Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 --- LÊ VĂN HƯƠNGĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU NHŨ TƯƠNG DIESEL – NƯỚCChuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Trang 2 LỜI CAM ĐOAN Trước tiên em xin chân thành cảm ơn sâu sắc
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ VĂN HƯƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU NHŨ TƯƠNG DIESEL – NƯỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH HÀ NỘI - 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131941731000000 Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương LỜI CAM ĐOAN Trước tiên em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS: Nguyễn Hữu Trịnh người giúp em đỡ, hướng dẫn, tạo điền kiện cho em suốt thời gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến thầy viện Cơng Nghệ Hóa học, tồn thể thầy cô tham gia giảng dậy truyền đạt cho em kiến thức quý giá suốt thời gian em học tập trường Em xin cam đoan kết báo cáo hoàn toàn thực tế không chép kết KS Lê Văn Hương HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương MỤC LỤC Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục chử viết tắt .10 Mở đầu 11 CHƯƠNG I Tổng Quan .12 I.1.Tính cấp thiết đề tài 12 I.2.Tình hình nghiên cứu 17 I.2.1.Tình hình nghiên cứu giới 17 I.2.1.1 Sản xuất công nghiệp nhũ tương .18 I.2.2.Tình hình nghiên cứu Việt Nam 21 I.3.Mục tiêu luận văn 21 I.4 Khái quát nhiên liệu nhũ tương 22 I.4.1 Khái quát nhiên liệu 22 I.4.2 Vai trò chất hoạt động bề mặt 23 I.4.3 Quá trình cháy nhiên liệu nhũ tương .23 I.4.4 Ảnh hưởng nước nhiên liệu đến trình cháy 24 I.4.5 Kết cháy nhiên liệu nhũ hóa 24 I.4.6 Độc tố khói khí thải 25 I.4.7 Cơ chế hình thành khí thải 27 I.4.8 Một số ưu điểm nhược điểm nhiên liệu nhũ tương 30 I.4.9 Phân loại nhũ tương .32 I.4.10 Phương pháp nhận biết nhũ tương .32 I.4.11.Tính chất chung nhũ tương 32 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương I.4.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định nhũ tương 39 I.4.12.1.Yếu tố điện tích 39 I.4.12.2.Yếu tố hình học .40 I.4.13 Chất hoạt động bề mặt tiêu chuẩn chọn chất nhũ hóa 41 I.4.13.1 Chất hoạt động bề mặt .41 I.4.13.2 Lựa chon chất nhũ hóa 45 I.4.14 Các phương pháp chế tạo nhũ tương 48 I.4.14.1 Phương pháp ngưng tụ 48 I.4.14.2 Phương pháp phân tán học 48 I.4.14.3 Phương pháp phân tán siêu âm 49 CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 50 II.1.Hóa chất dụng cụ 50 II.1.1.Hóa chất 50 II.1.2.Dụng cụ 50 II.2.Phương pháp chế tạo nhiên liệu nhũ tương 50 II.2.1.Thiết bị quy trình chế tạo .50 II.3.Các phương pháp đánh giá chất lượng nhiên liệu nhũ tương 52 II.3.1.Thời gian ổn định nhũ tương 52 II.3.2.Kích thước hạt 52 II.3.3.Phương pháp đánh giá theo tiêu nhiên liệu .53 II.3.3.1.Trị số xetan 54 II.3.3.2.Thành phần phân đoạn 56 II.3.3.3.Độ nhớt động học 57 II.3.3.4.Khối lượng riêng 57 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương II.3.3.5.Nhiệt độ chớp cháy cốc kín .57 II.3.3.6.Hàm lượng lưu huỳnh tổng 58 II.3.3.7 Ăn mòn đồng 59 II.3.3.8 Nhiệt độ đông đặc 59 II.4.Hàm lượng khí thải công suất động .59 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61 III.1 Nghiên cứu lựa chọn chất nhũ hóa chất ổn định nhũ .61 III.1.1.Chọn chất nhũ hóa .61 III.1.2.Chọn chất ổn định nhũ 63 III.2.Khảo sát thành phần hỗn hợp 64 III.2.1.Xác định tỷ lệ chất nhũ hóa chất ổn định nhũ 64 III.2.2.Xác định hàm lượng nước thích hợp 66 III.3.Khảo sát thời gian tốc độ khuấy .73 III.4.Nghiên cứu lựa chọn phụ gia 73 III.5.Khảo sát ảnh hưởng ion trình cháy ổn định 75 III.6 Đánh giá chất lượng nhiên liệu nhũ tương 76 III.6.1 Thời gian ổn định 76 III.6.2 Kích thước hạt 77 III.6.2 Chỉ tiêu chất lượng 78 CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU 79 IV.1 Công suất động 79 IV.2 Tổng hàm lượng NOx 80 IV.3 Tổng hàm lượng PM 82 IV.4 Tổng Hàm lượng HCT 83 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương IV.5 Tổng Hàm lượng CO2 84 IV.6 Tổng Hàm lượng CO 85 IV.7 Đánh giá hiệu kinh tế nhiên liệu nhũ tương 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 94 TÓM TẮT 99 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 EU Tiêu chuẩn khí thải cho ô tô tải hành khách loại M1) 13 Bảng 1.2 EU Tiêu chuẩn khí thải cho HD động Diesel,g/kwh(khói m-1 14 Bảng 1.3 Tier Tiêu chuẩn khí thải,75 FTP ,g/km 15 Bảng 1.4.Các số phản ứng nghịch giai đoạn hình thành khí NO 27 Bảng 1.5 Thang giá trị HLB ứng dụng chất hoạt động bề mặt 45 Bảng1.6 Chỉ số HLB số chất hoạt động bề mặt .46 Bảng 2.1 Phương pháp thử điều kiện tiêu 53 Bảng 3.1 Kết lựa chọn chất nhũ hóa .61 Bảng 3.2 Khảo sát chất ổn định nhũ 63 Bảng 3.3 Giá trị HLB hỗn hợp chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào tỷ lệ 65 Bảng 3.4 Khảo sát hàm lượng nước % .66 Bảng 3.5 Khảo sát hàm lượng nước % .67 Bảng 3.6 Khảo sát hàm lượng nước 10% 68 Bảng 3.7 Khảo sát hàm lượng nước 12% -69 Bảng 3.8 Khảo sát hàm lượng nước 14 70 Bảng 3.9 Mối quan hệ số ngày ổn định lớn với hàm lượng nước -71 Bảng 3.10 Xác định thời gian khuấy trộn ( tốc độ khuấy 4000v/ phut 73 Bảng 3.11 Xác định hàm lượng biodiesel 74 Bảng 3.12 kết phân tích ion mẫu nước BK 75 Bảng4.1 Bảng Công suất động 79 Bảng4.2.Bảng Lượng khí NOx tạo khí thải .89 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương Bảng4.3 bảng hàm lượng PM tạo ( Độ mờ khói ) 82 Bảng 4.4 Lương THC tạo 83 Bảng 4.5 Lượng khí CO2 tạo khí thải .84 Bảng 4.6 Lượng CO tạo khí thải .85 Bảng 4.7 Tính tốn giá thành lít nhiên liệu nhũ tương 87 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ơ nhiễm khí thải động diesel xe bus 12 Hình 1.2 Nhũ tương hóa nhiên liệu biện pháp hiệu để giảm ô nhiễm môi trường 15 Hình 1.3 Các giải pháp cơng nghệ để đáp ứng tiêu chuẩn EURO 16 Hình 1.4 Nhiên liệu nhũ tương làm giảm đồng thời PM NOx 17 Hình 1.5 Mẫu nhiên liệu nhũ tương GeCamTM .17 Hình 1.6 Mơ hình giọt nhũ 22 Hình 1.7 Nhiên liệu nhũ tương diesel có màu trắng .23 Hình 1.8 Mơ hình phá vỡ giọt dầu nước 24 Hình1.9 Các dạng nhũ tương hai pha 31 Hình 1.10 Nhũ tương ổn định nhờ chất nhũ hóa 33 Hình 1.11 Các trình phá vỡ nhũ tương 37 Hình 1.12 Các loại nhũ tương pha .38 Hình 1.13 Các dạng ổn định nhũ tương 40 Hình1.14 Cấu tạo đơn giản phân tử chất nhũ hóa 41 Hình 1.15 Các dạng chất hoạt động bề mặt 42 Hình 2.1 Cánh Khuấy 51 Hình 2.2 Máy khuấy đĩa 51 Hình 2.3 Quy trình chế tạo nhũ tương 52 Hình 2.4 Mơ hình thiết bị chạy thử nghiệm nhiên liệu 60 Hình 3.1 Chất nhũ hóa BK2012-1 62 Hình 3.2 Chất ổn định nhũ BK2012-2 64 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH Luận văn tốt nghiệp Đánh giá khả sử dụng nhiên liệu dạng nhũ tương Hình 3.3 Đồ thị Khảo sát với hàm lượng nước % 67 Hình 3.4 Đồ thị khảo sát hàm lượng nước % 68 Hình 3.5 Đồ thị khảo sát hàm lượng nước 10% -69 Hình 3.6 Đồ thị khảo sát hàm lượng nước 12% -70 Hình 3.7 Đồ thị khảo sát hàm lượng nước 14% -71 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hàm lượng nước với số ngày ổn định lâu mẫu thí nghiệm 72 Hình 3.10 Khảo sát hàm lượng phụ gia 75 Hình 3.11 Ảnh chụp mật độ phân bố hạt nhũ tương 77 Hình 4.1 Đồ thị công suất động 80 Hình 4.2 Đồ thị NOx tạo khí thải 81 Hình 4.3 Đồ thị lượng PM tạo khí thải 82 Hình 4.4 Lượng THC khí thải 83 Hình 4.5 Lượng CO2 tạo khí thải .84 Hình 4.6 CO tạo khí thải 85 Hình 4.8 Mơ hình cháy nhiên liệu diesel 86 Hình 4.8 Mơ hình cháy nhiên liệu nhũ tương .86 HVTH: LÊ VĂN HƯƠNG GVHD: PGS TS NGUYỄN HỮU TRỊNH