BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINHKHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
BÀI BÁO CÁO THƯỜNG KỲ
MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Đề tài
NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIESEL
Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Quốc Sỹ 3 Nguyễn Quang Tuyến 20086421 4 Nguyễn Văn Hảo 21061431
TP.HCM, ngày 09 tháng 04 năm 2024
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
Trang 21 Dương Hoàng Sơn 20085161 Tổng hợp và hoàn thành word 2 Nguyễn Việt Đức 20002515 Làm phần I:Giới thiệu nhiên liệubiodiesel 3 Nguyễn Quang Tuyến 20086421 Làm phần II:Đặc điểm diesel và
4 Nguyễn Văn Hảo 21061431 Làm phần III:Ứng dụng nhiên liệubiodiesel
Trang 3NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
Trang 4Qua một kỳ đã tham gia và học tập môn Nguyên lý động cơ đốt trong dùng dưới sự giảng dạy và hướng dẫn tận tình của ThS Nguyễn Quốc Sỹ – Giảng viên bộ môn Nguyên lý động cơ đốt trong, nhóm chúng em đã nắm và hiểu được cách tính toán và tìm hiểu được Nguyên lý động cơ đốt trong qua các sách báo Cả nhóm cảm thấy sự sâu sắc và nhiệt huyết của thầy đặt ở trong các bài giảng trên lớp Qua đó, chúng em đã trang bị được cho bản thân những kiến thức vững chắc và quan trọng hơn là để áp dụng vào thực hành, thực tập và làm nghề trong tương lai.
Dưới đây là nhận thức của cả nhóm qua một kỳ được học tập và rèn luyện môn Nguyên lý động cơ đốt trong do còn thiếu khả năng về trình bày và kinh nghiệm trong việc tìm kiếm và lọc các thông tin nên bài báo cáo của cả nhóm sẽ có những sai sót Nhóm chúng em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn từ các Quý Thầy, Cô và các bạn sinh viên để bài tiểu luận này được hoàn thiện một cách tốt nhất Một lần nữa, cả nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Sỹ và trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM - khoa Công Nghệ Động Lực đã tạo điều kiện học tập, cung cấp cho lớp môi trường hoạt động và làm việc chuyên nghiệp.
NHÓM CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Trang 5MỤC LỤC
PHẦN I:GIỚI THIỆU VỀ BIODIESEL 3
1 Khái niệm về Biodiesel 3
1.1Nguồn gốc của nhiên liệu biodiesel 3
1.2 Phương thức sản xuất nhiên liệu biodiesel 4
1.3 Tính chất của biodiesel 5
1.4 Ưu điểm và nhược điểm của nhiên liệu biodiesel 6
PHẦN II: ĐẶC ĐIỂM CỦA DIESEL VÀ BIODIESEL 8
PHẦN III:ỨNG DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU BIODIESEL 8
3.1 Ứng dụng của nhiên liệu biodiesel 8
3.2 Ứng dụng của biodiesel trong động cơ diesel 12
3.3 Lợi ích và tiềm năng của nhiên liệu của biodiesel 12
3.4 Giải pháp về sự phát triển của nhiên liệu biodiesel 14
Trang 6PHẦN I:GIỚI THIỆU VỀ BIODIESEL
1.1Nguồn gốc của nhiên liệu biodiesel
Hình 1: Nhiên liệu biodiesel
Diesel sinh học (Biodiesel) là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương tự và có thể sử
dụng thay thế cho loại dầu diesel truyền thống Biodiesel được điều chế bằng cách dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật), thường được thực hiện thông qua quá trình transester hóa bằng cách cho phản ứng với các loại rượu phổ biến nhất là methanol Năm 1807: Nhà hóa học người Pháp Étienne Mouchard chế tạo ra biodiesel đầu tiên từ dầu thực vật.
Năm 1893: Rudolf Diesel, nhà phát minh ra động cơ diesel, thử nghiệm sử dụng dầu đậu phộng làm nhiên liệu cho động cơ của mình.
Trang 7Thập niên 1920: Biodiesel được sử dụng phổ biến ở châu Âu do sự thiếu hụt dầu mỏ Năm 2000: Đức ban hành luật hỗ trợ sử dụng biodiesel.
1.2 Phương thức sản xuất nhiên liệu biodiesel
Hình 2: Sản xuất biodiesel
-Để sản xuất diesel sinh học người ta pha khoảng 10% mêtanol vào dầu thực vật và dùng nhiều chất xúc tác khác nhau (đặc biệt là hiđrôxít kali, hiđrôxít natri và các ancolat) Ở áp suất thông thường và nhiệt độ vào khoảng 60 °C liên kết este của glyxêrin trong dầu thực vật bị phá hủy và các axít béo sẽ được este hóa với mêtanol Chất glyxêrin hình thành phải được tách ra khỏi dầu diesel sinh học sau đấy.
Thông qua việc chuyển đổi este này dầu diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực vật rất nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel mà không cần phải cải biến động cơ để phù hợp.
Chữ đầu tự dùng cho tất cả các methyl este từ dầu thực vật theo DIN EN 14214 là PME (có giá trị toàn châu Âu từ 2004).
Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta còn chia ra thành:
RME: Mêthyl este của cây cải dầu (Brassica napus) theo DIN EN
14214 (có giá trị toàn châu Âu từ 2004)
SME: Mêthyl este của dầu cây đậu nành hay dầu cây hướng dương PME: Mêthyl este của dầu dừa hay dầu hạt cau.
Bên cạnh đó còn có mêthyl este từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ dầu thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại xe diesel hiện đại, khi được các nhà sản xuất cho phép.
Tính chất của biodiesel Biodiesel hay còn gọi là diesel sinh học, có nhiều
Trang 8tính chất tương tự như dầu diesel hóa thạch, nhưng cũng có một số đặc điểm riêng biệt
Mùi: Mùi nhẹ, đặc trưng
Điểm sôi: Cao hơn dầu diesel hóa thạch Độ nhớt: Tương tự dầu diesel hóa thạch
Khả năng hòa tan: Không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ
Tính chất hóa học
Trang 9Hình 4:Quy trình sản xuất biodisel
Công thức hóa học: Este của axit béo với methanol hoặc ethanol Khả năng cháy: Dễ cháy
Nhiệt độ chớp cháy: Cao hơn dầu diesel hóa thạch
Điểm pour: Thấp hơn dầu diesel hóa thạch, giúp biodiesel lưu động tốt hơn trong điều kiện lạnh
Tính axit: Thấp hơn dầu diesel hóa thạch, giúp giảm thiểu sự ăn mòn động cơ
Độ bôi trơn: Tương tự dầu diesel hóa thạch
Có thể phân hủy sinh học: Biodiesel dễ dàng phân hủy trong môi trường, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Độ độc hại thấp: Biodiesel ít độc hại hơn dầu diesel hóa thạch, an toàn hơn khi tiếp xúc và xử lý.
Có thể cải thiện hiệu suất động cơ: Một số nghiên cứu cho thấy biodiesel có thể giúp cải thiện hiệu suất đốt cháy và giảm lượng khí thải muội than trong động cơ diesel.
1.4 Ưu điểm và nhược điểm của nhiên liệu biodiesel
a Ưu điểm
Trang 10Tài nguyên tái tạo: Biodiesel được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo như dầu thực vật, mỡ động vật hoặc tảo, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch vốn có hạn và gây ô nhiễm môi trường.
Giảm phát thải khí nhà kính: Quá trình sản xuất và sử dụng biodiesel thải ra ít khí nhà kính hơn so với nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường.
Cải thiện chất lượng không khí: Biodiesel cháy sạch hơn so với nhiên liệu hóa thạch, giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại như NOx, SOx và muội than, góp phần cải thiện chất lượng không khí và bảo vệ sức khỏe con người.
Tăng cường an ninh năng lượng: Sản xuất biodiesel trong nước có thể giúp giảm phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, tăng cường an ninh năng lượng quốc gia và thúc đẩy nền kinh tế địa phương.
Tạo việc làm: Ngành công nghiệp sản xuất biodiesel có thể tạo ra nhiều việc làm mới trong lĩnh vực nông nghiệp, sản xuất và dịch vụ.
Có thể sử dụng trong động cơ diesel hiện có: Biodiesel có thể được sử dụng trong hầu hết các động cơ diesel hiện có mà không cần sửa đổi động cơ, giúp việc áp dụng dễ dàng hơn.
Tính bôi trơn tốt: Biodiesel có khả năng bôi trơn tốt, giúp bảo vệ động cơ và kéo dài tuổi thọ động cơ.
b Nhược điểm
Chi phí sản xuất cao hơn: Chi phí sản xuất biodiesel hiện nay cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch, khiến giá thành biodiesel cao hơn.
Cạnh tranh với sản xuất lương thực: Việc sử dụng cây trồng làm nguyên liệu cho biodiesel có thể dẫn đến cạnh tranh với sản xuất lương thực, gây ra những lo ngại về an ninh lương thực.
Tác động môi trường tiềm ẩn: Một số lo ngại về tác động môi trường tiềm ẩn của sản xuất biodiesel, bao gồm:
Sử dụng đất và nước: Việc trồng cây trồng sản xuất biodiesel có thể dẫn đến nạn phá rừng, suy thoái đất và sử dụng nhiều nước.
Sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu: Việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu trong sản xuất biodiesel có thể gây ô nhiễm môi trường nước và đất.
Khí thải nhà kính: Mặc dù biodiesel thải ra ít khí nhà kính hơn nhiên liệu hóa thạch, nhưng quá trình sản xuất biodiesel vẫn thải ra một lượng khí nhà kính nhất định.
Trang 11Tính sẵn có nguyên liệu: Nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất biodiesel có thể bị hạn chế, đặc biệt là ở những khu vực có diện tích đất canh tác hạn chế.
Khả năng lưu trữ: Biodiesel có thể bị oxy hóa và xuống cấp theo thời gian, đòi hỏi điều kiện lưu trữ đặc biệt
PHẦN II: ĐẶC ĐIỂM CỦA DIESEL VÀ BIODIESEL
2.1 So sánh đặc điểm của diesel và biodiesel 2.2 1 số vấn đề liên quan công nghệ kỹ thuật của động cơ cần nghiên cứu
2.3Thay đổi khi sử dụng biodiesel có hàm lượng pha trộn từ B10 đến B100 trên động cơ diesel( trich dẫn các bài báo có liên quan)
2.4 Phân tích đặc điểm quá trình cháy của động cơ sử dụng hỗn hợp nhiên liệu biodiesel so với diesel
PHẦN III:ỨNG DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU BIODIESEL
3.1 Ứng dụng của nhiên liệu biodiesel
Hình : Ứng dụng của biodiesel
-Biodiesel là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật Nó có thể được sử dụng thay thế cho diesel hóa thạch trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
1 Ngành vận tải:
Trang 12Hình : Ứng dụng của biodiesel đối với ngàng vận tải
-Xe ô tô: Biodiesel có thể được sử dụng thay thế hoàn toàn hoặc pha trộn với dầu diesel truyền thống cho xe ô tô, xe tải, xe buýt và các phương tiện giao thông khác.
-Máy móc nông nghiệp: Biodiesel cũng có thể được sử dụng cho máy móc nông nghiệp như máy kéo, máy gặt hái và máy xới đất.
-Tàu thuyền: Biodiesel có thể được sử dụng cho tàu thuyền, du thuyền và các phương tiện hàng hải khác.
-Máy bay: Một số loại máy bay có thể được sử dụng với biodiesel, tuy nhiên vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu để phát triển công nghệ phù hợp -Nó có thể được pha trộn với diesel hóa thạch ở nhiều tỷ lệ khác nhau, hoặc được sử dụng 100%.
-Việc sử dụng biodiesel có thể giúp giảm lượng khí thải độc hại, chẳng hạn như NOx, CO và muội than.
-Nó cũng có thể giúp cải thiện chất lượng không khí và giảm thiểu biến đổi
2 Công nghiệp:
Trang 13Hình : Ứng dụng của biodiesel với ngành công nghiệp
-Sản xuất điện: Biodiesel có thể được sử dụng để sản xuất điện thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.
-Sưởi ấm: Biodiesel có thể được sử dụng để sưởi ấm nhà cửa và các tòa nhà.
-Công nghiệp hóa chất: Biodiesel có thể được sử dụng để sản xuất ra các hóa chất khác nhau, chẳng hạn như nhựa, dung môi và chất phụ gia.
3 Nông nghiệp:
Hình :Ứng dụng của biodiesel trong nông nghiệp
-Biodiesel có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho máy móc và thiết bị nông nghiệp.
Trang 14-Nó cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà trang trại và sấy hạt.
-Việc sử dụng biodiesel trong nông nghiệp có thể giúp giảm chi phí nhiên liệu và cải thiện hiệu quả hoạt động.
-Phân bón: Glycerin, một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất biodiesel, có thể được sử dụng làm phân bón cho cây trồng.
-Thức ăn chăn nuôi: Dầu thực vật còn lại sau khi sản xuất biodiesel có thể được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc.
4 Các ứng dụng khác:
Hình : Ứng dụng khác của biodiesel
-Biodiesel có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hóa học khác, chẳng hạn như nhựa, xà phòng và dung môi.
-Nó cũng có thể được sử dụng để tạo ra nhiệt và điện.
-Biodiesel là một nguồn năng lượng tái tạo và bền vững có thể giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và bảo vệ môi trường.
-Ngoài những ứng dụng trên, biodiesel còn có tiềm năng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác, chẳng hạn như hàng không và quân sự.
-Biodiesel cũng có thể được sử dụng làm chất bôi trơn và chất chống gỉ -Ngoài những ứng dụng kể trên, biodiesel còn có nhiều tiềm năng ứng dụng khác trong tương lai Việc nghiên cứu và phát triển biodiesel đang được đẩy mạnh nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm giá thành và mở rộng phạm vi ứng dụng của loại nhiên liệu này.
3.2 Ứng dụng của biodiesel trong động cơ diesel
Trang 15Giảm khí thải: Biodiesel giúp giảm lượng khí thải độc hại từ động cơ
diesel, bao gồm NOx, CO, và muội than Điều này góp phần cải thiện chất lượng không khí và bảo vệ môi trường.
Tăng tuổi thọ động cơ: Biodiesel có khả năng bôi trơn tốt hơn dầu diesel
hóa thạch, giúp giảm thiểu sự mài mòn và kéo dài tuổi thọ động cơ.
Sử dụng nguồn tài nguyên tái tạo: Biodiesel được sản xuất từ nguồn
tài nguyên tái tạo như dầu thực vật và mỡ động vật, giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Tăng cường an ninh năng lượng: Việc sản xuất biodiesel trong nước có
thể giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhập khẩu dầu diesel, góp phần tăng cường an ninh năng lượng quốc gia.
Phát triển kinh tế: Ngành công nghiệp sản xuất biodiesel có thể tạo ra
việc làm và thúc đẩy phát triển kinh tế ở khu vực địa phương Tuy nhiên, biodiesel cũng có một số nhược điểm, bao gồm:
Giá thành cao: Biodiesel thường có giá thành cao hơn dầu diesel hóa
Khả năng cung cấp hạn chế: Khả năng cung cấp biodiesel hiện nay vẫn
còn hạn chế so với nhu cầu sử dụng dầu diesel.
Tính tương thích: Một số động cơ diesel cũ có thể không tương thích với
Nguy cơ oxy hóa: Biodiesel có thể bị oxy hóa nhanh hơn dầu diesel hóa
thạch, dẫn đến việc hình thành cặn bẩn trong hệ thống nhiên liệu.
3.2 Lợi ích và tiềm năng của nhiên liệu của biodiesel+Lợi ích:
Trang 16Hình : Lợi ích
-Việc sử dụng nhiên liệu biodiesel mang lại nhiều lợi ích cho môi trường và kinh tế, bao gồm:
-Giảm khí thải nhà kính: Biodiesel thải ra ít khí thải nhà kính hơn so với nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.
-Cải thiện chất lượng không khí: Biodiesel thải ra ít khí thải độc hại hơn so với nhiên liệu hóa thạch, giúp cải thiện chất lượng không khí.
-Tăng cường an ninh năng lượng: Biodiesel được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo, giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu -Hỗ trợ phát triển kinh tế nông thôn: Việc sản xuất biodiesel có thể tạo ra việc làm và thúc đẩy phát triển kinh tế ở khu vực nông thôn.
-Một số *lưu ý* khi sử dụng nhiên liệu biodiesel
-Biodiesel có thể ảnh hưởng đến một số loại động cơ và hệ thống nhiên liệu cũ.
-Biodiesel có thể bị đông lại ở nhiệt độ thấp.-Biodiesel có thể bị phân hủy nhanh hơn so với nhiên liệu diesel truyền thống
+Tiềm năng:
Hình :Nhược điểm
Lợi ích về môi trường:
Giảm khí thải nhà kính: Biodiesel giải phóng ít khí CO2 và các chất ô
nhiễm khác hơn so với dầu diesel hóa thạch, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường.
Tăng cường an ninh năng lượng: Sử dụng biodiesel giúp giảm phụ
thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Khuyến khích phát triển nông nghiệp: Việc sản xuất nguyên liệu cho
biodiesel thúc đẩy phát triển ngành nông nghiệp, tạo thêm việc làm và tăng thu nhập cho người dân.
Trang 17Lợi ích về kinh tế:
Tạo ra nguồn thu nhập mới: Nông dân có thể bán dầu thực vật hoặc
mỡ động vật để sản xuất biodiesel, tạo ra nguồn thu nhập mới.
Giảm chi phí nhiên liệu: Trong một số trường hợp, biodiesel có thể rẻ
hơn dầu diesel hóa thạch.
Thu hút đầu tư: Ngành công nghiệp biodiesel có tiềm năng thu hút đầu
tư trong và ngoài nước, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế.
Tiềm năng phát triển tại Việt Nam:
Việt Nam có nhiều lợi thế để phát triển ngành công nghiệp biodiesel, bao gồm:
Nguồn nguyên liệu dồi dào: Việt Nam có sản lượng dầu thực vật và mỡ
động vật cao, là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất biodiesel.
Chính sách hỗ trợ: Chính phủ Việt Nam đã có nhiều chính sách hỗ trợ
phát triển ngành công nghiệp biodiesel, như giảm thuế, trợ giá, v.v.
Nhu cầu thị trường: Nhu cầu về biodiesel ngày càng tăng trong nước và
xuất khẩu.
Tuy nhiên, ngành công nghiệp biodiesel tại Việt Nam cũng còn một số thách thức cần khắc phục, như:
Công nghệ sản xuất: Cần nâng cao công nghệ sản xuất để giảm giá
thành và nâng cao chất lượng biodiesel.
Hạ tầng: Cần phát triển hạ tầng để lưu trữ và phân phối biodiesel.Nhận thức của người tiêu dùng: Cần nâng cao nhận thức của người
tiêu dùng về lợi ích của biodiesel để khuyến khích sử dụng rộng rãi.
3.3 Giải pháp về sự phát triển của nhiên liệu biodiesel