Kết quả thử nghiệm đối chứng thành phần phát thải NOXtrên xe máy Wave RSX khi sử dụng nhiên liệu E15 và xăng Trang 12 Lời nói đầu Ngày nay, nhu cầu sử dụng nhiên liệu và sản phẩm đầu m
Nguyễn tuấn nghĩa giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học Kỹ thuật động nhiệt ngành : kỹ thuật động nhiệt Tổng hợp số kết nghiên cứu bớc đầu nhiên liệu sinh học viƯt nam Ngun tn nghÜa 2007 - 2009 Hµ Néi 2009 Hµ Néi 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113891651000000 giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sÜ khoa häc TỔNG HỢP MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BƯỚC ĐẦU VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC Ở VIỆT NAM ngành : kỹ thuật động nhiệt mà số:23.04.3898 NgUN tn nghÜa Ngêi híng dÉn khoa häc: PGS TS PHạM MINH TUấN Hà Nội 2009 Mục lục lời cam đoan MụC LụC danh mục ký hiệu chữ viết tắt danh mục bảng danh mục hình vẽ đồ thị Lời nói đầu Ch¬ng Tỉng quan vỊ nhiªn liƯu sinh häc 1.1 Giíi thiƯu chung vỊ nhiªn liƯu sinh häc 1.1.1 Khái niệm nhiên liệu sinh häc 1.1.2 ¦u nhợc điểm nhiên liệu sinh học 1.1.2.1 Ưu điểm 1.1.2.2 Nhỵc ®iÓm 1.2 loại nhiên liệu sinh học phơng pháp tổng hợp 1.2.1 Cån 1.2.1.1 Methanol 1.2.1.2 Ethanol 1.2.2 DÇu thùc vËt 1.2.3 Metyl este 1.2.4 Hỵp chÊt chøa oxy 1.2.5 Dimetyl ether (DME) 1.2.6 Dimetyl cacbonate (DMC) 10 1.2.7 Hydrogen 10 chơng Các nhiên liệu sinh học thờng dùng cho động đốt 11 2.1 nhiªn liƯu biodiesel 11 2.1.1 Kh¸i niƯm 11 2.1.2 Khái quát chung nguyên liệu để tổng hợp biodiesel 11 2.1.2.1 Giíi thiƯu chung 11 2.1.2.2 Mét sè dầu thực vật điển hình để tổng hợp biodiesel 13 2.1.2.3 Các nguồn nguyên liệu khác để tổng hợp biodiesel 16 2.1.3 Công nghệ chuyển hóa biodiesel 17 2.1.4 Thực trạng tính kinh tế 20 2.1.5 So sánh chất lợng biodiesel diesel khoáng 20 2.1.5.1 Chỉ tiêu chất lợng biodiesel 20 2.1.5.2 Ưu điểm biodiesel 22 2.1.5.3 Nhợc điểm chñ yÕu cña biodiesel 24 2.1.6 Tỷ lệ pha chế tính chất khói thải nhiên liệu biodiesel 25 2.2 nhiên liệu xăng ethanol 27 2.2.1 Giíi thiÖu chung 27 2.2.2 Nguyên liệu để sản xuất ethanol 29 2.2.3 C¸c tÝnh chÊt cña ethanol 29 2.2.3.1 TÝnh chÊt vËt lý 29 2.2.3.2 TÝnh chÊt hãa häc 31 2.2.3.3 C¸c tÝnh chÊt nguy hiĨm cđa ethanol 32 2.2.4 C«ng nghƯ chun hãa ethanol 32 2.2.5 Thực trạng tính kinh tế 34 2.2.6 C¸c tiêu chất lợng xăng ethanol 35 2.2.6.1 Chỉ tiêu chất lợng ethanol dùng để pha xăng 35 2.2.6.2 Chỉ tiêu chất lợng xăng ethanol 36 2.2.6.3 Các u điểm dùng xăng ethanol 40 2.3 tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học giới , chiến lợc việt nam 41 2.3.1 Tình hình phát triển nhiên liệu biodiesel 41 2.3.2 Tình hình phát triển nhiên liệu xăng ethanol 43 2.4 Chiến lợc phát triển sử dụng nhiên liệu sinh học nớc ta 45 Chơng thực trạng phát triển nhiªn liƯu sinh häc ë viƯt nam 48 3.1 nh÷ng thuËn lợi khó khăn sử dụng nhiên liệu sinh häc ë viÖt nam 48 3.1.1 Thn lỵi 48 3.1.2 Khã khăn tồn 52 3.2 số kết nghiên cøu vỊ nhiªn liƯu sinh häc ë viƯt nam 54 3.2.1 Nghiên cứu tính chất biodiesel động c¬ VIKYNO RV70N 54 3.2.2 Đề tài độc lập cấp nhà nớc: Đánh giá trạng công nghệ sản 56 3.2.3 Nghiên cứu tác động việc sử dụng nhiên liệu E5 E10 đến tính phát thải động xăng 58 chơng thử nghiệm nhiên liệu sinh häc 62 4.1 ThiÕt bÞ thư nghiÖm 62 4.1.1 Băng thử xe máy CD20 (Chassis Dynamometer 20) 62 4.1.1.1 Giíi thiƯu 62 4.1.1.2 Kết cấu băng thử 63 4.1.1.3 Thông số băng thử 64 4.1.1.4 Sơ đồ cđa hƯ thèng 65 4.1.1.5 Phần mền Zoller điều kiển băng thư 65 4.1.2 ThiÕt bÞ ®o tiªu hao nhiªn liƯu 733S 66 4.1.2.1 Đặc điểm hệ thống 66 4.1.2.2 Nguyªn tắc hoạt động 67 4.1.3 Tủ phân tích khí CEBII bé ph©n tÝch 68 4.1.3.1 Giíi thiệu tủ CEBII vai trò CEBII hệ thèng thư nghiƯm khÝ x¶ 68 4.1.3.2 KÕt cÊu cña tñ CEBII 69 4.1.3.3 Nguyên lý hoạt động phân tích 69 4.1.3.3.1 Nguyên lý làm việc phân tích CO 70 4.1.3.3.2 Nguyên lý làm việc phân tích NO NOx 71 4.1.3.3.3 Nguyên lý làm việc hệ thống đo O2 73 4.1.3.3.4 Nguyên lý làm việc hệ thống ®o CnH m 75 4.1.4 Giíi thiƯu hƯ thèng lÊy mÉu khÝ x¶ CVS (Constant - Volume - Sampling) 76 4.1.5 Xe m¸y thư nghiƯm 79 4.2 pha chÕ nhiªn liƯu 80 4.2.1 Pha chÕ thủ công (trong phòng thí nghiệm) 80 4.2.1 Pha chÕ c«ng nghiƯp 80 4.3 Phơng pháp thử nghiÖm 81 4.4 kÕt qu¶ thư nghiƯm 82 4.5 kết luận hớng phát triển 86 4.6 mét sè ý kiến đề xuất nghiên cứu phát triển nhiªn liƯu sinh häc ë viƯt nam tãm t¾t Phơ lơc 87 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác! Hà nội , tháng 11 năm 2009 Tác giả Nguyễn Tuấn Nghĩa DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT FFA : Free fatty acids (thành phần axit béo tự do) B5 : Nhiên liệu pha 95% diesel 5% biodiesel B10 : Nhiên liệu pha 90% diesel 10% biodiesel B15 : Nhiên liệu pha 85% diesel 15% biodiesel B20 : Nhiên liệu pha 80% diesel 20% biodiesel E5 : Nhiên liệu pha 95% xăng 5% ethanol E10 : Nhiên liệu pha 90% xăng 10% ethanol E15 : Nhiên liệu pha 85% xăng 15% ethanol E20 : Nhiên liệu pha 80% xăng 20% ethanol E85 : Nhiên liệu pha 15% xăng 85% ethanol MTBE : Methyl Tertiary Buthyl Ether ETBE : Ethyl Tertiary Buthyl Ether ASTM : American Society for Testing and Metarials (Hiệp hội đo lờng vật liệu Mỹ) TCVN : Hệ thống tiêu chuẩn đo lờng Việt Nam ppm : part per million (mét phÇn triƯu) CO : Mơnơxít cácbon CO2 : Cácbonđiơxít CmH n H-C : Hyđơcácbon NO X : Các loại ơxítnitơ SO2 : Sunfua dioxit P-M : Chất thải dạng hạt N2 O2 : Nitơ : Ơxy H2 : Nhiên liệu khí hydrơ DANH MỤC BNG Cỏc bng Trang Bảng 1.1 So sánh nhiên liệu sinh học với nhiên liệu dầu mỏ Bảng 2.1 Các tiêu chất lợng biodiesel gốc (B100) 20 Bảng 2.2 So sánh tính chất nhiên liệu diesel khoáng với biodiesel Bảng 2.3 Các tiêu chất lợng B5 so với B100 diesel khoáng Bảng 2.4 Tính chất ethanol Bảng 2.5 Các tiêu chất lợng ethanol liên quan đến sức khoẻ an toàn môi trờng 22 26 30 35 Bảng 2.6 Các tÝnh chÊt vËt lý cđa nhiªn liƯu E 85 37 Bảng 2.7 So sánh tính chất nhiên liệu khác 38 Bảng 2.8 Tiêu chuẩn ASTM cho xăng ethanol động đốt tia lửa điện Bảng 2.9 Mức tiêu thụ biodiesel Pháp Bảng 2.10: Tổng sản lợng biodiesel giới từ năm 2004 - 2008 39 42 43 Bảng 3.1 Các tính chất nhiên liệu thử nghiệm 54 Bảng 4.1 Thông số kü tht cđa xe Wave RSX 79 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Các hình vẽ đồ thị Trang Hình 2.1 Cơ cấu sản xuất biodiesel từ loại dầu khác 13 Hình 2.2 Sơ đồ phản øng este hãa chÐo dÇu thùc vËt víi methanol 17 Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất biodiesel từ nguồn nguyên liệu khác 19 Hình 2.4 So sánh hàm lợng chất khói thải diesel khoáng biodiesel (B20) 27 Hình 3.1 Cây Jatropha gọi cọc rào dễ trồng chịu hạn cao 48 Hình 3.2 Cá tra cá basa xuất phải lọc toàn phần mỡ 50 Hình 3.3 Phần vỏ chiếm từ 40 đến 45% hạt cà phê: nguồn nguyên liệu dồi để làm nhiên liệu sinh học 51 Hình 3.1 Biểu đồ biểu thị độ mờ khói độ hấp thụ ánh sáng nhiên liệu thử nghiệm 55 Hình 3.2 Tác động việc sử dụng xăng pha cồn E5 E10 đến tính động so với sử dụng xăng truyền thống 59 Hình 3.3 Hiệu việc sử dụng xăng pha cồn E5, E10 đến động xe máy 60 Hình 4.1 Phòng thử xe máy CD20 63 Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống băng thử 65 Hình 4.3 Hệ thống đo tiêu thụ nhiên liệu AVL 733S 66 Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống 733S 67 Hình 4.5 Tủ CEBII 69 Hình 4.6 Sơ đồ cấu tạo ph©n tÝch CO 70