Sử dụng Ethanol trên Động Cơ Đốt Trong
MỞ ĐẦU
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Các khí ô nhiễm, ngoài CO2 là có thể kiểm soát được. Con đường để giảm CO2 là :
Nhiên liệu sinh học
II-2 Giới thiệu các loại nhiên liệu sinh học
II-2-1-1 Cồn ethanol và ester của cồn ethanol Có hai thứ nhiên liệu có thể dùng cho những động cơ đánh lữa cưỡng bức : Ethanol sinh học : Tạo ra từ sự lên men đường mía hay củ cải đường hay từ sự thuỷ phân ngũ cốc như lúa mạch, ngô trước khi cho lên men. ETBE từ sự tổng hợp của ethanol với isobuthène. Methanol sinh học : khí metan sản xuất từ biomass hay các chất thải MTBE từ sự tổng hợp các chất metanol sinh học với isobuthène. Bốn thứ nhiên liệu sinh học trên, bản thân chúng có những tính chất gần với xăng., nhưng được dùng nhiều nhất vẫn là ethanol và ETBE.
Slide 18
Hiệu suất sản xuất ethanol tuỳ theo nguyên liệu ban đầu được thống kê như sau :
II-1-1-2 Methanol Methanol được sản xuất chủ yếu từ khí ga thiên nhiên nhưng cũng có thể sản xuất từ biomass (nói riêng, có thể. từ gỗ, nhưng còn rất ít). Nó được dùng để sản xuất MTBE hay ester methilique. Nhưng giá thành khá cao, do vậy các nhà máy sản xuất ra nó đang áp dụng các công nghệ tiên tiến hơn để phấn đấu hạ giá thành. II-1-1-2 Các este : ETBE và MTBE Các chế phẩm ETBE và MTBE được sản xuất từ công nghiệp. Chúng có những tính chất cơ bản giống như ethanol và methanol. ETBE và MTBE có ưu điểm là dễ hòa tan với xăng, ít bay hơi hơn ethanol, chỉ số ốc-tan cao. ETBE và MTBE được pha vào xăng với tỉ lệ 15% để tăng chỉ số ốc-tan cho xăng và giảm bớt nhu cầu nhiên liệu hóa thạch. Gần đây nhiều quốc gia đã cấm sử dung do MTBE làm nhiễm độc môi trường đất và khó làm sạch.
Lược đồ sản xuất ETBE như sau
II-1-2-1 Sử dụng ethanol và ester của chúng Cồn được sử dụng hoàn toàn hay pha với một tỉ lệ nào đó trong nhiên liệu dùng cho những động cơ được cải tạo thích hợp. Brazil là quốc gia có nhiều ô-tô chạy cồn nhất trên thế giới. Có hai dạng sử dụng ethanol làm nhiên liệu : Dạng giàu oxy và dạng ít giàu oxy.
II-3 Tình hình hiện nay của các nước sản xuất nhiên liệu sinh học
Slide 24
Ở châu Âu: Châu Au thiệt thòi nặng trong cuộc đua này. một phần do nông phẩm để làm ra ethanol là từ lúa mì và củ cải đường. Liên minh châu Âu cần tăng sản xuất ethanol từ 3 triệu lên đến 140 triệu hectolit vào năm 2010. nếu họ muốn có được 5,75% ethanol trong xăng nói chung. Những công ty dầu lữa luôn muốn tránh it thiệt thòi nhất cho những nhà cung cấp, điều này ngăn cản cho tương lai của nhiên liệu sinh học ở châu Âu. Họ nâng đỡ mạnh cho lúa mì và đường. Châu Âu nâng đỡ cho sự phát triển của cây không lương thực. Còn Mỹ và Brasil thì có rất nhiều nỗ lực phát triển nhiếu phát minh cho công nghệ nhiên liệu sinh học. Châu Âu thì vẫn ngập ngừng và vẫn chưa đủ độ sâu cho sự phát triển công nghệ này. Hiện nay ở châu Âu mới cho phép pha 5% ethanol hay 15% ETBE vào xăng. Tính hình sản xuất ethanol, MTBE va ETBE ở châu Âunhư sau :
Bảng 2.3.1.3.1 : Sản xuất ethanol, MTBE va ETBE ở châu Au (13)
Slide 27
Slide 28
Slide 29
III- Những hơn thiệt gắn liền với sự phát triển nhiên liệu sinh học
Slide 31
Slide 32
Bảng tổng kết về khí nhà kính trên cơ sở hàm lượng cácbon như sau : Cho các loạI nhiên liệu thay cho xăng :
II-1-2-4 Tiêu chuẩn sử dụng ethanol : Ưu điểm chính của ethanol về phương diện kỹ thuật và kinh tế là nâng cao được chỉ số ốc-tan cho xăng. (bảng 1). 5% ethanol pha trong xăng làm tăng được 1,2 đơn vị chỉ số ốc-tan cho xăng super. Theo các thực nghiệm ở Brazil, thì dộ tăng của chỉ số ốc-tan phụ thuộc vào lượng pha vào xăng như bảng sau :
Slide 35
III. Phân tích việc sử dụng ethanol làm nhiên liệu III.1 Vấn dề cân bằng năng lượng và khí nhà kính :
Slide 37
Slide 38
III.2 Tính chất của Ethanol Từ bảng 4, ta rút ra nột số tính chất quan trọng của ethanol :
III.3 Về chỉ số ốc-tan
III.4 Về hàm lượng oxy
III.5 Sự bay hơi
Slide 43
Slide 44
III.6 Thành phần nước
III.7 Vật liệu
III.8 Các vấn đề khác
Một số kết quả thực nghiệm liên quan đến động cơ có sử dụng Ethanol
Nhiệt ẩn hóa hơi của ethanol (854 kJ/kg) cao hơn xăng (314-326 kJ/kg) và nhiệt độ bốc cháy cùa ethanol (3920) cao hơn xăng (2220- 600), do hai yếu tố này là tăng thời gian cháy trễ. Vì vậy, để cho động cơ khi pha cồn phát huy được hiệu suất vá công suất cao, cần tăng thích đáng góc đánh lữa sớm.E% càng tăng thì cần tăng thêm nhiều hơn góc đánh lửa sớm. Các dồ thị dưới đậycho biết sự thay đổi công suất và suất tiêu hao nhiên liệu khi thay đổi đường kính lỗ giclơ và góc đánh lửa sớm
Slide 50
Jeuland thí nghiệm trên động cơ có các thông số kết cấu như sau : Tăng tỉ số nén từ 9,5 lên 12,5 Thay đổi hệ thống nhiên liệu : do ethanol chứa đến 35% oxy nên để bù đắp về giảm nhiệt trị, tăng lượng phun nhiên liệu lên 35% bằng cách mở rộng đường kính lỗ phun 16%.. Dùng vòi phun Bosh LPG. Thay đổi nắp xylanh, thay đổi lọai secmăng có sức bền cao hơn : để tránh hiện tượng suppap thải và bugi điện bị quá nóng và nóng chảy, suppap làm bằng hợp kim nikel-crôm, bugi thay bằng lọai chịu nhiệt tốt hơn.
Slide 52
Slide 53
Slide 54
Slide 55
Các khí có hại
Kết luận :