam, có biodiesel làm từ mỡ cá Loại nhiên liệu Việt Nam hồn thiện làm chủ cơng nghệ sản xuất - Đã xây dựng quy trình đánh giá đối chứng nhiên liệu B5 động D243 so với diesel Nhìn chung, kết thử nghiệm đối chứng có kết tương đồng với nghiên cứu công bố giới nhiên liệu biodiesel B5 Kết thử nghiệm đối chứng cho thấy thử nghiệm nhiên liệu B5, công suất động có xu tăng cịn suất tiêu hao nhiên liệu có xu giảm Các thành phần phát thải độc hại CO, HC, PM giảm, NOx tăng, cụ thể: - Đối với động D243 thử nghiệm nhiên liệu B5 so với thử nghiệm nhiên liệu diesel thông thường 100% tải công suất động tăng trung bình 1,33%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm trung bình 1,39% Các phát thải độc hại CO, HC, PM thử nghiệm đối chứng theo quy trình thử tiêu chuẩn ECE R49 giảm lớn 8,60%, 12,29%, 2,25% NOx tăng nhiều 1,93% - Như vậy, nhờ có mặt oxy nhiên liệu B5, chất lượng trình cháy sử dụng nhiên liệu biodiesel B5 cải thiện so với sử dụng nhiên liệu diesel thị trường Sự khác biệt bé nhiệt trị hỗn hợp nhiên liệu B5 so với nhiên liệu diesel thị trường không tạo ảnh hưởng đáng kể đến công suất, tiêu thụ nhiên liệu động Ngược lại, nhờ trình cháy tốt lên sử dụng nhiên liệu B5 mà tiêu tính phát thải động cải thiện  Hướng phát triển đề tài Trong thời gian tới nghiên cứu theo hướng cần thực tiếp nội dung sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng B5 đến dầu bôi trơn 66 - Nghiên cứu ảnh hưởng B5 đến tuổi thọ động mài mòn piston, xi lanh, trục ổ trục… - Nghiên cứu ảnh hưởng B5 đến tượng cốc vòi phun - Nghiên cứu ảnh hưởng B5 đến phương tiện vận hành trường - Nghiên cứu ảnh hưởng Biodiesel tỷ lệ cao đến động 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phân ban khoa kỹ thuật giao thông Trường Đại học Bách khoa (2002), Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ lần – TPHCM, tháng 4/2002 [2] Thủ Tướng Chính Phủ, 2007 : Quyết định 177/2007/QĐ-TTg việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” [3] Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Giáo dục [4] Kiều Đình Kiểm (2006), Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Lê Văn Khoa (chủ biên) (2006), Khoa học môi trường, Nhà xuất Giáo dục [6] Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Văn Vinh (1997), Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu mỡ, thực phẩm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7] Từ Văn Mặc (2003), Phân tích hóa lý, phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [8] Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2008), Nhiên liệu q trình xử lý hóa dầu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [9] Phạm Cơng Tạc (2005), “Nhiên liệu sinh học: nhìn từ nhiều phía”, Tạp chí Cơng nghiệp hóa chất số 5, trang 7-9 [10] Vu Thi Thu Ha, Le Anh Tuan, et al (2009), Research on utilisation of biodiesel B5 based cat-fish [11] Nguyễn Tất Tiến (2001), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giáo dục [12] Trần Thanh Hải Tùng, Lê Anh Tuấn, Phạm Minh Tuấn, (01/2010) Báo cáo kết nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay động diesel [13] Phạm Minh Tuấn, Trần Thị Thu Hương, (8/2006) Báo cáo kết hợp đồng thử nghiệm sản phẩm Biodiesel [14] Ayhan Demirbas, 2007: Biodiesel a realistic fuel alternative for diesel engine Springer, 2007 68 [15] Biodiesel: The official site of the National Biodiesel Board NBB US Biodiesel Demand, http://www.biodiesel.org/ [16] European Biodiesel Board, 2008 : Statistics the EU biodiesel industry [17] Biopower London, 2006 : Biodiesel to rdive upthe price of cooking oil [18] Tobias Denys, Luc Pelkmans (2006), “Nghiên cứu nhiên liệu sinh học Đông Nam Á, tổng quan phát triển cơng nghệ giới”, Chương trình Asia Pro Eco Công nghệ Ngành Công nghiep Giao thông (CTIT), Hợp đồng ID/Asia Pro Eco/01(104-129) [19] Martinot (Lead Author), Eric, 2008 : Global Status Report REN21 (Renewable Energy Policy Network for the 21stCentury) [20] N.Boeille, 2006 : Assessment of bus exhaust emissions from tallow methyl ester biodiesel blends Auckland uniservices limited, the university of Auckland [21] Rafael Luque, 2008: Biofuels: a technological perspective Energy & Environmental Science, RSC Publishing, 2008 [22] Utah biodiesel cooperative : Using Biodiesel In Diesel Engines http://www.utahbiodiesel.org/biodiesel_using.html [23] Kunchana B., Sukunya M., Ruengwit S., Somkiat N (2006), “Continuous production of biodiesel via transesterification from vegetable oils in supercritical methanol”, Energy & Fuel20, pp 812-817 Internet [24] BAA(2001), Diesel sinh học Association of Australia, http://www.biodiesel.org.au [25] www.agbiotech.com.vn/ [26] http://www.pvoil.com.vn/vi-vn/zone/118/news/221-tong-quan-ve-nhien-lieusinh-hoc.aspx [27] http://congnghebiodiesel.blogspot.com/ 69 70 ... việc nghiên sử dụng biodiesel B5 làm từ mỡ cá phương tiện sử dụng động diesel cần thiết 1.4 Quy trình sản xuất biodiesel có nguồn gốc từ mỡ cá 1.4.1 Các phương pháp xử lý dầu động vật thành biodiesel. .. đề tài “ Nghiên cứu sử dụng biodiesel làm từ mỡ cá phương tiện sử dụng động diesel? ?? 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá tác động nhiên liệu diesel sinh học (biodiesel B5... HOÀNG VĂN TUYÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BIODISEL LÀM TỪ MỠ CÁ TRÊN PHƯƠNG TIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ DIESEL Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI