NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL -BIODIESEL

MÔN HỌC NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL – DẦU DIESE[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL – DẦU DIESEL SINH HỌC GVHD: PGS Ts Lý Vĩnh Đạt Quách Minh Thắng_19145114 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 NHẬN XÉT ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ký tên PGS.TS Lý Vĩnh Đạt MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu Mục tiêu nghiên cứu Kết cấu tiểu luận PHẦN NỘI DUNG Những nguồn nhiên liệu thay diesel Tổng quan nhiên liệu biodiesel 2.1 Khái niệm Biodiesel 2.2 Lịch sử hình thành & phát triền Biodiesel 2.3 Tình hình sản xuất sử dụng Biodiesel Quy trình sản xuất biodiesel từ phế phẩm dầu ăn Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel 12 Ưu nhược điểm nhiên liệu biodiesel 14 5.1 Ưu điểm dầu sinh học diesel 14 5.2 Nhược điểm dầu sinh học diesel 17 So sánh nguồn nguồn nhiên liệu diesel biodiesel 18 6.1 Sản xuất 18 6.2 Bôi trơn 19 6.3 Sự diện lưu huỳnh 19 6.4 Mối quan hệ với môi trường 19 6.5 Sự diện oxy 19 6.6 Mức độ độc tính 19 6.7 Mức độ oxy hóa 19 6.8 Chất lượng 20 Kế hoạch sử dụng dầu diesel sinh học hãng Ford 20 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Khai thác dầu mỏ lòng đất, qua trình chế biến phức tạp tạo sản phẩm xăng, dầu hỏa, dầu hơi, ga….như biết khống chất hình thành trải qua hàng trăm đến hàng tỷ tỷ năm Mà với tình trạng khai thác nay, tương lai khơng xa làm cho nguồn dầu mỏ trở nên cạn kiệt Hơn nữa, ngày khí hậu trái đất ngày nóng dần nên nhiễm khơng khí ngày trở nên nghiêm trọng Mà nguyên nhân chủ yếu khí CO2 nhà máy phương tiện giao thông (hiện tượng hiệu ứng nhà kính) Vấn đề đặt có nguồn nguyên liệu thay xăng dầu làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nguồn thay nhiên liệu tương lai Bên cạnh vấn đề giá dầu tăng vọt làm ảnh hưởng nhiều mặt đến kinh tế xã hội tình hình trị quốc gia Chính mà chọn đề tài: “Biodiesel- nguồn nhiên liệu thay dầu diesel” Mục tiêu • Hạn chế nhiễm mơi trường • Tăng cường an ninh lượng • Thay nguồn lượng truyền thống có nguy cạn kiệt • Tận dụng nguồn nhiên liệu phế thải • Hạ giá thành sản phẩm dầu mỏ… Mục tiêu nghiên cứu Nhằm hiểu rõ dầu diesel sinh học vấn đề như: Lịch sử hình thành & phát triền Biodiesel, tình hình sản xuất dầu diesel sinh học nước giới, tiêu chuẩn chất lượng dầu biodiesel, quy trình làm dầu diesel sinh học từ dầu thải… Kết cấu tiểu luận ❖ Phần mở đầu ❖ Phần nội dụng: - Những nguồn nhiên liệu thay diesel - Tổng quan nhiên liệu biodiesel - Quy trình sản xuất biodiesel từ phế phẩm dầu ăn - Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel - Ưu nhược điểm nhiên liệu biodiesel - So sánh nguồn nguồn nhiên liệu diesel biodiesel - Kế hoạch sử dụng dầu diesel sinh học hãng Ford ❖ Kết luận PHẦN NỘI DUNG Những nguồn nhiên liệu thay diesel Trước sức ép ngày lớn việc cạn kiệt nhiên liệu, ô nhiễm mơi trường hiệu ứng nhà kính, loại nhiên liệu thay cho nhiên liệu hóa thạch truyền thống sử dụng cho động đốt xăng diesel quan tâm phát triển Các loại nhiên liệu thay có nguồn gốc phân loại sau: Nguồn hóa thạch như: khí thiên nhiên nén CNG, khí thiên nhiên hóa lỏng LNG (liquefied natural gas), khí dầu mỏ hóa lỏng LPG (liquefied petroleum gas), khí lị ga… Nguồn gốc sinh học loại nhiên liệu chiết suất từ dầu tinh bột loại (cọ, dừa, hướng dương, jatropha, tảo, mía, sắn, ngơ…), mỡ động vật hay khí biogas sản xuất từ phế thải (rác thải, chất thải từ động vật,…) Trong dạng nhiên liệu thay biodiesel dùng để thay cho diesel Thơng thường, nhiên liệu thay nói chung sử dụng động dạng nguyên chất (100% nhiên liệu thay thế), dạng phối hợp, tức phần nhiên liệu thay kết hợp với nhiên liệu truyền thống Ví dụ hỗn hợp nhiên liệu B5 (5% bio-diesel, 95% diesel truyền thống),… Sử dụng nhiên liệu thay thế, việc giải vấn đề cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, tận dụng triệt để nguồn lượng sẵn có thiên nhiên, cịn tạo công ăn việc làm cho người dân, giải phần vấn đề nhiễm mơi trường Ngồi ra, có quy hoạch tốt sử dụng đất việc sử dụng nhiên liệu thay thế, đặc biệt nhiên liệu sinh học tạo động lực cho phát triển, giảm triệt để phát thải gây hiệu ứng nhà kính nhờ vịng khép kín CO2 (cây hấp thụ khí CO2 từ động - trồng để sản xuất nhiên liệu sinh học cho động cơ) Đối với động diesel, việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay nói chung nhiên liệu sinh học bio-diesel hay nhiên liệu khí hóa lỏng LPG nói riêng cần thiết nhằm cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải chất độc hại khí gây hiệu ứng nhà kính Điều hịa nhập với xu thế giới lộ trình phát triển bền vững mà Việt Nam hướng tới Tổng quan nhiên liệu biodiesel Nguồn nguyên liệu sử dụng sản xuất diesel sinh học Dầu động vật Dầu thực vật - Dầu đỗ tương - Dầu hạt cải - Dầu Canola (một loại dầu hạt nho đặc biệt) - Dầu hoa rum (Safflower) - Dầu hoa hướng dương - Mỡ lợn - Mỡ gà Các nguồn khác - Dầu ăn tái sử dụng nhà hàng - Dầu mù tạt - Dầu mè (Jatropha curcas) - Dầu dừa - Dầu cọ 2.1 Khái niệm Biodiesel Biodiesel loại nhiên liệu sinh học dạng lượng tái tạo Theo phương diện hóa học biodiesel mono ester acid béo có nhiều dầu thực vật mỡ động vật Theo định nghĩa tiêu chuấn ASTM D6751[2]: “Biodiesel nhiên liệu mà thành phần hóa học mono alkyl ester dẫn xuất từ acid béo mạch thẳng dài dầu mỡ động thực vật hay dầu thải" Nó có đặc tính ngun liệu gốc tính dễ phân huỷ, dễ sản xuất không độc hại Biodiesel sản phẩm phản ứng chuyển hóa ester Chuyển hóa ester q trình sử dụng alcol, methanol ethanol, để bẻ gãy liên kết hóa học acid béo với glycerol để tạo thành monoester acid béo giải phóng glycerol Mẫu diesel sinh học 2.2 Lịch sử hình thành & phát triền Biodiesel Biodiesel phát từ sớm, cơng trình nghiên cứu hai nhà hóa học E Dufy J Patrick chuyển hóa ester dầu thực vật để làm xà phịng vào năm 1853, nhiều năm trước động diesel đưa vào sử dụng Khi biodiesel xem phụ phẩm trình sản xuất xà phòng Ngày 10/8/1893, Augsburg, Đức, kỹ sư người Đức Rudolf Christian Karl Diesel cho mắt động diesel chạy dầu lạc ơng sản xuất Lúc biodiesel thức cơng nhận Năm 1897 Diesel giải thưởng Grand Prix, giải thưởng cao nhất, cho phát minh hội chợ triễn lãm quốc tế Paris Ông tin nhiên liệu sinh học thay cho động nước phổ biến Và ông đúng, dầu thực vật tiếp tục sử dụng cho phương tiên giao thông vận tải năm 1920 2.3 Tình hình sản xuất sử dụng Biodiesel ❖ Trên giới Đi tiên phong việc sản xuất biodiesel nước Đức, năm 1988, cơng ty hố chất Đức tính luyện loại dầu biodiesel từ hạt cải dầu, loại dầu khơng giá thành thấp, mà cịn trồng nguyên liệu, đảm bảo cháy hết, hàm lượng cảbon khí thải động thấp 50% so với dùng dầu diesel truyền thống Hiện nay, 15% trạm xăng Đức có cung cấp dầu biodiesel, trở thành ngn nhiên liệu cho xe chở hàng đường dài xe buýt Hãng Shell năm 2005 đầu tư 400 triệu Euro vào miền Bắc nước Đức để xây dựng thêm nhà máy sản xuất biodiesel, dự kiến đến năm 2008, sản lượng đạt tới 200 triệu lít Ngồi nước trồng nhiều có dầu vào cuộc: Hàn Quốc bắt đầu bán dầu biodiesel cho phương tiện tư nhân từ tháng 7/2006 Loại biodiesel gồm diesel 5% đầu hạt cải Đến nay, Hàn Quốc đưa vào sử dụng loại biodiesel chứa 20% dầu hạt cải Malaysia nước đứng đầu giới sản xuất dầu Cọ, với sản lượng 13,9 triệu (năm 2004), sản xuất biodiesel từ nguồn nguyên liệu đồi góp phần đáp ứng nhu cầu nhiên liệu nước xuất Nhật Bản Indonesia đầu tư vào dự án quan tâm việc phát triển nhiên liệu biodiesel sử dụng có dầu Jatropha Curcas, loại vốn phổ biến Indonesia Hiện Indonesia có hàng nghìn hecta đất đùng để phát triển loại lượng xanh Trung quốc: đến năm 2010 sản xuất triệu tấn, dự kiến đến năm 2020 sản xuất triệu dầu biodiesel sinh học từ hoàng liên đay Biểu đồ sản xuất Biodiesel toàn cầu 2000-2013 Nghị định Kyoto đưa vào thực dẫn đến quy chế ngặt nghèo khí thải khiến thị trường châu Âu (EU) tăng nhu cầu sử dụng nhiên liệu Ở châu Âu cải dầu với lượng dầu từ 40% đến 50% thích hợp để dùng làm nguyên liệu sản xuất biodiesel Ngoài ra, Ủy ban châu Âu định đến 2020, 10% nhiên liệu vận tải đường nhiên liệu sinh học ❖ Trong nuớc Việt Nam quan tâm đến sản xuất biodiesel từ năm 1990, nguồn nguyên liệu thực vật phù hợp cho sản xuất biodiesel dầu dừa, dầu vừng, dầu đậu phộng, mỡ động vật có mỡ cá basa, cá tra nguồn dầu mỡ thải qua sử dụng Tuy nhiên khảo sát biodiesel dừng lại bước thử nghiệm viện nghiên cứu trường đại học, sản xuất tự phát với quy mô nhỏ, thiếu đồng bộ, không đủ sức định hướng cho đầu tư từ công nghiệp Ngày 03 tháng năm 2005, Bộ Tài nguyên Môi trường, với tư cách Cơ quan đầu mối Chính phủ Việt Nam tham gia thực Nghị định thư Kyoto xác nhận ý tưởng dự án (PIN) phát triển dầu dừa diesel sinh học theo Cơ chế Phát triển (CDM) tỉnh Bình Định, Cơng ty Sojitz chủ trì xây dựng Theo PIN, việc thực dự án góp phần giảm phát thải khí carbon dioxide qua việc thay đổi phần nhiên liệu dầu diesel nhiên liệu diesel sinh học tổng hợp từ dầu dừa, thay phần xăng dầu nhập Việt Nam Nhóm nghiên cứu PGS.TS Hồ Sơn Lâm − phân viện trưởng Phân viện Khoa học vật liệu TP.HCM thuộc Viện Khoa học cơng nghệ VN − chủ trì khẳng định có đủ khả nghiên cứu sản xuất dầu diesel sinh học (biodiesel) từ dầu thực vật Việt nam PGS.TS Hồ Sơn Lâm cho biết nhóm nghiên cứu hợp tác với Viện Hóa kỹ thuật ĐH Tổng hợp Jena (Đức), phân tích thành phần, tính chất mẫu dầu biodiesel nhóm điều chế Kết cho thấy mẫu dầu biodiesel từ dầu thực vật Việt Nam đạt tiêu chuẩn châu Âu biodiesel Từ tháng 8/2006, hệ thống thiết bị sản xuất nhiên liệu biodiesel từ dầu ăn phế thải với công suất tấn/ngày bắt đầu triển khai công ty Phú Xương, quận Thủ Đức, TP.HCM Dự án sản xuất dầu biodiesel từ dầu ăn phế thải TP.HCM có nguồn vốn đầu tư khoảng 9,69 tỷ đồng, có 1,5 tỷ đồng (chiếm 11,5%) vay từ nguồn vốn ngân sách Nhà nước Để thúc đẩy ngành sản xuất nhiên liệu sinh học phát triển, Thủ tướng Chính phủ Việt Nam ngày 20/11/2007 định phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” với mục đích thay phần nhiên liệu có nguồn gốc hố thạch, góp phần bảo đảm an ninh lượng bảo vệ môi trường Quy trình sản xuất biodiesel từ phế phẩm dầu ăn ➢ Kiểm tra: dầu sau xử lí sơ đem kiểm tra số acid, số xà phòng, số peroxide Qua số đánh giá chất lượng nguyên liệu dầu ban đầu ➢ Gia nhiệt khuấy lần 1: - Sau qua bước kiểm tra tiến hành đo thể tích dầu ứng với mẫu - Gia nhiệt dầu đến 35°C Thêm methanol vào lúc dầu cịn nóng với tỉ lệ methanol/dầu 0,08: - Khuấy trộn khoảng phút, hỗn hợp hình thành huyền phù dầu khơng phân cực mạnh cịn cồn phân cực - Sau thêm 1ml H2SO4 95% mẫu chứa lit dầu Khuấy hỗn hợp khoảng 500 -600 vòng/phút nhiệt độ giữ 35°C - Khuấy hỗn hợp không gia nhiệt, dừng khuấy ➢ Ổn định: để hỗn hợp ổn định 8h, qua đêm tốt Trong giai đọan khơng nên phối trộn methanol H2SO4, trước cho chúng vào dầu tránh xảy phản ứng methanol H2SO4 hình thành dimethyl ete chất khí, không màu, gây nổ ❖ Giai đoạn 2: xúc tác bazo nhằm kết thúc giai đoạn xúc tác acid, để thực phản ứng transester hóa triglyceride dầu ➢ Chuẩn bị natri methoxide: - Tùy theo tỉ 1ệ methanol/dầu cho tồn phản ứng mà dùng thể tích methanol khác Nếu tỉ 1ệ methanol/dầu 1à 2:10 đong 0,12 lit methanol cân 3,1gram NaOH (có thể đến 3,5gram NaOH tinh khiết) cho lít dầu Trộn lẫn NaOH vào methanol cho dến hoà tan hồn tồn Chú ý phải đậy kín hỗn hợp để tránh hình thành Na2CO3 - Sau ổn định 8h, đổ 1/2 thể tích natri methoxide chuẩn bị vào hỗn hợp không gia nhiệt trộn vòng phút nhằm trung hòa acid xúc tác tạo điều kiện thực giai đoạn xúc tác bazo ➢ Gia nhiệt khuấy lần 2: 10 - Gia nhiệt dung dịch 55°C ổn định nhiệt độ cho toàn phản ứng - Thêm vào 1/2 lượng natri methoxide lại vào dung dịch bắt đầu khuấy trộn với tốc độ 500 - 600 vòng/phút ➢ Lắng tách lắng: - Quan sát đến thấy màu vàng rơm ester, glycerin tạp chất màu nâu sệt đáy, để đạt màu chờ khoảng 1,5 - 2,5h, sau ngừng gia nhiệt khuấy trộn - Cho dung dịch ổn định khoảng phễu chiết tiến hành rút hết glycerin khỏi dung dịch Cịn lớp biodiesel ➢ Rửa biodiesel: Có cách để rửa biodiesel: rửa bột rửa hóa chất - Rửa bột + Dùng phương pháp rửa bột, không cần nhiều đến máy đo pH Chỉ thêm H3PO4 10% (2 - 3ml/lit) để vào nước trước rửa nhằm cho pH cuối trình rửa trung tính Có thể dùng giấy qùy để kiểm tra pH sau rửa + Dùng 1/3 thể tích nước so với thể tích biodiesel cần rửa Nhiệt độ nước biodiesel Đổ biodiesel vào bình nuớc bắt đầu bơm khơng khí vào Thực thổi bọt 24h để yên khoảng 30 phút Nuớc lắng xuống đáy, nhiên liệu lên Thu hết biodiesel, cẩn thận để nước không lẫn vào Để yên biodiesel vòng tuần sử dụng hồn tồn suốt Phương pháp có ưu điểm đơn giản, chi phí thấp, không cần sử dụng máy đo pH để đo pH sản phẩm tốn nhiều thời gian dễ bị oxi hóa - Rửa hóa chất + Giai đoạn 1: sử dụng dung dịch CH3COOH 5% khoảng 10 - 15% thể tích biodiesel thu Mục đích để giảm pH biodiesel đến trung tính + Giai đoạn 2: rửa lại nước, dùng với lượng giống với acid Mục đích để loại bỏ acid dư chất xúc tác 11 + Giai đoạn 3: rửa dung dịch muối NaCl bão hòa, sử dụng khoảng 30% thể tích biodiesel Mục đích để loại bỏ nuớc sản phẩm + Giai đoạn 4: làm khơ sản phẩm Na2SO4 khan Ưu điểm: tốn thời gian Nhược điểm: sử dụng nhiều hóa chất phí cao, cần sử dụng máy đo pH Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel Biodiesel chất lỏng có màu vàng nhạt đến vàng nâu, hồn tồn khơng trộn lẫn với nước Biodiesel có điểm sơi cao (thông thường khoảng150ºC), áp suất thấp, trọng lượng riêng khoảng 0,86 g/cm3 hồn tồn khơng phải hóa chất độc hại Độ nhớt biodiesel tương đương dầu Diesel thông thường Việc sản xuất sử dụng rộng rãi biodiesel đòi hỏi việc đưa tiêu chuẩn chất lượng dành riêng cho biodiesel Trong đó, hai tiêu chuẩn nhiên liệu quan trọng là: ASTM D6751 Mỹ, EN 14214 Châu Âu[2], trình bày tóm tắt hai bảng Khi đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng này, biodiesel trộn với dầu Diesel để sử dụng động Diesel Chỉ tiêu Phương pháp kiểm tra Giới hạn Đơn vị đo Điểm chớp cháy cốc kín ASTM D93 93 o C Điểm chớp cháy cốc hở ASTM D93 130,0 o C Hàm lượng methanol EN 14110 0,20 max % thể tích Nước cặn ASTM D2709 0,050 max % thể tích Độ nhớt động học, 40oC ASTM D445 1,9 – 6,0 mm2/s Cặn sulfat ASTM D874 0,020 max %kl Hàm lượng sulfur ASTM D5453 0,0015 max %kl Ăn mòn đồng ASTM D130 No.3 max - Chỉ số cetane ASTM D613 47 - 12 Nhiệt độ vẩn đục ASTM D2500 -15 -5 Cặn carbon ASTM D4530 0,050 max %kl Chỉ số axit ASTM D664 0,50 mg KOH/g Glycerol tự ASTM D6584 0,020 %kl Glycerol tổng ASTM D6584 0,240 %kl Độ bền oxi hóa EN 14112 Hàm lượng phosphorus ASTM D4951 0,001 max %kl Nhiệt độ chưng cất, 90% thu hồi ASTM D1160 360 max o o C C Tiêu chuẩn ASTM D6751 dành cho Biodiesel Phương pháp kiểm tra Giới hạn Đơn vị đo Hàm lượng ester EN 14103 96,5 %mol/mol Khối lượng riêng, 15oC EN ISO 3675 860 - 900 kg/m3 Độ nhớt động học, 40oC EN ISO 3104 3,5 – 4,5 mm2/s Điểm chớp cháy EN ISO 3679 120 Hàm lượng sulfur EN ISO 20846 10,0 max mg/kg Cặn carbon EN ISO 10370 0,30 max %mol/mol Chỉ số cetane EN ISO 5165 51 - Cặn sulfat ISO 3987 0,02 max %mol/mol Hàm lượng nước EN ISO 12937 500 max mg/kg Ăn mòn đồng EN ISO 2160 độ ăn mòn Độ bền oxi hóa, 110oC EN 14112 6,0 Chỉ số axit EN 14104 0,50 max mg KOH/g Chỉ số iot EN 14111 120 max g I2/100g Hàm lượng axit linolenic EN 14103 12,0 max %mol/mol Hàm lượng methanol EN 14110 0,2 max %mol/mol Glycerol tự EN 14105 0,020 %mol/mol Chỉ tiêu 13 o C Glycerol tổng EN 14105 0,250 %mol/mol Hàm lượng phosphorus EN 14107 10,0 max mg/kg Tiêu chuẩn Biodiesel EN 14214 châu Âu[2] Ưu nhược điểm nhiên liệu biodiesel 5.1 Ưu điểm dầu sinh học diesel 5.1.1 Sản xuất từ tài nguyên tái tạo Dầu diesel sinh học nguồn lượng tái tạo, không giống sản phẩm dầu mỏ khác biến năm tới Vì làm từ mỡ động vật thực vật, sản xuất theo yêu cầu gây nhiễm dầu diesel 5.1.2 Có thể sử dụng động diesel có Một lợi việc sử dụng dầu diesel sinh học sử dụng động diesel có với khơng có sửa đổi thay nhiên liệu hóa thạch để trở thành nguồn lượng vận chuyển ưa thích Dầu diesel sinh học sử dụng 100% (B100) pha trộn với dầu diesel dầu mỏ Ví dụ, biến thể B20 pha trộn 20% dầu diesel sinh học với 80% nhiên liệu diesel Nó cải thiện bôi trơn động tăng tuổi thọ động khơng có lưu huỳnh 5.1.3 Giảm phát thải khí nhà kính (ví dụ: B20 làm giảm CO2 15%) Nhiên liệu hóa thạch, bị đốt cháy, giải phóng khí nhà kính carbon dioxide khí làm tăng nhiệt độ gây nóng lên tồn cầu Để bảo vệ mơi trường khỏi nóng lên nữa, nhiều người sử dụng nhiên liệu sinh học Các chuyên gia tin sử dụng dầu diesel sinh học thay dầu diesel dầu mỏ làm giảm khí nhà kính lên đến 78% 5.1.4 Phân hủy sinh học không độc hại Khi nhiên liệu sinh học bị đốt cháy, chúng tạo sản lượng carbon đáng kể chất gây ô nhiễm So với dầu diesel, dầu diesel sinh học sản xuất bồ hóng (vật chất hạt), carbon monoxide, hydrocarbon không cháy lưu huỳnh dioxide 14 Điểm chớp cháy cho dầu diesel sinh học cao 150 ° C, tương tự khoảng 52°C cho dầu diesel dầu mỏ, làm cho cháy Do đó, an tồn để xử lý, lưu trữ vận chuyển 5.1.5 Tiết kiệm nhiên liệu tốt Các phương tiện chạy dầu diesel sinh học đạt mức tiết kiệm nhiên liệu 30% so với động diesel dựa dầu mỏ, có nghĩa thực chuyến đến trạm xăng chạy nhiều kilomet 5.1.6 Giảm phụ thuộc vào dầu nước Với nhiên liệu sinh học sản xuất địa phương, nhiều quốc gia giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch Nó không giải tất vấn đề, quốc gia tiết kiệm hàng tỷ la cách giảm việc sử dụng dầu nước 5.1.7 Nhiều lợi ích sức khỏe Ơ nhiễm khơng khí gây nhiều chết bệnh tật hình thức nhiễm khác Các chất ô nhiễm từ động cơ, giải phóng khơng khí, tạo thành khói bụi khiến hàng ngàn người bị bệnh năm - dầu diesel sinh học tạo chất nhiễm độc hại sản phẩm dầu mỏ khác 5.1.8 Cải thiện chất lượng khơng khí Vì carbon dioxide sản xuất q trình đốt cháy dầu diesel sinh học sử dụng việc trồng loại trồng sử dụng để sản xuất dầu diesel sinh học cho mục đích quang hợp, vậy, chu kỳ trì Chu kỳ này, lần lượt, giúp cứu trái đất khỏi hàm nóng lên tồn cầu Như vậy, chất lượng khơng khí cải thiện nhiều cách sử dụng biodiesels Theo báo cáo Phịng thí nghiệm Quốc gia, lượng khí thải carbon dioxide giảm đáng kinh ngạc 74% chuyển từ dầu mỏ sang dầu diesel sinh học Ngay Hội đồng Tài ngun Khơng khí California báo cáo số giống Một nhiên 15 liệu, giải ba vấn đề lóa mắt (ơ nhiễm, lãng phí nóng lên tồn cầu) có liên quan đến việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch 5.1.9 Dầu diesel sinh học cải thiện hoạt động động xe Điều quan trọng động xe bạn chạy trơn tru thời gian dài Dầu diesel sinh học giúp đạt xác điều Nó làm tăng số lượng cetane nhiên liệu, làm tăng tính bơi trơn nhiên liệu - hai giúp làm cho động hoạt động trơn tru hiệu Mặc dù, bạn phải kiểm tra vài thông số kỹ thuật tơ trước bạn chuyển sang sử dụng dầu diesel sinh học, hồn tồn xứng đáng với thứ Khơng có tốt động hoạt động trơn tru 5.1.10 Dầu diesel sinh học chắn thay an tồn cho nhiên liệu hóa thạch Khi dạng tinh khiết, dầu diesel sinh học an toàn nhiều so với dầu mỏ chí lựa chọn thay nhiên liệu hóa thạch khác Khi dầu diesel sinh học dạng tinh khiết đổ cách tai nạn, gây thiệt hại nhiều so với tai nạn tương tự tràn dầu mỏ Nó nhìn thấy rõ điểm chớp cháy hai nhiên liệu so sánh Đối với dầu diesel sinh học, điểm chớp nhoáng khoảng 130o C, đó, dầu mỏ, khoảng 52oC, điều thực thấp Do đó, điều làm cho dầu mỏ trở nên nguy hiểm dễ cháy dầu diesel sinh học Do đó, ln ln thay an tồn dầu mỏ 5.1.11 Dầu diesel sinh học chấm dứt khủng hoảng lượng trị lượng Khủng hoảng lượng trị lượng hai điều lớn liên tục đe dọa hịa bình giới Sử dụng lượng trở thành nguyên nhân dẫn đến chiến tranh giới khác Dầu diesel sinh học đặt dấu chấm hết cho tất căng thẳng 16 Nếu quốc gia bắt đầu sản xuất dầu diesel sinh học địa, làm giảm lượng dầu nhập xuất từ quốc gia Điều này, đến lượt nó, cân kinh tế đất nước làm giảm căng thẳng địa trị 5.2 Nhược điểm dầu sinh học diesel 5.2.1 Khơng thích hợp để sử dụng nhiệt độ thấp Diesel sinh học không phù hợp để sử dụng thời tiết lạnh, nhiệt độ phụ thuộc vào dầu chất béo sử dụng để làm cho Cách tốt để sử dụng dầu diesel sinh học tháng lạnh pha trộn với nhiên liệu diesel mùa đơng 5.2.2 Dầu diesel sinh học gây hại gioăng cao xu cho số động Trong việc sử dụng dầu diesel sinh học làm tăng hiệu động cơ, làm hỏng đáng kể gioăng cao su số động Vì vậy, trước chuyển sang dầu diesel sinh học, tất điểm phải xem xét 5.2.3 Dầu diesel sinh học đắt dầu mỏ Trong năm gần đây, thực tế dầu diesel sinh học đắt nhiều so với nhiên liệu thông thường khác Hiện nay, đắt gần 1,5 lần so với dầu mỏ Sử dụng dầu diesel sinh học biến thành vấn đề thực tốn cho nhiều người 5.2.4 Tắc nghẽn động Dầu diesel sinh học làm bụi bẩn từ động Điều chứng tỏ lợi nhiên liệu sinh học, vấn đề bụi bẩn thu thập lọc nhiên liệu làm tắc nghẽn 5.2.5 Phân phối nhiên liệu Dầu diesel sinh học không phân phối rộng rãi dầu diesel dầu mỏ Cơ sở hạ tầng đòi hỏi phải tăng cường nhiều để áp dụng cách ưa thích để chạy động 5.2.6 Tăng nhẹ lượng khí thải nitơ oxit 17 Dầu diesel sinh học có nitơ oxit (NOx) cao khoảng 10% so với sản phẩm dầu mỏ khác Nitơ oxit loại khí sử dụng hình thành khói bụi Ozone Một hịa tan độ ẩm khí quyển, gây mưa axit So sánh nguồn nguồn nhiên liệu diesel biodiesel Đặc tính nhiên liệu Diesel Biodiesel 129,05 118,17 1,3 ÷ 4,1 4,0 ÷ 6,0 Tỉ trọng 15oC, lb/gal 7,079 7,328 Hàm lượng nước cặn học, %wt, max 0,05 0,05 Điểm chớp cháy, oC 60 - 80 100 - 170 Điểm đơng đặc, oC -15 ÷ -3 ÷ 12 Chỉ số cetane 40 ÷ 55 48 ÷ 65 Nhiệt trị btu/gal Độ nhớt động học 40oC, mm2/s Một số đặc tính chọn lọc Diesel Biodiesel Khí thải Đơn vị Diesel truyền thống Biodiesel từ đậu nành Biodiesel từ dầu thải NOx g 0,944 1,156 1,156 CO g 0,23 0,136 0,156 Hidrocacbon g 0,0853 0,0040 0,0038 So sánh nồng độ khí thải nhiên liệu Diesel Biodiesel 6.1 Sản xuất Dầu diesel dầu mỏ thu từ việc chưng cất phân đoạn dầu thô Dầu thô khai thác bề mặt trái đất sau chưng cất thu dầu diesel Mặt khác, dầu diesel sinh học thu thông qua trình transesterification, chuyển đổi dầu thành dầu diesel sinh học Các loại dầu lấy từ loại dầu hạt cải dầu, cọ đậu nành Hầu hết dầu diesel sinh học sản xuất từ dầu thực vật thải có nguồn gốc từ nhà hàng, cửa hàng nhà sản xuất thực phẩm công nghiệp 18 6.2 Bôi trơn Dầu diesel sinh học có độ bơi trơn cao hơn, có nghĩa trơn dầu diesel Điều làm cho lý tưởng để sử dụng làm giảm hao mịn động cơ, dầu diesel trơn dẫn đến hao mịn động theo thời gian 6.3 Sự diện lưu huỳnh Dầu diesel sinh học, thực tế không chứa lưu huỳnh, chủ yếu cách tạo Sự vắng mặt lưu huỳnh dầu diesel sinh học làm cho an tồn cho mơi trường làm giảm nhiễm, khơng phát khí hạt có hại gây nhiễm môi trường 6.4 Mối quan hệ với môi trường Dầu diesel sinh học tái tạo, thay phân hủy sinh học cho dầu diesel Dầu diesel, sử dụng động cơ, giải phóng khí carbon loại khí độc hại khác khơng gây ảnh hưởng đến khí mà cịn ảnh hưởng xấu đến mơi trường Mặt khác, dầu diesel sinh học an tồn sử dụng cách an tồn mà khơng gây hại cho môi trường 6.5 Sự diện oxy Dầu diesel sinh học có hàm lượng oxy cao so với diesel hóa thạch, lên tới từ 10% đến 12% Bởi điều này, động chạy dầu diesel sinh học giải phóng chất nhiễm khí thải So với diesel dầu mỏ, động diesel sinh học có cơng suất động cực đại thấp giảm khoảng 4% 6.6 Mức độ độc tính Dầu diesel sinh học độc hại nhiều so với dầu diesel Điều làm cho lý tưởng cho việc dọn dẹp, xảy cố 6.7 Mức độ oxy hóa 19 Dầu diesel sinh học có nhiều khả phản ứng với oxy, tạo thành khối giống gel bán hòa tan Đó mối quan tâm đặc biệt việc lưu trữ nhiên liệu mở rộng sử dụng động hoạt động máy phát điện dự phịng Do đó, để bảo quản dầu diesel sinh học cách, sử dụng thùng chứa khơ, bán kín, mát mẻ kín ánh sáng 6.8 Chất lượng Dầu diesel dầu mỏ chiết xuất thơng qua chưng cất phân đoạn dầu thơ, có nghĩa đồng đáng tin cậy Mặt khác, dầu diesel sinh học tạo từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn dầu ăn tái chế chất thải, dầu đậu nành chất béo thực vật động vật Điều có nghĩa dầu diesel sinh học có nhiều phẩm chất khác với số chất không tốt Kế hoạch sử dụng dầu diesel sinh học hãng Ford Ngày 21/2, Hãng Ford công bố kế hoạch sử dụng dạng nhiên liệu mới- dầu thực vật tái sử dụng (Hydrotreated Vegetable Oil - HVO) hay gọi dầu diesel tái tạo, dầu diesel sinh học cho mẫu xe thương mại Transit Điểm đặc biệt loại nhiên liệu HVO nhiên liệu tái chế từ dầu thải, bao gồm dầu ăn qua sử dụng từ nhà hàng, quầy đồ ăn nhanh chí từ bếp hộ gia đình Theo hãng Ford nhận định, phương tiện sử dụng loại dầu HVO thay cho nhiên liệu hóa thạch thơng thường góp phần cải thiện chất lượng khơng khí Các kết nghiên cứu cho thấy, ô tô sử dụng HVO, lượng khí nhà kính giảm tới 90% so với việc sử dụng dầu hóa thạch Các phương tiện vận hành dầu HVO thải khí NOx bụi mịn hơn, dạng nhiên liệu diesel khơng chứa lưu huỳnh Ngồi ra, HVO kết hợp với mỡ động vật dầu cá, giúp động diesel khởi động dễ dàng nhiệt độ ngồi trời thấp Q trình tổng hợp dầu HVO sử dụng hydro làm chất xúc tác giúp nhiên liệu đạt hiệu đốt cháy tốt hơn, đốt thời gian lưu trữ dài nhiên liệu sinh học thông thường 20 Ford cho biết, thử nghiệm kỹ lưỡng dầu HVO động EcoBlue 2.0L để đảm bảo khơng phải cải biến động cơ, không ảnh hưởng đến quy trình bảo dưỡng Hãng khẳng định, nhiên liệu HVO khơng cần phải xử lý thêm, mà sử dụng mẫu Ford Transit Mơ hình sản xuất sử dụng dầu sinh học cho phương tiện Dầu biodiesel bán nhiều nước Châu Mỹ, Châu Âu Hiện nay, châu Âu, nhiên liệu HVO bán số trạm xăng dầu, với cột bơm xăng dầu truyền thống chủ yếu tập trung vùng Scandianvia Baltic Các khách hàng lớn Ford bắt đầu trải nghiệm sử dụng loại nhiên liệu Ford cho hay, trường hợp vị khách chạy xe HVO khơng tìm trạm bơm HVO, tài xế sử dụng dầu diesel thơng thường bơm tiếp vào bình nhiên liệu mà khơng gặp phải vấn đề vận hành an toàn xe 21 Tại Anh nhà sản xuất động diesel trước trì điều kiện bảo hành cho động họ khách hàng sử dụng tối đa 5% diesel sinh học pha trộn với 95% diesel từ dầu mỏ (B5), gần số tăng lên Hãng Peugeot Citroen (Pháp) có tuyên bố động diesel HDI họ chạy với hàm lượng 30% diesel sinh học, hãng Scania (Thuỵ điển) cho phép đa số loại động họ sử dụng 100% diesel sinh học (B100) Công nghệ ứng dụng dầu diesel sinh học đời từ lâu giới thời gian dài, hãng xe lo ngại loại nhiên liệu làm tăng chi phí bảo hành cho khách hàng, làm lão hoá gioăng cao su ống mềm lắp xe (hầu hết phát thấy xe chế tạo trước năm 1992) Hơn nữa, giá dầu diesel từ nguyên liệu hóa thạch rẻ khiến nỗ lực thay đổi chưa cao Tuy nhiên, năm gần đây, tiêu chuẩn khí thải trở thành rào cản buộc nhiều hãng xe phải thay đổi Xe chạy điện, hybrid loại xe sử dụng nhiên liệu sinh học, thân thiện môi trường dần quan tâm trở lại 22 KẾT LUẬN Nhiên liệu sinh học với đặc trưng riêng trở thành nguồn lượng thay cho dầu mỏ tương lai, đặc biệt diesel sinh học Tiềm ứng dụng diesel sinh học nước lớn làm để ứng dụng có hiệu nguồn lượng cho động diesel, cần có giải pháp kỹ thuật kèm theo nhằm khai thác động cách an tồn, hiệu Điều thực có ý nghĩa quan trọng Việt Nam phù hợp với xu sử dụng nhiên liệu sinh học, nhiên liệu giới 23