LỜI NÓI ĐẦU 01 TÀI LIỆU THAM KHẢO 02 MỤC LỤC 03 PHẦN I: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU MỚI CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI 1.1 NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Các loại nhiên liệu truyền thống 6 1.1.2 Vấn đề của nhiên liệu truyền thống 7 1.2 NHIÊN LIỆU MỚI 8 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MỚI 2.1 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ 2.1.1 Năng lượng mặt trời 9 2.1.2 Pin nhiên liệu 11 2.2.3 Nhiên liệu sinh học 13 2.2 TÍNH KHẢ THI VÀ HẠN CHẾ CỦA CÁC NHIÊN LIỆU MỚI 14 PHẦN II: ISOBUTANOL CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ ISOBUTANOL 3.1 ISOBUTANOL 3.1.1 Khái niệm 3.1.2 Giá trị kinh tế 3.2 CÔNG THỨC HÓA HỌC 20 3.3 ĐẶC TÍNH 21 3.4 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT 22 3.4.1 CYANOBACTERIA 3.4.2 ESCHERICHIA COLI 23 3.4.3 BACILLUS SUBTILIS 3.4.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE 3.4.5 RALSTONIA EUTROPHA 24 Chương 4. ỨNG DỤNG VÀ PHỐI TRỘN ISOBUTANOL 4.1 TRONG CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.2 NHIÊN LIỆU THAY THẾ XĂNG 25 4.3 BUTANOL THAY THẾ ETHANOL 26 4.4 SẢN LƯỢNG SẢN XUẤT 28 PHẦN III: ISOBUTANOL TRONG CÔNG NGHIỆP ÔTÔ
Nhiên liệu - isobotanol Lời nói đầu Sự phát triển xe ô tô với động nhiệt thành tựu vĩ đại công nghệ đại Tuy nhiên, phát triển cao cộng với tự động hóa ngành cơng nghiệp ơtơ số lượng lớn xe ô tô sử dụng giới gây tiếp tục gây vấn đề nghiêm trọng cho xã hội đời sống người Như suy giảm chất lượng khơng khí, nóng lên tồn cầu, nguồn dầu mỏ giảm dần Tài nguyên trở thành mối đe dọa lớn người Hơn nữa, Vì nhu cầu tìm nguồn nhiên liệu thay nhiên liệu dầu mỏ ngày cấp thiết ISOBUTANOL nguồn nhiên liệu sinh học thay xăng, giải pháp hứa hẹn để giải vấn đề vận chuyển tương lai Trong khuôn khổ tiểu luận khơng thể nói hết yếu tố định để isobutanol thật thay xăng Vì phân tích yếu tố quan trọng phối trộn isobutanol với xăng theo tỷ lệ định, nghiên cứu hổn hợp isobutanol-xăng điều kiện hoạt động tương tự điều kiện động đốt sử dụng nhiên liệu truyền thống Trong trình thực tiểu luận có tham khảo thơng tin từ nhiều tài liệu Tuy nhiên việc thiếu sót khơng tránh khỏi, mong đóng góp, thảo luận GVHD bạn Nhiên liệu - isobotanol TÀI LIỆU THAM KHẢO Gevo®White PaPer transPortation Fuels May 2011 SRC Physical Properties database on-line http://www.syrres.com/esc/physdemo.htm TRL (Toxicity Research Laboratories, Ltd., MI, USA): “Rat Oral Subchronic Toxicity Study-Compound: Isobutyl Alcohol, Report TRL Study # 032-002, (1987); submitted to Research Triangle Institute, NC, USA, NTIS/PB 88-176177; cited in BG Chemie (ed.): 2-Methylpropanol-1, in: Toxikologische Bewertung Nr 96, Ausgabe 01/97, BG Chemie, Heidelberg, pp 3-40, (1997) TSCATS: OTS 0510381, Doc I.D.:878216453, 11.17.1953, Union Carbide Corp SIDS Initial Assessment Report For SIAM 19 Berlin, Germany, 19-22 October 2004 Bryan Research and Engineering, Inc - Technical Papers 10 Second-Generation Biofuel: Isobutanol Producing Biocatalyst, Gevo, Inc 345 Inverness Drive South Building C, Suite 310 Englewood, CO 80112; http://www.gevo.com 11 Isobutanol-blended Motor Fuels PEI Convention at the NACS Show Jim Baustian, Fuel Product Manager 08 October 2012 12 Technical Leaflet Petrochemicals, M 2105 e January 2006 Page of 13 D.Balaji et al / International Journal of Engineering Science and Technology Vol 2(7), 2859-2868 , 2010 14 THE PUBLISHING HOUSE OF THE ROMANIAN ACADEMY, PROCEEDINGS OF THE ROMANIAN ACADEMY, Series A, Volume 11, Number4/2010, pp 322–329 15 AKEMA INOVATIVE CHEMISTRY ACRYLIC – ISOBUTANOL 04/9/2012 16 http://en.wikipedia.org/wiki/Isobutanol 17 http://vi.wikipedia.org/wiki/nhiên-liệu-hóa-thạch 18 Giới thiệu nguồn lượng mới, vô tận tương lai Tiến sỹ Vũ Huy Tồn Kỹ sư Cao Minh Tuấn Cơng ty cổ phần CONINCO máy xây dựng cơng trình cơng nghiệp Mục lục LỜI NÓI ĐẦU .01 TÀI LIỆU THAM KHẢO 02 MỤC LỤC 03 Nhiên liệu - isobotanol PHẦN I: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU MỚI CHƯƠNG NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI 1.1 NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Các loại nhiên liệu truyền thống 1.1.2 Vấn đề nhiên liệu truyền thống .7 1.2 NHIÊN LIỆU MỚI .8 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MỚI 2.1 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ 2.1.1 Năng lượng mặt trời 2.1.2 Pin nhiên liệu 11 2.2.3 Nhiên liệu sinh học 13 2.2 TÍNH KHẢ THI VÀ HẠN CHẾ CỦA CÁC NHIÊN LIỆU MỚI 14 PHẦN II: ISOBUTANOL CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ISOBUTANOL 3.1 ISOBUTANOL 3.1.1 Khái niệm 3.1.2 Giá trị kinh tế 3.2 CƠNG THỨC HĨA HỌC 20 3.3 ĐẶC TÍNH .21 3.4 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT 22 3.4.1 CYANOBACTERIA 3.4.2 ESCHERICHIA COLI 23 3.4.3 BACILLUS SUBTILIS 3.4.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE 3.4.5 RALSTONIA EUTROPHA 24 Chương ỨNG DỤNG VÀ PHỐI TRỘN ISOBUTANOL 4.1 TRONG CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.2 NHIÊN LIỆU THAY THẾ XĂNG 25 4.3 BUTANOL THAY THẾ ETHANOL 26 4.4 SẢN LƯỢNG SẢN XUẤT 28 PHẦN III: ISOBUTANOL TRONG CÔNG NGHIỆP ÔTÔ Chương KHẢ NĂNG THAY THẾ XĂNG TRUYỀN THỐNG 5.1 NHIỆT HÓA HƠI CỦA HỔN HỢP NHIÊN LIỆU 30 5.1.1 Xây dựng đồ thị .31 5.1.2 Đồ thị nhiệt hóa .33 Nhiên liệu - isobotanol 5.2 ĐẶC TÍNH CHÁY 5.2.1 Mơ hình thiết kế thử nghiệm 38 5.2.2 Kết thử nghiệm với xăng – etanol 39 Chương TÍNH KHẢ THI VÀ HẠN CHẾ CỦA NHIÊN LIỆU ISOBUTANOL 6.1 KHẢ THI 44 6.2 HẠN CHẾ 45 6.3 TỔNG KẾT 46 NHẬN XÉT CỦA GVHD Nhiên liệu - isobotanol PHẦN I: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU MỚI Nhiên liệu - isobotanol CHƯƠNG NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI 1.1 NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Các loại nhiên liệu truyền thống Nhiên liệu vật chất sử dụng để giải phóng lượng cấu trúc vật lý hóa học bị thay đổi Nhiên liệu giải phóng lượng thơng qua q trình hóa học cháy q trình vật lý, ví dụ phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch Tính quan trọng nhiên liệu lượng giải phóng cần thiết giải phóng lượng kiểm sốt để phục vụ mục đích người Con người sử dụng nhiều cách thức nhằm biến đổi lượng nhiều hình thức thành dạng phù hợp mục đích sử dụng phục vụ sống q trình xã hội Ứng dụng giải phóng lượng từ nhiên liệu đa dạng sống đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng dầu để chạy động cơ, biến lượng hạt nhân thành điện năng, v.v Các dạng nhiên liệu phổ biến dùng gỗ, dầu hỏa, xăng dầu, than đá, chất phóng xạ, v.v Nhiên liệu hóa thạch loại quan trọng nhất, loại nhiên liệu tạo thành q trình phân hủy khí sinh vật chết bị chôn vùi cách 300 triệu năm Các nguyên liệu chứa hàm lượng cacbon hydrocacbon cao Các nhiên liệu hóa thạch thay đổi dải từ chất dễ bay với tỷ số cacbon: thấp methane, dầu hỏa dạng lỏng, đến chất khơng bay chứa tồn cacbon than đá Methane tìm thấy mỏ hydrocacbon dạng riêng lẻ hay với dầu hỏa dạng methane clathrates Về tổng quát chúng hình thành từ phần cịn lại thực vật động vật bị hóa thạch chịu áp suất nhiệt độ bên vỏ Trái Đất hàng triệu năm Cơ quan thông tin lượng Hoa Kỳ (EIA) ước tính năm 2006 nguồn lượng nguyên thủy bao gồm 36,8% dầu mỏ, than 26,6%, khí thiên nhiên 22,9%, chiếm 86% nhiên liệu nguyên thủy sản xuất giới Các nguồn nhiên liệu khơng hóa thạch bao gồm thủy điện 6,3%, lượng hạt nhân 6,0%, lượng địa nhiệt, lượng mặt trời, lượng gió, nhiên liệu gỗ, tái chế chất thải chiếm 0,9% Tiêu thụ lượng giới tăng năm khoảng 2,3% Nhiên liệu - isobotanol 1.1.2 Vấn đề nhiên liệu truyền thống Nhiên liệu truyền thống sử dụng từ lâu than đá, gỗ hay khai thác gần phóng xạ có vấn đề Thứ nhiên liệu hóa thạch tài nguyên khơng tái tạo trái đất hàng triệu năm để tạo chúng lượng tiêu thụ diễn nhanh tốc độ tạo thành Sản lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch làm tăng mối quan tâm môi trường Việc đốt nhiên liệu hóa thạch tạo khoảng 21,3 tỉ carbon dioxide hàng năm, người ta ước tính q trình tự nhiên hấp thu phân nửa lượng khí thải trên, hàm lượng cacbon dioxit tăng 10,65 tỉ năm khí (một cacbon tương đương 44/12 hay 3,7 cacbon đioxit) Cacbon đioxit khí nhà kính làm tăng lực phóng xạ góp phần vào nóng lên tồn cầu, làm cho nhiệt độ trung bình bề mặt Trái Đất tăng Đốt nhiên liệu hóa thạch tạo chất nhiễm khơng khí khác ơxít nitơ, điơxít lưu huỳnh, hợp chất hữu dễ bay kim loại nặng Ngồi cịn tạo axít sulfuric, cacbonic nitric, chất có nhiều khả tạo thành mưa axít ảnh hưởng đến vùng tự nhiên hủy hoại môi trường Các tượng điêu khắc làm cẩm thạch đá vôi phần bị phá hủy axít hịa tan cacbonat canxi Nhiên liệu hóa thạch chứa chất phóng xạ chủ yếu urani thori, chúng phóng thích vào khí Năm 2000, có khoảng 12.000 thori 5.000 urani bị thải từ việc đốt than Ví dụ người ta ước tính suốt năm 1982, Hoa Kỳ đốt than thải gấp 155 lần so với chất phóng xạ thải vào khí cố đảo Three Mile Đốt than tạo lượng lớn xỉ tro bay Các chất sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, chiếm khoảng 40% sản lượng Hoa Kỳ Việc khai thác, xử lý phân phối nhiên liệu hóa thạch gây mối quan tâm môi trường Các phương pháp khai thác than đặc biệt khai thác lộ thiên bốc lớp phủ đỉnh núi khai thác từ xuống khai thác dạng dải gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, hoạt động khai thác dầu khí ngồi khơi hiểm họa sinh vật thủy sinh Các nhà máy lọc dầu có tác động tiêu cực đến môi trường ô nhiễm nước khơng khí Việc vận chuyển than cần sử dụng đầu máy xe lửa chạy động diesel, dầu thơ vận chuyển tàu dầu (có nhiều khoang chứa), hoạt động địi hỏi phải đốt nhiên liệu hóa thạch truyền thống Các nguyên tắc môi trường áp dụng để làm giảm thiểu lượng phát thải yêu cầu khống chế (yêu cầu lượng chất thải yêu cầu cơng nghệ sử dụng), khuyến khích kinh tế chương trình tình nguyện Nhiên liệu - isobotanol Ví dụ ngun tắc mơi trường sử dụng Hoa Kỳ nhu "EPA đưa sách để giảm phát thải thủy ngân từ hoạt động hàng không Theo nguyên tắc phê chuẩn năm 2005, nhà máy phát điện sử dụng than cần phải cắt giảm lượng phát thải đến 70% vào năm 2018 Theo nguyên tắc cung - cầu lượng cung cấp hydrocacbon giảm giá tăng Dù vậy, giá cao làm tăng nhu cầu nguồn cung ứng lượng tái tạo thay thế, nguồn cung ứng khơng có giá trị kinh tế trước lại trở thành có giá trị để khai thác thương mại Xăng nhân tạo nguồn lượng tái tạo tốn công nghệ sản xuất xử lý so với nguồn cung cấp dầu mỏ thơng thường, trở thành có giá trị kinh tế tương lai gần Các nguồn lượng thay khác gồm lượng hạt nhân, thủy điện, điện mặt trời, phong điện, điện thủy triều địa nhiệt 1.2 NHIÊN LIỆU MỚI Trước tình hình đó, nguồn nhiên liệu vấn đề cấp bách nhiều thập kỷ nay, nghiên cứu nhiều lĩnh vực ứng dụng rộng rãi lượng gió, lượng mặt trời… Nhình chung lượng khai thác triệt để dù sản lượng không cao góp phần làm giảm phát thải khí nhiễm mơi trường Nhưng quan trọng nhất, loại nhiên liệu dự đoán tương lai nhiên liệu thay Trong bày viết trình bày nguồn lượng nghiên cứu ứng dụng ôtô Nhiên liệu - isobotanol CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MỚI 2.1 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ Xu hướng chung nhiên liệu giảm phát thải khí nhiễm, ngồi ra, nhiên liệu phải có chi phí sản xuất hợp lý khả thi việc sản xuất số lợn lớn Nói cách khác, nghiên cứu sản xuất nhiên liệu thay thế, nhiên liệu mới, an ninh lượng vấn đề cần xem xét nghiêm túc Các nguồn nhiên liệu nghiên cứu sử dụng kể sau 2.1.1 Năng lượng mặt trời Năng lượng Mặt trời coi dạng lượng tái tạo lựa chọn Mỗi mét vuông bề mặt Trái đất ánh nắng Mặt trời chiếu thẳng vào lúc quang mây cung cấp ~1kW cơng suất ánh sáng, tức ~4.000 kWh/năm Hiệu suất thu nhận lượng pin Mặt trời phổ biến mức 25%, nên cần phải có m2 diện tích để thu cơng suất kW Vì vậy, để cung cấp lượng cho giới năm, cần diện tích khoảng 100 triệu km2 tương đương với tổng diện tích đại lục Á-Âu châu Mỹ, hay 2/3 tổng diện tích châu lục – điều khơng tưởng! Chính vậy, theo bảng cân đối lượng toàn cầu tương lai, lượng Mặt trời với điện gió, nhiên liệu sinh khối… chiếm tỷ trọng khiêm tốn: ~10% Hình Mẫu siêu xe Volkswagen chạy lượng mặt trời Nhiên liệu - isobotanol Tuy nhiên, hiểu biết nguồn lượng Mặt trời dừng lại kiến thức vật lý đầu kỷ trước, cho ánh sáng tập hợp photon có lượng tính theo cơng thức Plank: E = hv, h ≈ 6,63x10-34Js; v – tần số photon Trong báo cáo “Cấu trúc photon” trình bầy Hội Nghị Khoa học Quang học Quang phổ toàn quốc lần thứ VI, 2010 Hà nội, chấp nhận đăng Tuyển tập: “Advances in Optics, Photonics, Spectroscopy & Applications VI, 2011”, tác giả chứng minh photon hạt có cấu trúc từ hạt electron positron; lượng tính theo cơng thức ngoại photon, khơng phải lượng tồn phần bao gồm nội nữa: Wph = 4mec2với me = 9,1x10-31kg – khối lượng electron; c = 3x108 m/s – tốc độ ánh sáng chân không Tức photon, ngoại biết đến giá trị nhỏ so với lượng tồn phần mà thơi: hv/4mec2 Ví dụ với tia hồng ngoại có v = c/λ ≈ 4,3x1014Hz, ta có tỷ lệ ~1/1.150.000, tức nhỏ phần triệu lần so với nguồn lượng “ẩn dấu” photon chưa khai thác Điều khiến ta nhớ lại trước Einstein phát minh công thức E = mc2, người ta cho lượng vật động (thực chất ngoại năng) mà không bao gồm nội chúng Nhưng thực tế chứng minh nội vật lớn nhờ khai thác mở kỷ nguyên lượng nguyên tử Tuy nhiên, việc khai thác nguồn lượng tận dụng cỡ phần nghìn tổng lượng hàm chứa công thức E = mc2 mà Giờ đây, tận dụng mức photon theo cấu trúc tác giả phát hiện, ta thu nguồn lượng lớn gấp hàng nghìn lần so với nhận từ ngoại Và tính chất có photon, khơng có hạt vật chất khác biết đến Điều có nghĩa thay mét vng bề mặt Trái đất khơng cung cấp ~1kW công suất ánh sáng Mặt trời, mà hàng ngàn kW Khi đó, để cung cấp đủ lượng cho toàn giới cần diện tích 1/30 lần diện tích sa mạc Sahara – điều kiện hoàn toàn khả thi Mà điều quan trọng không hết (ít Mặt trời chấm dứt tồn sau tỷ năm nữa) hồn tồn thân thiện với mơi trường Hơn nữa, tận dụng nội photon, nên yếu tố thời tiết, vị trí kinh tuyến, vị trí Mặt trời v.v khơng ảnh hưởng, chúng làm thay đổi ngoại photon Cũng thế, phạm vi áp dụng mở rộng vùng cực, hay biển cho tàu ngầm… chí kể điều kiện làm việc đêm với xạ hồng ngoại, hay sóng vi ba – photon khác chủ yếu bước sóng, tức ngoại chúng, nội gần xấp xỉ 4mec2 10 Nhiên liệu - isobotanol Hình 10 Biểu đồ h – x IB50 35 Nhiên liệu - isobotanol Hình 11 Biểu đồ h – x IB70 36 Hình 12 Biểu đồ h – x IB Nhiên liệu - isobotanol 37 Nhiên liệu - isobotanol Sơ đồ h-x cho isobutanol tinh khiết (IB100) có hình dạng khác so với hỗn hợp khác, với đường thẳng nhiệt độ không đổi khu vực đường điểm sương hỗn hợp tăng entanpy khu vực bão hòa lý entanpy chất lỏng tăng biến thể entanpy (h) tỷ lệ thuận với tham gia hàng loạt nhiên liệu (x) 5.2 ĐẶC TÍNH CHÁY Phần chủ yếu trình bầy kết thu từ thử nghiệm nhiên liệu pha trộn IB với xăng theo tỷ lệ định Thí nghiệm thực nhiên liệu xăng – ethanol xăng – ethanol – isobutanol Trong ethanol giữ nguyên tỷ lệ thay đổi tỷ lệ isobutanol xăng 5.2.1 Mơ hình thiết kế thử nghiệm Động Lực kế Tín hiệu điện áp Máy tính Máy in Cảm biến tải RPM Bảng điều chỉnh kiểm soát lực kế Đo nhiệt độ khí thải 38 10 Bộ tách ẩm 11 Phân tích khí 12 Bộ chế hịa khí 13 Bộ lọc khơng khí 14 Hộp khơng khí 15 Cửa hút khí 16 Ống xả 17 Trục 18 nhiên liệu Nhiên liệu - isobotanol Động thực Loại động Mơ hình động Bajaj Bốn thì, xi lanh đơn làm mát khơng khí động Thể tích cơng tác 100 cc Tỉ số nén 7.4:1 Công suất 5.2 kW Tốc độ định mức 6500 rpm Nhiên liệu xăng Nghiên cứu thực vị trí ¾ bướm ga, mơ-men xoắn động thay đổi theo tải trọng động 5.2.2 Kết thử nghiệm với xăng – ethanol 5.2.2.1 Tiêu hao nhiên liệu Hình 13a Mức tiêu hao nhiên liệu theo moment động Mức tiêu thụ nhiên liệu hỗn hợp xăng - ethanol hiển thị hình Tiêu thụ nhiên liệu tăng theo mô-men xoắn động Với tỷ lệ pha trộn khác nhau, mức tiêu hao khác tùy vào moment động cơ, điều cho thấy, tùy vào chức moment cực đại động mà tỷ lệ pha định để giảm tiêu hao nhiên liệu 39 Nhiên liệu - isobotanol Hình 13b Mức tiêu hao nhiên liệu theo moment động Mức tiêu hao nhiên liệu tăng theo moment giảm so với hổn hợp xăng-ethanol 5.2.2.2 Hiệu suất thể tích (q trình nạp) Hình 14a Hiệu suất thể tích nạp theo moment động Ảnh hưởng ethanol nhiên liệu hỗn hợp xăng khơng chì hiệu suất thể tích thể hình cho thấy rõ ràng tăng hiệu suất thể tích với động mô-men xoắn tối đa 0,9 Nm Điều giảm nhiệt độ q trình nạp khí gia tăng số lượng khơng khí nạp vào xi lanh động Giảm nhiệt độ truyền nhiệt từ phận mang nhiệt động khí dư khí nạp Đồng thời, nhiệt độ hấp thụ bay 40 Nhiên liệu - isobotanol trình pha trộn nhiên liệu ống dẫn khí vào xi-lanh Nếu gia tăng mômen xoắn động kết hiệu suất thể tích giảm lượng khơng khí giảm kết tắc nghẽn lưu lượng đường ống nạp Hình 14b Hiệu suất thể tích nạp theo moment động 5.2.2 Phát thải Đặc tính phát thải chất gây ô nhiễm (CO, NOx, HC) so sánh hình 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b Nhìn chung hỗn hợp xăng-ethanol-isobutanol có nồng độ chất gây nhiễm tron khí xã thấp hẳn hợp chất xăng-ethanol Đây xem giải pháp nhiên liệu nhằm xữ lý tốt trình cháy nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu giảm thải ô nhiễm môi trường Hình 15a Hình 15b 41 Nhiên liệu - isobotanol Hình 16a Hình 16b Hình 17a 42 Nhiên liệu - isobotanol Hình 17b Các số tương đối tỷ lệ theo moment động Nhưng không ổn định moment dộng đạt 0.8Nm Ngoài hổn hợp hổn hợp với IB5% IB7.5% cho kết hứa hẹn nhiên liệu thay tương lai Chương TÍNH KHẢ THI CỦA NHIÊN LIỆU ISOBUTANOL 6.1 KHẢ THI 6.1.1 Mức lượng cao Isobutanol có khoảng 82 phần trăm lượng giá trị xăng Với tất động khác nhau, hàm lượng lượng cao nghĩa tiết kiệm nhiên liệu Ngoài ra, EISA, isobutanol có nhiều lượng 30 phần trăm so với ethanol 43 Nhiên liệu - isobotanol Bảng EV nhiên liệu Theo tính tốn nhà sản xuất động có liên quan việc pha trộn 3,5 phần trăm theo trọng lượng nồng độ oxy tạo RINs lớn Isobutanol cung cấp giải pháp cho nhu cầu Nếu isobutanol sử dụng E10 oxy cấp nội dung (3,5 phần trăm theo trọng lượng oxy), tạo nhiều gấp đôi RINs Với nồng độ oxy giảm đáng kể (2,7 phần trăm theo trọng lượng oxy) Bảng Giá trị RINs 6.1.2 Thay nhiên liệu bay Isobutanol chuyển đổi sang nhiên liệu bay Theo Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế (ICAO), hiệu môi trường lợi nhuận từ biện pháp cơng nghệ hoạt động khơng bù đắp lượng khí thải tổng thể dự báo tạo tăng trưởng dự kiến giao thông hàng không Kết là, ngành hàng không đánh giá nhiên liệu thay bền vững để giảm khí nhà kính (GHG) khí thải, đồng thời cải thiện chất lượng khơng khí địa phương Đó quan điểm ICAO phát triển sử dụng nhiên liệu thay bền vững đóng vai trị tích cực việc nâng cao nguồn lực tổng thể phân bổ an ninh nhiên liệu hàng khơng cung cấp, có lẽ cách ổn định giá nhiên liệu Một khuôn khổ mang tính thành lập để chia sẻ thơng tin thực hành tốt sáng kiến cho phép nhiên liệu hàng không thay bền vững phát triển đưa thị trường 6.1.3 Tính kinh tế 44 Nhiên liệu - isobotanol Một lợi quan trọng cho isobutanol thông qua vào ngành công nghiệp nhiên liệu vận tải khả vận chuyển đường ống mà không ảnh hưởng tiêu cực đến tính tồn vẹn, chất lượng, hoạt động hệ thống đường ống Đường ống phần quan trọng chuỗi giá trị, cách sử dụng sở hạ tầng có để di chuyển sản phẩm cung cấp lợi đáng kể Vận chuyển vật liệu đường ống cách thức hiệu để di chuyển sản phẩm chất lỏng so với đường sắt, xà lan / xe tải 6.1.4 Tính an tồn Có hai tiêu : Nứt ăn mòn chống đàn hồi Với ethanol pha trộn vật liệu dể bị phá hủy Dựa kết luận DNV ,thép carbon dễ bị ăn mòn ứng suất nứt tăng cao nhiên liệu ethanol, nhiên, khơng có ăn mịn isobutanol có chứa xăng nồng độ 12,5 phần trăm 50 phần trăm Ngoài , số vật liệu đàn hồi đánh giá có khả tương thích với isobutanol vật liệu thử nghiệm cho thấy hiệu suất tốt Isobutanol xăng chất lượng Ngày hôm nay, đường pháp lý tồn cho isobutanol sử dụng xăng hai cấp độ khối lượng 12,5 phần trăm với EPA ( 2,7 phần trăm theo trọng lượng oxy nội dung) 16,1 phần trăm ( DuPont, Octamix miễn cho phép 3,5 phần trăm theo trọng lượng hàm lượng oxy ) Các thảo luận với công ty phân phối có đường ống xoay quanh việc vận chuyển , xử lý lưu trữ ba sản phẩm : 12,5 phần trăm 16,1 phần trăm theo khối lượng isobutanol có chứa xăng 100 phần trăm isobutanol Trong năm gần đây, nhiều thiết bị đầu cuối tăng chi tiêu vốn để xử lý pha trộn ethanol Đồng thời , thông lượng đường ống giảm lượng ethanol pha trộn nhà ga Isobutanol , vận chuyển đến nhà máy lọc dầu , tối ưu pha trộn để giảm chi phí, sau vận chuyển sản phẩm hoàn chỉnh để người dùng thị trường sử dụng có hiệu 6.2 HẠN CHẾ Hai vấn đề gây hạn chế phát triển nhiên liệu IB là: Công nghệ mức công nghiệp để sản xuất IB số lượng lớn nhằm cung cấp cho thị trường Điều chủ yếu nằm khâu cơng nghệ lên men Dù có hỗ trợ tích cực cơng nghệ Gen kết dừng mức thí nghiệm, cơng nghệ phát triển lên mức cơng nghiệp gặp vần đề “độc quyền” Điều kiềm hãn bùn nổ nhiên liệu IB 45 Nhiên liệu - isobotanol Trờ ngại thứ hai hành lang pháp lý chưa cho phép xem IB nhiên liệu mà dừng mức nhiên liệu phụ trợ phép phối trộn mức quy định Điều làm IB không “hấp dẩn” với nhà đầu tư Kết nguồn lực kinh tế không tập trung để phá vỡ rào cảng cơng nghệ 6.3 TỔNG KẾT Isobutanol giải vấn đề pháp lý định tương lai cơng nghiệp Một động lực cần thiết cho isobutanol ảnh hưởng đến việc áp dụng vào ngành công nghiệp nhiên liệu vận tải tác động quy định tiềm có làm nhiên liệu tái tạo trở nên bật Vấn đề bao gồm tổng khối lượng RIN cần thiết, hệ RIN, loại RIN tạo ra, psi giảm tải kiểm soát ozone EISA (hoặc RFS2) đặt mục tiêu khối lượng cho ngành công nghiệp, đặc biệt, vào năm 2022, 36 tỷ gallon năm (tương đương khoảng 2,4 triệu thùng ngày) sản phẩm lượng tái tạo sử dụng để giải thích cho khối lượng này, số nhận dạng lượng tái tạo (RIN) thành lập; sử dụng khái niệm giá trị tương đương (EV) cho phép số nhân dựa hàm lượng lượng sử dụng, hiểu khối lượng vật lý sử dụng ngành công nghiệp nhiên liệu vận tải thấp EISA khối lượng cần có Ví dụ, hình, 10 gallon ethanol với EV 1,0 sử dụng, 10 RINs tạo 100 lít thành phẩm Với Isobutanol, 12,5 lít sử dụng với EV 1,3, 16,25 RINs tạo 100 lít thành phẩm RINs tạo chức vật lý khối lượng sử dụng nhân với EV sản phẩm lượng tái tạo 46 Nhiên liệu - isobotanol Việc nâng cao RIN thành phần quan trọng pháp luật khác đời nhiên liệu tái tạo tiên tiến với ưu điểm giảm phát thải khí nhà kính 50 phần trăm Yêu cầu khối lượng cuối cho loại lượng tái tạo thiết lập mức 15 tỷ gallon năm (BGY), cho loại tiên tiến 21 BGY Mặc dù khối lượng mục tiêu thiết lập, EPA có thẩm quyền để điều chỉnh tổng số hàng năm, dựa khả năng, khơng làm giảm tổng nhu cầu Như vậy, có nhu cầu ngày tăng Thủng tần ozone có hại cho người thiệt hại mùa màng, cối thực vật khác Biến động xăng đòn bẩy quan trọng sử dụng tiểu bang để kiểm sốt tiền chất ozone có nhiều thị trường địi hỏi phải có thơng số kỹ thuật đặc biệt RVP Nếu mục tiêu EPA cho ozone thiết lập 75 ppb, người ta ước tính lượng lớn quốc gia không đáp ứng Ngoài ra, Hội đồng tư vấn khoa học Mỹ EPA (SAB) khuyến cáo mục tiêu ozone hạ xuống (có lẽ để 60-70 ppb), có tác động đáng kể 47 Nhiên liệu - isobotanol hầu hết thị trường xăng dầu Mỹ nói riêng giới nói chung Isobutanol, với biến động-sự pha trộn thấp, cung cấp bên có nghĩa vụ linh hoạt để đáp ứng hai biến động thấp (RVP) Cuối cùng, nhu cầu điều kiện khác Isobutanol hoàn toàn có tương lai tươi sáng cho kinh tế bền vững cùa quốc gia giải vấn đề mơi trường tồn cầu Việc đưa isobutanol vào thay dần hoàn toàn tiến hành liên tục thông qua kỹ thuật tiên tiến vận động hành lang pháp lý cho loại nhiên liệu 48 Nhiên liệu - isobotanol Nhận xét GVHD …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………… 49 ... VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU MỚI Nhiên liệu - isobotanol CHƯƠNG NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI 1.1 NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Các loại nhiên liệu truyền thống Nhiên liệu vật chất... TÀI LIỆU THAM KHẢO 02 MỤC LỤC 03 Nhiên liệu - isobotanol PHẦN I: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU MỚI CHƯƠNG NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI... VÀ VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU MỚI 1.1 NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Các loại nhiên liệu truyền thống 1.1.2 Vấn đề nhiên liệu truyền thống .7 1.2 NHIÊN LIỆU MỚI .8 CHƯƠNG NGHIÊN