4. đối tượng và phạm vi nghiên cứụ
2.1.3Tắnh chất nhiên liệu Jatrophạ
Nhiên liệu Jatropha ựược ép trực tiếp từ hạt cây Jatropha có màu vàng. Chúng tôi tiến hành mua hạt Jatropha về ép trực tiếp hạt trên máy ép KK.40 của Cộng hòa liên Bang đức, lấy dầu lọc sơ bộ. Thuê phòng thử nghiệm quốc gia dầu mỡ bôi trơn phân tắch. Các tắnh chất vật lý và hóa học ựặc trưng cho nhiên liệu Jatropha ựược trình bày trong bảng 2.3. (theo kết quả phân tắch của phòng thử nghiệm quốc gia dầu mỡ bôi trơn Ờ VILAS 292 Ờ PETROLEUM
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 40
Bảng 2.3. Kết quả phân tắch mẫu nhiên liệu Jatropha
STT TÊN CHỈ TIÊU PHƯƠNG PHÁP
ASTM D
đƠN VỊ TÍNH
KẾT QUẢ
1 Ngoại quan Nhìn bằng mắt _ Màu vàng sáng
2 độ nhớt ựộng học ở 400C 445-05 cSt 34,35
3 Chỉ số axắt (TAN) 664-06 - 21,78
4 Hàm lượng cặn cacbon 524-06 0,29
5 Nhiệt ựộ chớp cháy cốc kắn 92-05 0C 101
6 Khối lượng riêng ở 150C 1298-99 Kg/l 0,9180
7 Hàm lượng nước 95-05 % Vết
8 Hàm lượng lưu huỳnh (**) 4294-05 % 0,033
9 Hàm lượng tro 874-06 % 0,00 10 Nhiệt ựộ ựông ựặc 97-05 0C 11 Ăn mòn tấm ựồng 130-05 - 1a 12 Tạp chất dạng hạt (**) 2276-05 mg/l 0,05 13 Nhiệt trị (**) 240-02 Cal/g 9,432 14 Thành phần cất 86-05 0C
15 Nhiệt ựộ sôi dầu 316
Từ kết quả phân tắch mẫu nhiên liệu Jatropha trên bảng 2.3 ta có kết quả so sánh một số tắnh chất của nhiên liệu Jatropha và Diesel ựược trình bày trong bảng 2.4
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 41
Bảng:2.4. So sánh một số tắnh chất của nhiên liệu Jatropha và Diesel
Chỉ tiêu Dầu Jatropha Diesel hóa thạch đơn vị
Khối lượng riêng ở 150C 0,9180 0,83 Ờ 0,86 g/ml
độ nhớt tại 400C 34,35 2 Ờ 4,5 mm2/s
Hàm lượng lưu huỳnh 0,033 0,43 %
Số Cetane (min) 40 - 50 46 -
điểm bốc cháy 101 55 0C
Nhiệt trị 9.432 10,478 Cal/g
độ nhớt
độ nhớt ựa số các loại dầu thực vật cao hơn ựáng kể so với nhiên liệu Diesel. Dầu Jatropha có ựộ nhớt 34,35 mm2/s trong khi ựộ nhớt của nhiên liệu Diesel hóa thạch nằm trong khoảng (2-4,5) mm2/s. độ nhớt cao gây khó khăn cho quá trình cung cấp nhiên liệu trong bình lọc và vòi phun. độ nhớt là một ựại lượng ảnh hưởng quyết ựịnh ựến chất lượng phun tơi của nhiên liệu do ựó ảnh hưởng ựến chất lượng quá trình cháỵ
Có thể giảm ựộ nhớt bằng cách hâm nóng trước hoặc trộn lẫn nhiên liệu Diesel khi khởi ựộng. Phương pháp này dựa trên ựặc tắnh thay ựổi của ựộ nhớt theo nhiệt ựộ. Nhiệt ựộ trong khoảng 300C Ờ 800C sẽ làm ựộ nhớt thay ựổi nhiều, ngược lại khi nhiệt ựộ vượt trên 800C thì ựộ nhớt thay ựổi rất ắt. độ nhớt của dầu thực vật sẽ giảm khi nhiệt ựộ tăng lên, bởi vậy sấy nóng ựược coi là một phương pháp hữu hiệu làm giảm ựộ nhớt của dầu thực vật .
Khi ựộng cơ Diesel làm việc ở chế ựộ ổn ựịnh thì nhiệt ựộ của nhiên liệu ở sau bơm cao áp thay ựổi trong phạm vi từ 35 Ờ 400C. Trong khoảng nhiệt ựộ này thì ựộ nhớt của dầu thực vật thay ựổi từ 25-35mm2/s, cao hơn 10 lần so với ựộ nhớt của dầu Diesel. để ựạt ựược ựộ nhớt của nhiên liệu Diesel thì cần tăng nhiệt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 42
ựộ của dầu thực vật lên (60-80)0C, bởi vì ựộ nhớt giảm rất ắt khi nhiệt ựộ vượt trên 800C.
Tăng nhiệt ựộ lên quá cao làm thay ựổi trạng thái nhiệt và ảnh hưởng xấu ựến hệ thống cấp nhiên liệụ Mặt khác phương pháp này không cải thiện ựược trị số Cetane của dầu thực vật,Ầ do ựó phương pháp này chỉ thắch hợp ựể áp dụng ựồng thời với phương pháp khác, nhằm mục ựắch tăng khả năng lưu thông của dầu thực vật, ựặc biệt khi ựộng cơ làm việc trong môi trường có nhiệt ựộ thấp.
Chỉ số Cetanẹ
Chỉ số Cetane của nhiên liệu Jatropha trong khoảng (40-50) của dầu Diesel 46. Như vậy chỉ số Cetane của nhiên liệu Jatropha phù hợp sử dụng cho ựộng cơ Diesel . Tuy nhiên, ựối với nhiên liệu Jatropha, do ựặc ựiểm có khả năng tự phân hủy khi nhiệt ựộ cao của những ester mạch dài thành các mạch cacbon ngắn hơn, làm tăng khả năng cháy kiệt của nhiên liệu cho ựộng cơ Diesel, giúp hoàn thiện khả năng cháy của nhiên liệụ Như vậy với chỉ số Cetane trong khoảng (40-50) sẽ không ảnh hưởng nhiều về mặt vận hành của ựộng cơ Diesel.
Hàm lượng lưu huỳnh.
Lưu huỳnh là thành phần không mong muốn nhưng thường xuyên có mặt trong nhiên liệụ Trong quá trình cháy, lưu huỳnh sẽ bị oxy hóa thành SO2, SO3. Các oxyt lưu huỳnh này kết hợp với hơi nước sẽ tạo thành axit có tắnh ăn mòn lớn. Do vậy, với hàm lượng lưu huỳnh rất thấp của dầu Jatropha (0,033%) so với dầu Diesel (0,43%) là ưu ựiểm rất lớn trong việc sử dụng dầu Jatropha ựể hạn chế chất thải ựộc hại vào môi trường.
Khả năng tự bốc cháỵ
đối với ựộng cơ Diesel thiết kế nhiên liệu ựươc bơm cao áp bơm vào buồng ựốt ựể tự kắch nổ và cháy, chỉ số Cetane là chỉ tiêu ựặc trưng cho khả năng tự bốc
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 43
cháy và kắch nổ của ựộng cơ Diesel. Nếu chỉ số này càng cao thì Diesel có khă năng tự bốc cháy càng lớn.
Như vậy ựiều kiện tự bốc cháy là nhiên liệu phải có số Cetane lớn hơn 45. Các loại dầu thực vật, trong ựó có dầu Jatropha có số Cetane nằm trong khoảng từ 40 ựến 50 có thể thỏa mãn ựiều kiện tự bốc cháỵ
Nhiệt ựộ chớp cháy (cốc kắn).
Nhiệt ựộ chớp cháy cốc kắn của dầu Jatropha (1010C) khá cao so với Diesel (650C), với nhiệt ựộ chớp cháy cao dầu Jatropha an toàn về mặt tồn trữ và vận chuyển so với nhiên liệu Diesel.
Nhiệt trị.
Nhiệt trị cho biết giá trị năng lượng hàm chứa trong nhiên liệụ Nhiệt trị càng cao càng có ưu ựiểm về chi phắ nhiên liệụ Nhiệt trị của dầu Jatropha là 9432 Kcal/kg, của nhiên liệu Diesel là 10478 Kcal/kg, nhỏ hơn khoảng 10 %. Khối lượng riêng của nhiên liệu Jatropha là 0,918 g/ml của nhiên liệu Diesel là 0,82 Ờ 0,86 g/ml, cao hơn khoảng 10 %. Như vậy nhiệt trị tắnh theo thể tắch là tương ựương, nếu không thay ựổi gì trong hệ thống cung cấp nhiên liệu thì có thể nhận ựược công suất ựộng cơ theo chi phắ nhiên liệu thể tắch là tương ựương.
Dựa vào kết quả so sánh, phân tắch một số tắnh chất dầu của dầu Jatropha với dầu Diesel chúng ta thấỵ
Nhiên liệu Jatropha có nhiều ưu ựiểm ựối với môi trường so với Diesel thông thường. Nhiên liệu Jatropha phát sinh khắ thải ắt hơn rất nhiều so với nhiên liệu hóa thạch. Bụi trong khắ thải ựược giảm một nửa, các hợp chất hyựrocacbon ựược giảm thiểu ựến 40%. Nhiên liệu Jatropha gần như không chứa ựựng lưu huỳnh, không ựộc và có thể ựược dễ dàng phân hủy bằng sinh học. Nhiên liệu Jatropha ựược coi là một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 44
Kết luận: Qua kết quả nghiên cứu và so sánh, dầu Jatropha có tắnh chất rất gần như dầu Diesel. Vì vậy có thể dùng dầu Jatropha làm nhiên liệu thay thế dầu Diesel sử dụng cho ựộng cơ ựốt trong.