Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất pha ethanol trong hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa ethanol đến một số thông số kỹ thuật cơ bản của động diesel

Khi nền kinh tế phát triển ngày một nhanh thì lượng nhiên liệu tiêu thụ ngày một tăng dẫn đến lượng nhiên liệu không đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng trong tương lai gần vì lượng dầu mỏ theo đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Lời cảm ơn

Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp tận tình của thầy giáo hướng dẫn, sự góp ý của các quí thầy cô trong Khoa, Bộ môn và các bạn đồng nghiệp Nhân đây cho phép tôi xin chân thành cảm ơn:

- Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Nhận đã tận tình hướng dẫn trong quá trình

thực hiện đề tài

- Thầy giáo PGS.TS nhà giáo nhân dân Quách Đình Liên, PGS.TS Nguyễn

Thạch đã đọc bản thảo và có rất nhiều ý kiến chỉnh sửa cho bản luận văn

- Thầy giáo Th.S Phùng Minh Lộc, Th.S Mai Sơn Hải đã tận tình giúp đỡ tôi

suốt quá trình thực hiện đề tài này

Ngoài ra, tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, các thầy

cô trong khoa Cơ khí, khoa Kỹ thuật Tàu thủy, quản lý Thư Viên Trường Đại học Nha Trang, cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

ĐỀ MỤC TRANG

nhiên liệu sinh học cho ĐCĐT

1.1.2 Phân loại nhiên liệu dùng cho ĐCĐT 10 1.1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu dùng cho ĐCĐT 16 1.2 Vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh học cho ĐCĐT 22

1.2.2 Các phương pháp xử lý dầu để làm nhiên liệu cho ĐCĐT 25 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nhiên liệu sinh học trên thế giới 27 1.2.4 Tình hình nghiên cứu về nhiên liệu sinh học trong nước 38 1.2.5 Khả năng sử dụng dầu thực vật- Biodiesel làm nhiên liệu

chạy động cơ diesel

2.1.2 Chọn đối tượng và phác họa giải pháp dùng dầu thực vật làm nhiên liệu cho động cơ diesel 43 2.1.3 xác định tỉ lệ hỗn hợp dầu dừa-ethanol dùng làm nhiên liệu

3.3.1 Sơ đồ thử nghiệm động cơ D12 chạy không tải

sử dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu dừa - ethanol 68 3.3.2 Sơ đồ thử nghiệm động cơ D12 chạy có tải sử

dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu dừa-ethanol 70

3.3.2 Xử lý số liệu thực nghiệm 77 3.3.3 Kiểm định sự đồng nhất của phương sai theo

3.5.3 Đồ thị biến thiên nhiệt độ khí xả và làm mát động cơ 97

D-Ge Suất tiêu hao nhiên liệu giờ sử dụng nhiên liệu diesel

D-ge Suất tiêu hao nhiên liệu riêng sử dụng nhiên liệu diesel

Đặt vấn đề

Nhiên liệu dùng cho động cơ diesel nói riêng và nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong nói chung đến nay phần lớn đều được sản xuất từ dầu mỏ Khi nền kinh tế phát triển ngày một nhanh thì lượng nhiên liệu tiêu thụ ngày một tăng dẫn đến lượng nhiên liệu không đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng trong tương lai gần vì lượng dầu mỏ theo đánh giá là đang cạn kiệt dần, hơn nữa nhiên liệu có nguồn gốc dầu mỏ gây ô nhiễm môi trường, nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính làm biến đổi khí hậu toàn cầu, nên con người đã và đang nghiên cứu để tìm ra nguồn nguyên liệu mới để sản xuất nhiên liệu đáp ứng được nhu cầu sử dụng của con người, không gây ảnh hưởng tới môi trường và con người giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu có nguồn gốc dầu mỏ

Nước ta cũng là một nước xuất khẩu dầu mỏ nhưng với số lượng không lớn, chúng ta cũng là một trong những nước có tốc độ phát triển kinh tế nhanh nhất thế giới hiện nay nên lượng dầu mỏ tiêu thụ ngày càng tăng cao, sự gia tăng ô nhiễm môi trường cũng được dự báo là ngày càng nghiêm trọng nếu chúng ta không có các biện pháp hữu hiệu để khống chế Dự đoán là nguồn nhiên liệu trong tương lai gần đòi hỏi ngày một nhiều hơn nên phải tìm ra một nguồn nguyên liệu mới để giảm bớt

sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu nhập khẩu cho nhu cầu sử dụng hiện nay cũng như mai sau, ngoài ra còn phải đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường

Nhiên liệu thay thế dầu mỏ được chú ý đến trong thời gian gần đây chính là nhiên liệu sinh học từ dầu thực vật Đây là một phần của chính sách môi trường Quốc gia nhằm mục đích giảm phát thải CO2, giảm dự phụ thuộc vào nhập khẩu dầu

và tạo ra việc làm thông qua phát triển nông thôn Dầu thực vật được coi là nguồn nguyên liệu sạch và có số lượng lớn, phong phú về chủng loại Với những lý do

trên, tôi đã được giao đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất pha

Ethanol trong hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa – ethanol đến một số thông số kỹ

thuật cơ bản của động diesel ” Nhằm góp phần nhỏ bé của mình vào việc hoàn

thiện sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu thay thế sử dụng cho động cơ diesel Sau một thời gian nghiên cứu nay chúng tôi đã hoàn thành đồ án với 4 nội dung cơ bản sau:

• Tổng quan về nhiên liệu sinh học và sử dụng nhiên liệu sinh học cho

• Thảo luận kết quả - kết luận – đề xuất ý kiến

Như chúng ta biết rằng loài người đã không khoanh tay đứng nhìn giá dầu

mỏ đang tăng chóng mặt và nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt Đã xuất hiện hàng loạt những nhà máy sản xuất nhiên liệu thay thế từ các nguồn nguyên liệu khác nhau

Nguồn nhiên liệu sinh học là một loại nhiên liệu phát sinh từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật là một lĩnh vực mới mẻ Song trong thực tế, đó là bước trở về cuội nguồn

Năm 1990, trong triển lãm về động cơ được tổ chức tại Paris, thủ độ nước Pháp, động cơ được gây nhiều sự quan tâm chú ý và trở thành sản phẩm mới mẻ nhất tại triển lãm chính là động cơ đốt trong chạy bằng dầu lạc Nhưng sau đó động cơ chạy bằng dầu lạc đã bị lãng quên do nguồn nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ đang còn dồi dào và giá thành lại rẻ, song đến nay các chuyên gia năng lượng đã cảnh báo rằng, trong năm 2006 ngành khai thác dầu thô sẽ đạt đến đỉnh điểm, sau đó trữ lượng dầu mỏ sẽ giảm dần và giá dầu thô sẽ tăng Theo các chuyên gia năng lượng, nguồn nhiên liệu mới – còn có tên là “vàng xanh” - có thể chiết xuất từ bất cứ cây

cỏ gì mọc trên hành tinh chúng ta Hai loại nhiên liệu sinh học đặc trưng có bán trên thị trường là: ethanol sinh học và diesel sinh học:

v Ethanol là một loại cồn, tương tự như cồn trong bia và rượu Nó được sản

xuất bằng cách lên men bất kỳ sản phẩm nào có hàm lượng carbohydrate cao

(tinh bột, đường hoặc celluloses) thông qua một quá trình tương tự như lên men bia

v Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất tương đương với dầu

diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật

Các loại xe chạy bằng nhiên liệu hỗn hợp sinh học đã giảm phát thải trong hầu hết các nhóm phát thải chính Nhiên liệu diesel sinh học cũng cho thấy khả năng bôi trơn cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch chứa ít lưu huỳnh [14]

Theo như nhận xét của các chuyên gia thuộc Tổ chức năng lượng quốc tế (IEA), Thứ nhất: công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học thay thế xăng, dầu có những bước tiến bộ hàng ngày Trên 30 quốc gia trên thế giới đang trồng hàng loạt những loại cây công nghiệp ngắn ngày như lạc, vừng, sắn, đậu nành, ngô, mía, kê, cải dầu, khoai tây hoặc các cây công nghiệp dài ngày như dừa, cọ có thể chế ra được nhiên liệu hoàn toàn thay thế được xăng, dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ Thứ hai, đây là nguồn nhiên liệu phong phú và có khả năng tái tạo, mà loài người không còn bị ám ảnh bởi khủng hoảng nhiên liệu

Sự tăng trưởng nhanh của các nền kinh tế kéo theo nhiều vấn đề, trong đó vấn

đề về môi trường và vấn đề nhu cầu năng lượng là một trong những vấn đề chính

Nguồn năng lượng tăng nhanh trong thời gian gần đây, các nguồn năng lượng truyền thống như: điện, than, dầu mỏ,… càng ngày càng tăng mạnh và trong tương lai gần các nguồn năng lượng này không còn đáp ứng đủ nhu cầu của con người Từ

đó thúc đẩy con người tìm ra nguồn năng lượng mới đáp ứng được nhu cầu năng lượng ngày một tăng, một khía cạnh khác là đảm bảo được vấn đề bảo vệ môi trường và một số yêu cầu khác tuỳ thuộc vào dạng năng lượng (ví dụ: năng lượng hạt nhân thì yêu cầu khác là phải đảm bảo an toàn cho môi trường và đặc biệt đảm bảo an toàn cho con người,…) Một số dạng năng lượng mà con người chú trọng phát triển trong thời gian gần đây là: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thuỷ điện, hạt nhân, địa nhiệt, nhiên liệu sạch (cồn, hydro, xăng tổng hợp,v.v),v.v Tuy nhiên trong số nguồn năng lượng đó còn có những hạn chế về nhiều mặt mà nó

không được áp dụng rộng rãi trong thực tế Nhiên liệu sạch là đáp ứng được về vấn

đề nguồn cung cấp và một phần vấn đề môi trường, trong đó biodiesel là một trong những nguồn năng lượng sạch đó Do đó nó đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên khắp thế giới

Việt Nam là nước nông nghiệp, đất đai màu mỡ, khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm thích hợp cho việc trồng các loại cây làm dầu thực vật có chiết suất cao như dừa, cọ dầu, Hiện dừa được trồng nhiều ở Việt Nam và có thể là ứng cử viên sáng giá cho việc dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong Đối với cây cọ chưa có phổ biến ở Việt Nam nhưng cũng thích hợp với điều kiện khí hậu nước ta và chúng có các đặc tính gần giống với dừa trong tương lai cũng có thể dùng làm nhiên liệu thay thế sử dụng trong động cơ đốt trong

Đồng bằng Nam Trung bộ và Nam bộ có diện tích đất nông nghiệp lớn nhất nước (riêng đồng bằng sông Cửu Long có gần 4000000 hecta đất phù sa châu thổ)

đó là nguồn dự trữ đất canh tác to lớn để chuyên canh cây lương thực, thực phẩm

Thêm vào đó phần lớn diện tích đất ở các tỉnh vẫn chưa sử dụng hết, chưa được khai thác triệt để Do đó đây là điều kiện thuận lợi để chúng ta có thể sử dụng phần đất đó trồng các cây lấy dầu chế biến thành dầu thực vật (biodiesel) cung cấp cho động cơ Nếu thực hiện thì diện tích đất canh tác được khai thác hết giá trị vốn có của nó, nâng cao thu nhập cho bà con nông dân

Từ những lý do trên, chúng ta thấy rằng việc nghiên cứu nhiên liệu thay thế

cho dầu diesel từ dầu dừa là công việc rất thiết thực trong bối cảnh hiện nay

Mục đích của đề tài là nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất pha

ethanol trong hỗn hợp dầu dừa - ethanol đến suất tiêu hao nhiên liệu, hiệu suất có ích, nhiệt độ khí xả, nhiệt độ nước làm mát của động cơ D12 khi sử dụng hỗn hợp dầu dừa - ethanol làm nhiên liệu chạy động cơ này

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa - ethanol, với

phạm vi nghiên cứu cụ thể như sau:

1 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy và hàm lượng chất pha ethanol hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa – ethanol đến một vài thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ (Ge;

ge, Tx,Tlm,v.v.) từ đó xác định được mẫu nhiên liệu và nhiệt độ sấy nhiên liệu có lợi nhất để chạy động cơ

2 Xác định đặc tính tải, không tải, biến thiên nhiệt độ khí xả, nhiệt độ làm mát khi động cơ D12 chạy bằng hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa – ethanol, so sánh các thông số này với nhiên liệu diesel truyền thống

Thông qua việc nghiên cứu xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy, hàm lượng chất pha ethanol của hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa - ethanol từ đó xác định mẫu nhiên liệu có lợi nhất, so sánh với các thông số kỹ thuật khi sử dụng nhiên liệu truyền thống dầu diesel, từ đó đưa ra được các khuyến nghị cụ thể khi sử dụng loại hỗn hợp nhiên liệu này Khoảng công suất của động cơ sử dụng hỗn hợp nhiên liệu có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất, qui trình sử dụng và vận hành để chạy động cơ diesel bằng hỗn hợp nhiên liệu dầu dừa-ethanol

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể áp dụng cho các động cơ diesel của:

- Đội tàu khách du lịch vịnh Nha Trang, vịnh Hạ Long…

- Đội xe buýt chạy trong thành phố

- Đội tàu cá cỡ nhỏ (Công suất động cơ Ne<90 HP)

- Động cơ diesel cỡ nhỏ phục vụ nuôi trồng thủy sản và nông nghiệp

:

Chương 1

Tổng quan về nhiên liệu sinh học và sử dụng

nhiên liệu sinh học cho ĐCĐT1.1 Nhiên liệu dùng cho ĐCĐT

1.1.1 Khái niệm nhiên liệu

Nhiên liệu là chất cháy được và khi cháy tỏa ra nhiều nhiệt Than, củi, xăng,

dầu Diesel, khí metan,v.v, là các loại nhiên liệu thông dụng hiện nay

1.1.2 Phân loại nhiên liệu

Động cơ đốt trong có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, trong đó có

cả than đá, khí đốt, và nhiên liệu tổng hợp Bảng 1-1 trình bày phân loại tổng quát nhiên liệu

1) Khí mỏ - còn gọi là khí tự nhiên (natural gas) - là hỗn hợp các loại khí

được khai thác từ các mỏ khí đốt hoặc mỏ dầu trong lòng đất Khí mỏ có thể được phân loại thành: khí đồng hành, khí không đồng hành và khí hoà tan

Khí đồng hành - khí tự do có trong các mỏ dầu

Khí không đồng hành - khí được khai thác từ các mỏ khí đốt trong lòng đất

và không tiếp xúc với dầu thô trong mỏ dầu

Khí hoà tan - khí hoà tan trong dầu thô được khai thác từ các mỏ dầu

Thành phần của khí mỏ có thể rất khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí địa lý mà khí mỏ được khai thác (Bảng 1-2), tuy nhiên chúng đều chứa chủ yếu là methane (CH4), ethane (C2H6) và một lượng nhỏ các chất khác như dioxide carbon (CO2), nitơ (N2), helium (He), v.v

Ngoài công dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong nói riêng và nhiên liệu nói chung, khí mỏ còn được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất phân hoá học, vật liệu tổng hợp, v.v

Bảng 1-1 Phân loại tổng quát nhiên liệu

2) Khí lọc-hoá dầu - các loại khí thu được trong quá trình chế biến dầu mỏ,

ví dụ : khí thu được trong các quá trình chưng cất trực tiếp, nhiệt phân, cracking, v.v

3) Khí lò ga (Producer gas) - khí đốt thu được bằng cách khí hoá các loại

nhiên liệu rắn như than đá, than nâu, than củi, gỗ, v.v ở nhiệt độ cao Toàn bộ quá trình khí hoá được tiến hành trong một loại thiết bị có tên là lò sinh khí

4) Khí thắp (Illuminating gas) - khí đốt được sản xuất ở quy mô công

nghiệp từ các loại nhiên liệu rắn hoặc lỏng như : than đá, than nâu, dầu, v.v Các loại khí thắp phổ biến là khí ướt (water gas) , khí dầu (carbureted water gas) và khí than (coal gas)

Trạng thái tồn tại ở điều kiện áp suất và nhiệt độ khí quyển

- Khí đốt (khí mỏ, khí lò ga, khí thắp, khí lò cao, khí hóa

lỏng,…)

- Nhiên liệu lỏng (xăng, dầu hỏa, gas oil, benzol, cồn, dầu

solar, dầu mazout,…)

- Nhiên liệu rắn (than đá, than bùn, củi,…)

Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu

- Nhiên liệu gốc dầu mỏ (xăng, dầu Diesel, dầu hỏa,

- Nhiên liệu Diesel (gas oil, dầu nặng, mazout, khí đốt,…)

- Nhiên liệu máy bay (xăng máy bay, nhiên liệu phản lực,…)

Bảng 1-2 Thành phần hoá học của một số loại khí đốt [12]

Thành phần [%vol]

Loại khí đốt

H2 CO CH4 C2H4 C2H6 O2 CO2 N2 Khí mỏ :

-

-

-

19,3 10,5 30,4

-

-

-

11,3 0,7 0,1

0,5 5,7 1,1 Khí lò ga :

- Anthracite coal

- Bituminous coal

- Coke

20,0 10,0 10,0

25,0 23,0 29,0

- 3,0

-

- 0,5

5,0 5,0 4,5

49,5 58,0 56,0 Khí thắp :

- Khí ướt

- Khí dầu

- Khí than

50,0 40,0 46,0

43,3 19,9 6,0

0,5 25,0 40,0

- 8,5 5,0

-

-

-

- 0,5 0,5

3,0 3,0 0,5

3,2 4,0 2,0 Khí sản phẩm phụ :

- Khí lò luyện coke

- Khí lò luyện thép

50,0 5,2

6,0 26,8

36,0 1,6

1,5 8,2

2,0 58,0

5) Khí hoá lỏng - các loại khí đốt chưa hoá lỏng có giá thành thấp, nhưng

việc vận chuyển và phân phối khá phức tạp Khí đốt thường được cung cấp đến nơi tiêu thụ bằng hệ thống đường ống từ áp suất cao đến áp suất trung bình rồi áp suất thấp Khí hoá lỏng có ưu điểm hơn hẳn khí chưa hoá lỏng ở chỗ có nhiệt trị thể tích lớn (nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy một đơn vị thể tích nhiên liệu), nên thích hợp hơn khi dùng làm nhiên liệu cho động cơ ôtô và ở những nơi chưa có hệ thống ống dẫn khí đốt

Khí tự nhiên qua xử lý, chế biến và hoá lỏng được gọi là khí tự nhiên hoá lỏng (Liquefied Natural Gases - LNG); còn khí đốt thu được trong quá trình chế biến dầu mỏ rồi hoá lỏng thì được gọi là khí dầu mỏ hoá lỏng (Liquefied Petroleum Gases - LPG) Thành phần cơ bản của khí hoá lỏng là propane (C3H8) và butane (C4H10) , ngoài ra khí hoá lỏng còn chứa một lượng nhỏ các hydrocarbon khác như :

ethane (C2H6), pentane (C5H10), ethylene (C2H4), propylene (C3H6), buthylene (C4H8) và các đồng phân (isomer) của chúng

6) Xăng - xăng là hỗn hợp của nhiều loại hydrocarbon khác nhau có nhiệt

độ sôi trong khoảng 25÷250 0

C Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất xăng hiện nay là dầu mỏ Ngoài ra, xăng cũng có thể được tổng hợp từ một số loại nguyên liệu khác như than đá, than nâu, đá phiến nhiên liệu, khí mỏ, v.v Căn cứ vào mục đích sử dụng, xăng được phân loại thành : xăng công nghiệp, xăng ôtô và xăng máy bay

7) Dầu hoả - là sản phẩm của quá trình chưng cất dầu mỏ, chứa các loại

hydrocarbon có số nguyên tử carbon trong phân tử từ 9 đến 14, sôi trong khoảng nhiệt độ 150÷300 0C

Căn cứ vào mục đích sử dụng, có thể phân biệt : dầu hoả động cơ, dầu hoả

kỹ thuật và dầu hoả dân dụng

8) Gas oil - là tên gọi thương mại của phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi

trong khoảng 180÷360 0C, chứa các loại hydrocarbon có số nguyên tử carbon trong phân tử từ 11 đến 18 Gas oil được coi là loại nhiên liệu thích hợp nhất cho động cơ diesel cao tốc Ngoài ra, gas oil cũng được dùng làm nguyên liệu trong công nghệ nhiệt phân và cracking

9) Dầu solar - (còn được gọi là dầu diesel tàu thuỷ - marine diesel oil ) là

phân đoạn của dầu mỏ có nhiệt độ sôi trong khoảng 300÷400 0C Dầu solar được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, như : làm nhiên liệu cho động cơ diesel có tốc

độ quay trung bình và thấp (n < 1000 vg/ph) ; làm chất bôi trơn-làm mát trong các quá trình cắt, dập, tôi kim loại ; để tẩm da và dùng trong công nghiệp dệt, v.v

10) Fuel Oil (FO) - là tên gọi chung của loại nhiên liệu chứa các phân

đoạn của dầu mỏ có nhiệt độ sôi > 350 0

C Tuỳ thuộc vào nhiệt độ chưng cất, công nghệ chế biến, cách thức pha chế, v.v , FO có nhiều tên gọi thương mại khác nhau, như : mazout, dầu cặn, dầu nặng, dầu đốt lò, Bunkier B, Bunkier C, v.v

Bảng 1-3 Dầu hỏa theo tiêu chuẩn ASTM – D.3699-90

Các chỉ tiêu Mức qui định Phương pháp thử

ASTM - D.1266

5 Hàm lượng mercaptan , [ % wt ] , max 0,003 ASTM - D.3227

6 Điểm đông đặc , [0C ] , max - 30 ASTM - D.2386

7 ăn mòn đồng ở 100 0C , 3 giờ , max No 3 ASTM - D.130

Bảng 1-4 Dầu hỏa theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6240-1997

Các chỉ tiêu Mức qui định Phương pháp thử

5 Hàm lượng mercaptan , [ % wt ] âm tính ASTM - D.4952

6 Chiều cao ngọn lửa không khói , [mm ] , min

7 Ăn mòn đồng ở 100 0C , 3 giờ , max No 3 ASTM - D.130

TCVN 2694 - 95

12) Alcohol - dẫn xuất của hydrocarbon có chứa nhóm hydroxyl (OH) ở

nguyên tử carbon bảo hoà Tuỳ theo đặc điểm của nguyên tử carbon kết hợp với nhóm OH mà alcohol được gọi là bậc nhất (CH2 – OH) , bậc hai (CH – OH) và

bậc ba (C – OH) Các hợp chất mà nhóm OH nối với nguyên tử C có nối đôi được gọi là enol, còn nối với nguyên tử C của vòng thơm thì được gọi là phenol

11) Benzol - phần chưng cất của nhựa than (coal tar) , nó chứa khoảng 70

% benzene (C6H6), 20 % toluene (C7H8), 10 % xylene (C8H10) và một lượng nhỏ các hợp chất chứa lưu huỳnh (S) Benzol có khả năng chống kích nổ khá cao (RON - 105) nên là loại nhiên liệu tốt cho động cơ phát hoả bằng tia lửa Trước kia, benzol thường được sử dụng để hoà trộn với xăng với hàm lượng có thể tới 40 % để làm nhiên liệu cho động cơ xăng

Cho đến nay có hai loại alcohol được sử dụng ở quy mô công nghiệp làm nhiên liệu cho động cơ phát hoả bằng tia lửa là ethyl alcohol (C2H5OH) và methyl alcohol (CH3OH) Chúng được gọi là ethanol và methanol nếu không chứa nước

Ethanol là chất lỏng không màu, được sản xuất bằng cách lên men các sản phẩm nông nghiêp như ngũ cốc, khoai tây, mía đường ,v.v

Methanol là chất lỏng trong suốt có mùi đặc trưng, được sản xuất bằng cách chưng khô gỗ hoặc tổng hợp từ than và hydrogen Khác với ethanol, methanol có thể gây nhiễm độc nặng cho cơ thể con người và động vật khi thâm nhập vào cơ thể

Bảng 1-5 Tính chất nhiệt động cơ bản của một số loại nhiên liệu lỏng [1]

Tính chất Xăng Ethanol Methanol Benzol Gas oil Dầu hoả

Khối lượng riêng, [kg/dm3]

0,88 0,81

0,84-áp suất hơi bảo

0,20 Nhiệt trị,

khí lý thuyết, [m3/kg]

Nhiệt ẩn hoá

Cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sử dụng methanol và ethanol làm nhiên liệu cho động cơ phát hoả bằng tia lửa Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, ethanol và methanol có thể dùng dưới dạng nguyên chất hoặc hỗn hợp với xăng để chạy động cơ xăng Nếu sử dụng dưới dạng nguyên chất, chỉ cần cải hoán một số bộ phận của hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống khởi động để việc khởi động động cơ được dễ dàng hơn

1.1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu dùng cho ĐCĐT

1.1.3.1 Độ nhớt

Độ nhớt hay còn gọi là ma sát nội, là một tính chất của chất lỏng đặc trưng cho lực ma sát chống lại sự dịch chuyển tương đối của các lớp chất lỏng cạnh nhau dưới tác dụng của ngoại lực

Nếu độ nhớt của nhiên liệu diesel quá lớn sẽ gây khó khăn cho tính lưu động của nhiên liệu từ thùng chứa tới bơm, giảm độ tin cậy hoạt động của bơm, gây khó khăn cho việc phun tơi, khiến cho nhiên liệu và không khí không thể hoà trộn đồng đều dẫn đến nguyên nhân cuối cùng là làm giảm công suất của động cơ Nhưng nếu độ nhớt của nhiên liệu quá nhỏ sẽ gây khó khăn cho việc bôi trơn cặp ma sát piston xylanh bơm cao áp, làm tăng khả năng rò rỉ nhiên liệu qua khe hở cặp ma sát, ngoài

ra còn làm giảm hành trình tia nhiên liệu trong buồng cháy Như vậy cần đảm bảo

độ nhớt của nhiên liệu một cách hợp lý Nói chung độ nhớt của nhiên liệu diesel đảm bảo ở 20 0

C có độ nhớt Engler: E20*=(1÷2)0E

Độ nhớt Engler được tính như sau:

0E=

τ1 - thời gian cần thiết để cho mẫu thử chảy qua ống tiêu chuẩn

τ0 - thời gian cần thiết để cho nước cất chảy qua ống tiêu chuẩn

1.1.3.2 Nhiệt trị

Nhiệt trị là lượng nhiệt năng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng hoặc một đơn vị thể tích nhiên liệu Nhiệt trị của nhiên liệu lỏng và rắn

thường tính bằng kJ/kg, của nhiên liệu khí kJ/m3, hoặc kJ/kmol Ở Anh và ở Mỹ, nhiệt trị được tính bằng đơn vị Btu/lb hoặc Btu/ft3

Nhiệt trị là một chỉ tiêu chất lượng cơ bản của tất cả các loại nhiên Nhiệt trị có thể được xác định bằng nhiệt lượng kế đẳng tích hoặc nhiệt lượng kế đẳng áp bằng cách đốt cháy một lượng xác định mẫu thử rồi đo nhiệt lượng toả ra và tính nhiệt trị

Khi tính toán, chúng ta thường lấy nhiệt trị từ các bảng số liệu có sẵn Để tránh nhầm lẫn, cần phân biệt các loại nhiệt trị sau đây:

• Nhiệt trị đẳng áp - nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn một một đơn

vị số lượng nhiên liệu sau khi làm lạnh sản phẩm cháy đến nhiệt độ bằng nhiệt độ của hỗn hợp trước lúc đốt cháy trong điều kiện áp suất của sản phẩm cháy đã được làm lạnh bằng áp suất của hỗn hợp khí trước lúc đốt cháy

• Nhiệt trị đẳng tích (HV)- nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị số lượng nhiên liệu sau khi đã làm lạnh sản phẩm đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bằng nhiệt độ của hỗn hợp trước lúc đốt cháy trong điều kiện không thay đổi thể tích của sản phẩm cháy và hỗn hợp khí trước lúc đốt cháy

Nhiệt trị cao (Hh) - nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị số lượng nhiên liệu, bao gồm cả lượng nhiệt toả ra do sự ngưng tụ của hơi nước có trong sản phẩm cháy khi ta làm lạnh nó đến nhiệt độ bằng nhiệt độ ban đầu

Nhiệt trị thấp (HT) - nhiệt lượng thu được trong trường hợp nước có trong sản phẩm cháy vẫn ở trạng thái hơi Như vậy, nhiệt trị thấp nhỏ hơn nhiệt trị cao một lượng bằng nhiệt ẩn hoá hơi của nước có trong sản phẩm cháy

Do trong động cơ nhiệt độ khí xả của quá trình cháy là lớn hơn nhiệt độ đọng sương, do vậy trong tính toán thực tế người ta chỉ quan tâm đến nhiệt trị thấp của nhiên liệu Do nhiệt trị cao không có ý nghĩa kỹ thuật nên để đơn giản, dưới đây sẽ dùng thuật ngữ nhiệt trị theo nghĩa là nhiệt trị thấp

1.1.3.3 Nhiệt độ chớp lửa và nhiệt độ bốc cháy

Nhiệt độ chớp lửa (tf) - nhiệt độ tối thiểu của nhiên liệu lỏng tại đó hơi của nó tạo được với không khí một hỗn hợp và bắt cháy khi đưa ngọn lửa tới gần

Nhiệt độ bắt cháy (tb) - nhiệt độ tối thiểu tại đó mẫu thử được đốt nóng trong những điều kiện quy ước bắt cháy khi đưa ngọn lửa tới gần và cháy trong thời gian không tới 5 giây

Nhiệt độ bắt cháy của sản phẩm dầu mỏ thường cao hơn nhiệt độ chớp lửa khoảng (30-40) 0C Cho đến nay có hai dụng cụ với tên gọi là cốc kín và cốc hở được sử dụng để xác định nhiệt độ chớp lửa và nhiệt độ bắt cháy

1.1.3.4 Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ đông đặc

Nhiệt độ vẩn đục là nhiệt độ mà tại đó sản phẩm dầu mỏ bắt đầu vẩn đục do sự kết tinh của parafin, nước và những chất khác

Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ tại đó sản phẩm dầu mỏ mất tính lưu động

Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ đông đặc là một tính chất sử dụng sản phẩm dầu

mỏ ở điều kiện nhiệt độ thấp Đối với nhiên liệu có nhiệt độ vẩn đục và đông đặc cao, cần có biện pháp sấy nóng để tránh làm tắc các bộ phận lọc và khó bơm chuyển Căn cứ vào nhiệt độ vẩn đục có thể đánh giá hàm lượng parafin rắn và nước

có trong sản phẩm dầu mỏ, nhiệt độ vẩn đục càng thấp thì hàm lượng các chất đó càng nhỏ

1.1.3.5 Khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu

Tính tự bốc cháy của nhiên liệu là tính chất liên quan đến khả năng tự phát hoả khi hỗn hợp nhiên liệu – không khí chịu tác dụng của áp suất và nhiệt độ đủ lớn

Để định lượng tính bốc cháy của nhiên liệu, có thể sử dụng các đại lượng dưới các dạng sau:

1) Thời gian chậm cháy (τ i ): Là khoảng thời gian tính từ thời điểm hỗn

hợp cháy chịu tác dụng của áp suất và nhiệt độ đủ lớn đến thời điểm xuất hiện những trung tâm cháy đầu tiên Trong trường hợp động cơ diesel, thời gian chậm cháy (τi) được tính từ thời điểm nhiên liệu bắt đầu được phun vào buồng đốt đến thời điểm nhiên liệu phát hoả

Nhiên liệu có tính bốc cháy càng cao thì thời gian chậm cháy (τi) càng ngắn, và ngược lại Thời gian chậm cháy là đại lượng phản ánh tính tự bốc cháy của nhiên liệu diesel theo cách mà chúng ta mong muốn nhất, bởi vì nó ảnh hưởng mạnh và

trực tiếp đến toàn bộ diễn biến và chất lượng của quá trình cháy ở động cơ diesel

Tuy nhiên thời gian chậm cháy của nhiên liệu diesel ở động cơ thực tế chỉ kéo dài

từ vài phần vạn đến vài phần ngàn của một giây Đo trực tiếp một khoảng thời gian ngắn như vậy là một việc rất khó, cho nên người ta đã sử dụng một đại lượng khác

để đánh giá tính tự bốc cháy trên cơ sở một số tính chất lý hoá của nhiên liệu có liên quan mật thiết với thời gian chậm cháy, hoặc so sánh tính tự bốc cháy của mẫu thử

và của nhiên liệu chuẩn

2) Hằng số độ nhớt - tỷ trọng: Là một thông số được tính toán trên cơ sở độ

nhớt và tỷ trọng của dầu diesel Tuỳ thuộc vào đơn vị được chọn của độ nhớt, tỷ trọng Giữa độ nhớt, tỷ trọng và hằng số độ nhớt tỷ trọng có mối quan hệ sau:

d = 1,0820VG + (0,776 – 0,72VG) [log(log(υ - 4)) ] – 0,0887 (1.2) trong đó:

d - tỷ trọng ở 600F

υ - độ nhớt động học ở 1000F, [Mst]

VG - hằng số độ nhớt

3) Chỉ số diesel (DI): Là thông số tính toán trên cơ sở tỷ trọng và điểm

Aniline của nhiên liệu

trong đó:

0

A - điểm Aniline,0F 0

API - tỷ trọng tính theo thang API Bởi vì độ nhớt tỷ trọng và điểm Aniline đều là những đại lượng có quan hệ chặt chẽ với thành phần hoá học của dầu diesel xét từ góc độ hàm lượng của các nhóm hydrocácbon, nên hằng số độ nhớt tỷ trọng và chỉ số diesel sẽ phản ảnh tính tự bốc cháy của nhiên liệu Khi được xác định bằng công thức (1.2) và (1.3), VG càng nhỏ thì thời gian chậm cháy càng ngắn, tính tự bốc cháy càng cao; còn DI càng nhỏ thì thời gian chậm cháy càng dài

4) Số Cetan: Là đại lượng đánh giá tính tự bốc cháy của nhiên liệu bằng cách

so sánh nó với nhiên liệu chuẩn Về trị số, là số phần trăm thể tích của chất n-Cetan

(C16H34) có trong hỗn hợp với chất α-Methylnaphthalen (C10H7CH3) nếu hỗn hợp tương đương với nhiên liệu thí nghiệm về tính bốc cháy, nhiên liệu chuẩn là hỗn hợp với tỷ lệ thể tích khác nhau của n- C16H34 và α-(C10H7CH3) n- C16H34 là một hydrocacbon loại parafin thường có tính bốc cháy rất cao, người ta quy ước số Cêtan của nó bằng 100; Còn α-(C10H7CH3) là một hydrocacbon thơm, chứa một nhóm methyl trộn lẫn với các nguyên tử hydrogen α, khó tự bốc cháy, số Cetan quy ước bằng không

Tính bốc cháy của nhiên liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến diễn biến quá trình cháy ở động cơ diesel và qua đó ảnh hưởng đến các chỉ tiêu chất lượng cuả động cơ

Thời gian chậm cháy dài sẽ dẫn đến hàng loạt hậu quả sau đây:

• Làm tăng phụ tải cơ học tác dụng lên cơ cấu truyền lực của động cơ do nhiên liệu tập trung trong giai đoạn chậm cháy nhiều hơn dẫn đến tốc độ tăng áp suất (Wpm) và áp suất cực đại

• Làm giảm công suất và hiệu suất của động cơ do lượng nhiên liệu cháy rớt tăng

• Động cơ diesel có tốc độ quay càng cao yêu cầu nhiên liệu phải có tính bốc cháy càng tốt

1.1.3.6 Mật độ

Mật độ của một chất là đại lượng đặc trưng cho số lượng chất đó có trong một đơn vị thể tích của nó So với một số chỉ tiêu kỹ thuật khác, mật độ không phải là một chỉ tiêu chất lượng quan trọng của nhiên liệu hoặc chất bôi trơn Nó thường được sử dụng vào mục đích sau đây:

• Tính toán chuyển đổi giữa thể tích và khối lượng, chuyển đổi thể tích ở nhiệt

độ này sang thể tích ở nhiệt độ khác

• Đánh giá sơ bộ thành phần của sản phẩm dầu mỏ Nếu hai loại sản phẩm dầu

mỏ có cùng nhiệt độ sôi thì sản phẩm nào có mật độ cao hơn thường có hàm lượng hydrocacbon loại nephthene và Aromatic cao hơn; Sản phẩm có mật

độ thấp thường chứa nhiều Parafin

• Đánh giá sơ bộ nhiệt trị của nhiên liệu Nhiệt trị của nhiên liệu thường giảm theo chiều tăng của mật độ

Mật độ của sản phẩm dầu mỏ có thể được đánh giá thông qua nhiều đại lượng khác nhau như: khối lượng riêng, trọng lượng riêng, tỷ khối,…

đa nhiên liệu không có yêu cầu gì đặc biệt với tính bay hơi của nhiên liệu

Ngoài việc đánh giá bằng đường cong chưng cất thì ta còn dùng áp suất hơi bão hoà để đánh gia tính bay hơi của nhiên liệu

Áp suất hơi bão hoà là áp suất của hơi lỏng ở trạng thái cân bằng giữa thể hơi và thể lỏng được xác định trong những điều kiện quy ước

1.2 Vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh học cho ĐCĐT 1.2.1 Khái niệm nhiên liệu sinh học và diesel sinh học (biodiesel)

1) Nhiên liệu sinh học (tiếng Pháp là biocarburant) là loại nhiên liệu được

hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) Ví dụ như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ), ngũ cốc (lúa

mỳ, ngô, đậu tương ), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân, ), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải ),

Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than đá ):

• tính chất thân thiện với môi trường: chúng sinh ra ít hàm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (một hiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống

• nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và có thể tái sinh Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên liệu không tái sinh truyền thống

Tuy nhiên hiện nay vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh học vào đời sống còn nhiều hạn chế do chưa hạ được giá thành sản xuất xuống thấp hơn so với nhiên liệu truyền thống Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu sinh học có khả năng là ứng cử viên thay thế

2) Diesel sinh học (biodiesel) là một loại nhiên liệu có tính chất tương đương

với nhiên liệu dầu Diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật Diesel sinh học nói riêng, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng tái tạo Nhìn theo phương diện hóa học thì Diesel sinh học là methyl este của những axít béo

Các loại dầu thực vật khác nhau, thì chỉ có sự thay đổi thành phần các Axít béo trong công thức Ester với Gơlixêrin Ngoài ra nó còn có một số hợp chất khác chiếm một tỷ lệ nhỏ có trong mỗi loại dầu đặc trưng

3) Phân loại nguyên liệu dùng để sản xuất Diesel sinh học

a) Nguyên liệu chiết xuất từ mỡ động vật: mỡ cá tra, cá basa, mỡ gà,…

b) Nguyên liệu chiết xuất từ mỡ thực vật: dầu dừa, dầu đậu nành, dầu hạt

cải, dầu hướng dương, dầu mè, dầu lạc,…

Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta còn chia ra thành:

giá trị toàn châu Âu từ 2004)

1.2.2 Nhiên liệu dầu thực vật 1.2.2.1 Dầu thực vật

Dầu thực vật là loại dầu được chiết suất từ các hạt, quả của thực vật Nói chung các hạt, quả của thực vật đều chứa dầu, nhưng thuật ngữ “dầu thực vật” chỉ dùng để chỉ dầu của những cây có dầu với chiết suất lớn Dầu từ hạt những cây có dầu như: đậu phộng, đậu nành, cải dầu, hạt bông, hướng dương v.v, dầu từ quả của những cây có dầu như: cây dừa, cây cọ v.v

Có thể phân loại chúng theo nhu cầu làm thực phẩm cho con người: dầu ăn được, dầu không ăn được Dầu thực vật là loại nhiên liệu có thể thay thế cho diesel

Khi chọn dầu làm nhiên liệu thay thế nên chọn loại dầu không có cạnh tranh thực phẩm với con người

Dầu làm nhiên liệu cho động cơ diesel có hai loại: sản phẩm dầu thực vật điều chế trực tiếp từ các hạt, trái, cây lấy dầu và sản phẩm dầu thực vật qua ester hoá (biodiesel)

Bảng 1-6 Thành phần các axit béo của một số loại dầu thực vật [6]

1.2.2.2 Thành phần hóa học của dầu thực vật

Thành phần hóa học của dầu thực vật nói chung gồm 95% các triglyceride và 5% các axid béo tự do Triglyceride là các triester tạo bởi phản ứng của các axit béo trên ba chức rượu của glycerol Trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố H,

- Nhóm mau khô: gồm các dầu có chỉ số Iốt trên 130 như dầu lanh, dầu trẩu Về thành phần hóa học, dầu thực vật có lượng chứa C ít hơn 10 ÷ 12%, lượng chứa H ít hơn 5 ÷ 13% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều so với dầu diesel (dầu diesel chỉ có vài phần ngàn O, còn dầu thực vật có 9 ÷ 11% O) [18], cho nên dầu thực vật là nhiên liệu có chứa nhiều oxy Chính vì điều này mà dầu thực vật có thể làm việc với lượng dư không khí thấp hơn mà vẫn cháy hoàn toàn

Loại axit Tên

axit Dầu dừa

Caprylic 8,24 1,04 3,50 Capric 7,19 2,90 4,50 Lauric 47,31 50,90 44,70 Myristic 17,00 18,40 17,50 0,10 Palmitic 8,85 8,70 9,70 10,50 Stearic 2,27 1,90 3,01 3,20

Axit bão hòa

Palmitoleic 1,00 Oleic 6,27 14,60 15,20 22,30 Linoleic 1,87 1,20 1,80 54,50

Axit chưa bão hòa

% axit chưa bão hòa 14 15,80 17,00 86,00

Bảng 1-7 Thành phần hĩa học của một số loại dầu thực vật [6]

Bảng 1-8 Tính chất lý hĩa cơ bản của một số dầu thực vật được nêu ở bảng sau [6]

Loại dầu Khối lượng

riêng (g/cm 3 )

Độ nhớt (cSt-

20 0 C)

Điểm nóng chảy ( 0 C)

Điểm Đục ( 0 C)

Điểm chớp lửa ( 0 C)

Nhiệt trị (Mj/kg) (Kcal/kg)

Dầu phộng

3) Chỉ số cetan: Chỉ số cetan của dầu thực vật nhỏ hơn so với dầu diesel, trong

số các dầu thực vật nghiên cứu thì dầu dừa có chỉ số cetan gần bằng dầu diesel

Muốn tăng chỉ số cetan cho dầu thực vật có thể dùng biện pháp thêm chất phụ gia

"procetane" hay chuyển chúng thành ester dầu thực vật

4) Sức căng bề mặt: Ở nhiệt độ thường thì sức căng bề mặt của dầu thực vật cao hơn so với dầu diesel nhưng ở nhiệt độ cao thì giảm nhanh và đạt giá trị gần bằng dầu diesel

5) Đường cong bay hơi: Về khả năng bay hơi, đối với dầu thực vật so với dầu diesel thì: Điểm bắt đầu bay hơi thấp hơn (130 ÷ 1500C), điểm kết thúc bay hơi cao hơn (360 ÷ 3750C) Nhiều loại dầu thực vật trong khoảng nhiệt độ 200 ÷ 2800C đường cong bay hơi gần trùng với diesel, nhưng vượt quá 2800

C thì chúng lại thấp hơn Điểm đáng lưu ý là dầu thực vật không hoàn toàn bay hơi hết, đây có thể là nguyên nhân gây đóng cặn trên buồng cháy [6]

1.2.3 Các phương pháp xử lý dầu để làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong

Để sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu cần áp dụng những phương pháp xử lý dầu để tính chất của nó gần giống với nhiên liệu diesel

Theo quan điểm khai thác động cơ thì khác nhau cơ bản giữa dầu thực vật và nhiên liệu diesel chính là độ nhớt Ảnh hưởng của độ nhớt đến hoạt động của động

cơ thể hiện ở chỗ làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động không bình thường, làm chất lượng phun và cháy kém hơn Do chất lượng phun và cháy kém hơn nên các chỉ tiêu của động cơ sẽ giảm đi khi sử dụng dầu thực vật Vì lý do trên nên trong các

Loại dầu Cặn Chỉ số cetan

giải pháp xử lý dầu thực vật thì đều là phương pháp làm giảm độ nhớt của dầu thực vật

Để giảm độ nhớt của dầu thực vật ta có thể sử dụng các biên pháp xử lý sau:

§ Phương pháp sấy nóng

§ Phương pháp pha lỏng

§ Phương pháp craking

§ Phương pháp nhũ tương hoá

§ Phương pháp ester hóa

1.2.3.1 Phương pháp sấy nóng nhiên liệu

Phương pháp này dựa trên đặc tính thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ

Nhiệt độ trong khoảng 30oC ÷ 80oC sẽ làm độ nhớt thay đổi nhiều, ngược lại khi nhiệt độ vượt trên 80oC thì độ nhớt thay đổi rất ít Độ nhớt của dầu thực vật sẽ giảm khi nhiệt độ tăng lên, bởi vậy sấy nóng được coi là một phương pháp hữu hiệulàm giảm độ nhớt của dầu thực vật

Khi động cơ diesel làm việc ở chế độ ổn định thì nhiệt độ của nhiên liệu ở sau bơm cao áp thay đổi trong phạm vi từ 35 ÷ 40oC Trong khoảng nhiệt độ này thì độ nhớt của dầu thay đổi từ 25÷35mm2/s, cao hơn 10 lần so với độ nhớt của dầu diesel

Để đạt được độ nhớt của nhiên liệu diesel thì cần tăng nhiệt độ của dầu thực vật lên 70÷80oC, bởi vì độ nhớt giảm rất ít khi nhiệt độ vượt trên 80oC

Tăng nhiệt độ lên quá cao làm thay đổi trạng thái nhiệt và ảnh hưởng xấu đến

hệ thống cấp nhiên liệu Mặt khác phương pháp này không cải thiện được trị số cetan của dầu thực vật v.v Do đó, phương pháp này chỉ thích hợp để áp dụng đồng thời với phương pháp khác, nhằm mục đích tăng khả năng lưu thông của dầu thực vật, đặc biệt khi động cơ làm việc trong môi trường có nhiệt độ thấp

1.2.3.2.Phương pháp pha loãng

Phương pháp pha loãng là một trong những phương pháp đơn giản làm giảm

độ nhớt, có thể sử dụng nhiên liệu diesel để làm chất pha loãng

Pha loãng không chỉ làm giảm độ nhớt của dầu thực vật mà nó còn cải thiện được một số chỉ tiêu khác của dầu như: trị số cetan lớn hơn, nhiệt độ đông đặc thấp hơn v.v

1.2.3.3 Phương pháp craking

Có thể hình dung quá trình craking dầu thực vật gần giống như quá trình craking dầu mỏ Nguyên tắc cơ bản của quá trình là cắt ngắn mạch hydrocacbon của dầu thực vật dưới tác dụng của nhiệt độ và chất xúc tác Sản phẩm thông thường bao gồm: nhiên liệu khí, xăng, nhiên liệu diesel và một số sản phẩm phụ khác

Nhiên liệu có được sau quá trình craking có tính chất gần giống với nhiên liệu diesel Craking có thể được thực hiện trong môi trường không khí hoặc trong môi trường khí trơ

Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là tốn năng lượng để điều chế nhiên liệu Sản phẩm thu được bao gồm nhiều thành phần nhiên liệu khác nhau và đặc biệt

là nó khó thực hiện ở quy mô lớn

1.2.3.4 Phương pháp nhũ tương hoá dầu thực vật

Nhiên liệu ban đầu là dầu thực vật, rượu và chất tạo sức căng bề mặt với thiết

bị tạo nhũ có thể tạo ra nhũ tương dầu thực vật - rượu

Ưu điểm của nhiên liệu có dạng nhũ tương là có độ nhớt tương đương dầu diesel, tỷ lệ rượu càng lớn thì độ nhớt của nhũ tương càng giảm Tuy nhiên, lúc đó

để tạo ra các hạt nhũ tương nhỏ, khả năng phân lớp của các hạt nhũ tương tăng lên

Kết quả là nhũ tương kém đồng nhất và cần thiết phải áp dụng các biện pháp bảo quản nhũ tương trong thời gian dài

1.2.3.5 Phương pháp este hoá

Phương pháp este hoá dầu thực vật là phương pháp được chú ý trong thời gian gần đây, nguyên lý chuyển hoá cơ bản có thể miêu tả như là phản ứng của một phần

tử glyceride (axit béo không no, có độ nhớt cao) và ba nguyên tử rượu tạo thành

este của axit béo và một nguyên tử glycerine

H.1-1 Sơ đồ ester hóa dầu thực vật

Nhiên liệu dầu thực vật và rượu ít nước (điều kiện phản ứng là xúc tác và nhiệt độ trung bình) lúc này lần lượt các liên kết R1CO_, R2CO_, R3CO_, bị tách ra khỏi phân tử glyceride và đính vào các nguyên tử Hydro và rượu Các sản phẩm đầu tiên là diglyceride và cuối cùng là glycerin

Glycerin dễ dàng được tách ra khỏi este và sử dụng trong các ngành công nghiệp khác Sản phẩm cuối cùng có thể đạt 95 ÷ 98% vể trọng lượng sản phẩm ban đầu tham gia phản ứng

CH 2 COOR 1 CHCOOR 2

CH 2 COOR 3

3ROH +

Lọc Bay hơi Sản phẩm cuối cùng

Xúc tác kiềm

1.2.4 Tình hình nghiên cứu nhiên liệu sinh học trên thế giới

Sản xuất nhiên liệu sinh học trên thế giới sử dụng trong ngành giao thông vận tải đang có xu hướng gia tăng Ở châu Âu, đây là một phần của chính sách môi trường Quốc gia và châu Âu nhằm mục đích giảm phát thải CO2, giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu dầu và tạo ra việc làm thông qua phát triển nông thôn

Đối với các nhiên liệu sản xuất từ sinh khối, có nhiều cách biến đổi khác nhau phụ thuộc vào loại sinh khối sử dụng Các cách này bao gồm các quá trình biến đổi trực tiếp như chiết xuất dầu thực vật sau khi đã ê-te hoá để tạo ra dầu diesel sinh học và làm lên men các thực vật giàu đường để sản xuất ethanol Những công nghệ biến đổi này được áp dụng trên khắp thế giới, vì thế chúng đã có bán trên thị trường

Đã có nhiều ứng dụng trong việc sử dụng các loại dầu thực vật dùng làm nhiên liệu thay thế cho các động cơ ôtô chẳng hạn: Brazin là một nước đi đầu trong việc phát triển các loại nhiên liệu sạch từ mía, hiện tại ở Brazin có tới 90% ô tô sử dụng nhiên liệu sạch và nhiên liệu sạch pha với nhiên liệu có nguồn gốc dầu mỏ, chúng được cung cấp bởi 5 nhà máy sản xuất với tổng sản lượng 49 triệu lit/năm

Thị trường châu Âu cũng không phải là nhỏ khi nghị định Kyoto được đưa vào thực hiện, các quy chế ngặt nghèo về khí thải, mới đây nhất là chỉ thị 2003/30/EC theo đó từ ngày 31/12/2005 thì ít nhất 2% cho đến 31/12/2010 ít nhất 5.75% nhiên liệu dùng để chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo Tại Đức thì chỉ thị trên đã được thực hiện sớm, tiếp theo là Áo và Pháp với nhiên liệu chứa 5% có nguồn gốc tái tạo

đã được bán[25] Mỹ, Áo đã cho xe ô tô động cơ diesel chạy bằng dầu thực vật từ nhiên liệu là dầu ăn thải ra từ trong các Nhà hàng Tại Achentina một kỹ sư đã tìm cách phát triển công nghệ sản xuất năng lượng thay thế từ đậu nành chi phí cho sản xuất chỉ bằng ½ so với diesel truyền thống, ngoài ra Anh cũng đã sản xuất nhiên liệu thay thế từ hạt hướng dương, hạt thầu dầu và hạt cọ, sản xuất ethanol từ lúa mì

và mía Kết quả công trình nghiên cứu của hai sinh viên tại Đại học Auckland (New Zealand) đã chứng minh được động cơ chạy bằng dầu diesel của tàu, xe có

thể hoạt động được nhờ vào hỗn hợp diesel với dầu dừa hoặc chỉ đơn thuần bằng

dầu dừa

1.2.4.1 Nhiên liệu từ dầu thực vật nguyên chất

1) Qui trình sản xuất: Dầu thực vật nguyên chất (DTVNC) là dầu được

lấy ra từ quá trình chiết xuất dầu thực vật từ các hạt có dầu Quá trình này giống như quá trình sản xuất dầu thực vật trong ngành công nghiệp thực phẩm Chiết xuất hoà tan, ép nguội hoặc kết hợp cả hai quá trình này được sử dụng để chiết xuất dầu thực vật Cuối cùng thực hiện chưng cất, trong đó chất hoà tan được tái chế Dầu thực vật nguyên chất có thể được sử dụng trực tiếp cho các động cơ xe không cần

sử dụng phụ gia hoặc thay đổi cấu trúc phân tử H.1-2 trình bày sơ đồ quá trình sản xuất

H 1-2 Quy trình sản xuất dầu thực vật nguyên chất[16]

2) Nguồn nguyên liệu: Các cây có dầu để sản xuất DTVNC sử dụng

trong các động cơ diesel là hạt cải dầu, hoa hướng dương và đậu tương, cọ, dừa, lạc, jatropha, v.v

3) Những thành tựu của ĐCĐT chạy bằng DTVNC: Thử nghiệm của

ngành công nghiệp động cơ đã chứng tỏ rằng ban đầu các động cơ diesel chưa cải tiến có thể hoạt động được nhưng nhiều vấn đề phát sinh chủ yếu ở bộ phận phun nhiên liệu, vòng xecmăng và sự ổn định của dầu bôi trơn

Từ những năm 1970 nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện về cải tiến động cơ diesel để làm cho chúng hoạt động phù hợp với dầu thực vật không chế biến hay dầu thực vật tinh khiết Việc giới thiệu động cơ "Elsbett" (là động cơ ô tô diesel đầu tiên trên thế giới phun trực tiếp), công ty Elsbett của Đức đã đi tiên

Chưng cất

Nguyên liệu hạt dầu

Rửa/làm nhỏ/nấu/ép

Chiết xuất dầu

DTV nguyên chất Dung môi Dung môi (tái chế)

Bã

phong về công nghệ DTVNC trong những năm 1970 Động cơ này đã có thể chạy bằng dầu DTVNC

Động cơ đã cải tạo để chạy DTVNC có thể chạy bằng dầu diesel thường

Tuy nhiên, có thể giả định là những cải tiến thực hiện đối với các vòi phun sẽ ảnh hưởng đến đặc tính cháy làm cho việc đốt dầu diesel thường không còn tối ưu nữa

Điều quan trọng rất cần chú ý là chất lượng và điều kiện của dầu thực vật

Điều này đối với hệ thống dầu DTVNC là quan trọng hơn so với các hệ thống dùng nhiên liệu diesel sinh học Đối với thị trường Đức, đã có tiêu chuẩn chất lượng (RK-Qualitätsstandard), mà dầu DTVNC phải đạt được Nhiều nước cũng tham khảo tiêu chuẩn này Đạt được tiêu chuẩn này không phải là vấn đề lớn đối với dầu ép nguội

từ hạt cải dầu nhưng sẽ là vấn đề đối với một số dầu khác đã có trên thị trường Vì vậy việc áp dụng rộng rãi đòi hỏi phải chia thị trường đối với các loại dầu khác nhau để đảm bảo chất lượng phù hợp đối với người sử dụng Sử dụng làm dầu nấu

ăn cũng có vấn đề vì nhìn chung chúng không được coi là nguồn DTVNC mà là dầu diesel sinh học

1.2.4.2 Dầu diesel sinh học

Nhiên liệu có tiềm năng lớn nhất sẽ được sử dụng làm nhiên liệu tái tạo trong các động cơ diesel là dầu diesel sinh học Công nghệ sản suất bắt đầu từ các cây có dầu, hiện nay đang được sử dụng rộng rãi ở châu Âu để sản xuất nhiên liệu cần thiết thay thế một phần nhiên liệu diesel thông thường Điều này thực hiện được chủ yếu

do các đặc tính thuận lợi của dầu diesel sinh học về khả năng pha trộn với nhiên liệu diesel thông thường và chỉ cần điều chỉnh nhỏ động cơ diesel và hệ thống nhiên liệu

1) Sản xuất nhiên liệu sinh học từ dầu thực vật nguyên chất

Quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học bắt đầu từ dầu thực vật nguyên chất

Các cấu trúc phân tử phân nhánh lớn của dầu thực vật được chuyển sang các cấu trúc phân tử hình chuỗi thẳng nhỏ hơn gọi là các este methyl- hoặc ethyl giống như các thành phần của dầu diesel hoá thạch Quá trình biến đổi este hoá này cần có cồn (thường là methanol hoặc ethanol) để loại bỏ glycerol ra khỏi dầu thực vật Trong

quá trình này, một phân tử của trygliceride (ví dụ: dầu thực vật) phản ứng với 3 phân tử của cồn để tạo thành một phân tử của glycerol và ba phân tử của este alkyl của axít béo tương ứng Quá trình này tiếp theo ba phản ứng nghịch trong đó triglyceride từng bước chuyển sang diglyceride, monoglyceride và glycerol Để chuyển dịch cân bằng phản ứng về bên phải, người ta cho dư methanol so với lượng cần thiết để cân bằng phản ứng trong hầu hết các nhà máy sản xuất dầu diesel sinh học thương mại Hai sản phẩm chính của phản ứng này là glycerol và este a xít béo (FAME), là hai loại khó trộn lẫn với nhau do đó tạo thành các pha tách biệt với pha ester ở bên trên

Sơ đồ phản ứng biến đổi este hoá của triglycerides với methanol

Vì tính hoà tan của methanol trong các chất béo và dầu kém, nên sự hình thành các thành phần tạo thành một hệ thống không đồng nhất với pha methanol ở bên trên và pha dầu ở bên dưới và phải được trộn hoàn toàn để có sự biến đổi este hoá Ngược lại với quá trình này, methyl ester được sản xuất ra đã sẵn sàng hoà trộn với methanol Hơn nữa một phần glycerides và các xà phòng cũng được coi là các chất làm ổn định hoà tan giữa các nguyên liệu ban đầu Như vậy hỗn hợp các phản ứng bắt đầu trở lên đồng nhất hoàn hảo sau một giai đoạn cảm ứng ngắn Tuy nhiên, khi một số lượng đáng kể glycerol đã được tạo thành thì hệ thống hai pha lại được thiết lập như đã trình bày ở trên, pha este ở bên trên và pha glycerol ở bên dưới

Cả glycerol và lượng methanol còn dư có thể được thu hồi từ quá trình này

Methanol được thu hồi và sử dụng lại Glycerol có thể bán cho ngành công nghiệp

mỹ phẩm và dược phẩm

Trong quá trình sản xuất như thể hiện trong H.1-3, sự biến đổi este hoá có một chất xúc tác đồng nhất giả định Có một công nghệ khác là công nghệ xúc tác không đồng nhất hy vọng sẽ được sử dụng ở mức độ công nghiệp trong thời gian gần Công nghệ này sẽ cho phép đơn giản hoá cả hai quá trình và sản phẩm có độ nguyên chấtcao hơn so với công nghệ xúc tác đồng nhất Dầu diesel sinh học sản xuất thông qua quá trình này có độ nguyên chấtđạt tới [> 99,9%] Trong trường hợp biến đổi este hoá không đồng nhất, việc trung hoà bằng các axít khoáng bị loại bỏ

Hơn nữa, không có sản phẩm phụ từ việc thu hồi methanol để tạo ra glycerol thô

Bằng cách này, glycerol thô có thể đạt tới độ nguyên chấtlà 98,0 ÷ 99,5 %

H.1-3 Quy trình biến đổi đối với dầu diesel sinh học sản xuất từ

dầu thực vật nguyên chất [16]

Thị trường DTVNC

Làm tinh khiết bằng trung hòa (rửa hoặc chưng cất)

Ête hóa quá độ

Tách pha (lắng hoặc

ly tâm)

Biodiesel/

methanol

Chất xúc tác

Methanol (tái chế)

A xít khoáng

Methanol

Thị trường biodiesel (tinh khiết 98,5 – 99,3%)

A xít khoáng

2) Sản xuất dầu diesel sinh học từ các chất béo đã qua sử dụng

Con đường biến đổi đối với dầu diesel sinh học sản xuất từ các chất béo đã qua sử dụng (A xít béo Methyl Ester, FAME) tương tự như sản xuất dầu diesel sinh học từ dầu thực vật tinh khiết Tuy nhiên, trước khi biến đổi este hoá xảy ra, các chất béo đã qua sử dụng phải được lọc (xem H.1-4)

3) Nguồn nguyên liệu sản xuất diesel sinh học

Nguồn nguyên liệu cho sản xuất dầu diesel sinh học hiện nay ở các nước đi tiên phong chủ yếu là 4 loại thực vật có tên là dầu hạt cải chiếm gần 85%, dầu hạt hướng dương, dầu đậu tương, và dầu cọ Các nguyên liệu còn lại được tạo thành bởi dầu hạt lanh, mỡ bò, và mỡ rán tái chế Tuy nhiên, bốn thực vật chính sử dụng để sản xuất dầu diesel sinh học đang được trồng cho nhu cầu sử dụng của con người trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau Điều này có nghĩa là những thực vật có dầu này phải chịu giá dao động do cạnh tranh trên thị trường thực phẩm

H.1-4 Quy trình biến đổi đối với dầu diesel sinh học sản xuất từ các chất béo

đã qua sử dụng [16]

Glycerine thô (tinh khiết 80-92%)

Ê te hóa quá độ

Tách pha (lắng hoặc

ly tâm)

Biodiesel/

methanol

Methanol (tái chế) Chất xúc tác

Làm tinh khiết bằng trung hòa (rửa hoặc chưng cất)

A xít khoáng

Glycerol/

methanol

Chẩt béo đã qua sử dụng

Thị trường biodiesel (tinh khiết 98.5–99.3%)

Xà phòng

Methanol

Axit khoáng

Một cách để giảm chi phí sản xuất dầu dầu diesel sinh học là sử dụng dầu không ăn được có xu hướng rẻ hơn nhiều so với dầu ăn thực vật Một ví dụ về dầu

không ăn được là “đậu vật lý” có nguồn gốc từ Jatropha Curcas Dầu này không

thể sử dụng làm thực phẩm vì nó chứa toxalbumine gọi là ‘curcine’ là chất độc đối với người Loại đậu này có thể trồng được trên nhiều loại đất ở độ cao và chịu được nước, cây cho hạt dầu, chứa axít dầu và axít dầu lanh Sự khảo sát về các đặc tính

nhiên liệu của dầu methyl và ethyl este từ Jatropha đã có nhiều kết quả hứa hẹn

Các chất béo động vật và dầu cá là sản phẩm phụ từ các ngành công nghiệp đánh bắt và chế biến cá và là nguyên liệu hứa hẹn cho sản xuất nhiên liệu vì giá của chúng thấp Các chất béo và dầu có nguồn gốc động vật đã được thử nghiệm làm nguyên liệu sản xuất alkyl ester, bao gồm mỡ bò, mỡ lợn, dầu cá Tuy nhiên, dầu diesel sinh học chế từ các chất béo động vật có một số nhược điểm Nhược điểm chính là do thành phần a xít béo và đặc biệt hơn là độ bão hoà Các mỡ động vật có

xu hướng có độ bão hoà cao dẫn tới methyl esters có các tính chất kém ở nhiệt độ lạnh Mặt khác nhìn chung, dầu cá có lượng a xít chứa nhiều este không bão hoà nhưng lại có các vấn đề về tính ổn định ô xy hoá

4) Những thành tựu về mặt kỹ thuật của nhiên liệu sinh học và ĐCĐT chạy bằng nhiên liệu sinh học

Nhiên liệu RME (dầu hạt cải methyl ester) được sản xuất đầu tiên vào năm

1988 Vào năm 1991 tiêu chuẩn đầu tiên về nhiên liệu diesel sinh học được ban hành ở Áo đối với RME Đến năm 1997, tiêu chuẩn cho FAME (Axít béo Methyl Ester) đã ra đời Các tiêu chuẩn quốc gia đã được xây dựng ở Đức, CSSR, Pháp, Ý, Thuỵ Điển và Hoa Kỳ Từ năm 1994, ở Pháp đã chính thức cho phép trộn 5% RME vào dầu diesel thường

Sự chấp nhận các tiêu chuẩn là cơ sở cần thiết để xây dựng lòng tin của khách hàng, nhận được các bảo hành từ nhiều nhà chế tạo động cơ diesel (như Mercedes-Benz, Peugeot, Volkswagen) và các nhà sản xuất bơm nhiên liệu, tăng độ tin cậy của giao thông vận tải và tạo ra hình ảnh tích cực trong thị trường Vào năm 2003, tiêu chuẩn CEN đã được chấp nhận đối với dầu diesel sinh học và FAME, và tiêu

chuẩn này đến nay đã có hiệu lực trong nhiều nước thành viên của Cồng đồng châu

Âu

Ưu điểm chính của dầu diesel sinh học là nó có thể sử dụng trong các động cơ diesel thông dụng mà không cần cải tạo lớn Diesel sinh học hoà trộn tốt với nhiên liệu diesel và sự trộn này giữ được lâu Các hỗn hợp có hàm lượng diesel sinh học thấp (là 20% hoặc thấp hơn) có thể dùng thay thế trực tiếp nhiên liệu diesel trong hầu hết các xe động cơ diesel mà không cần điều chỉnh động cơ hoặc hệ thống nhiên liệu [16] Tuy nhiên, vì một số vấn đề về sự không tương thích của vật liệu, nhiều nhà chế tạo xe và động cơ của châu Âu đã đặt giới hạn pha trộn phải được chú ý nếu muốn có bảo hành về xe và động cơ Kết quả là, tỷ lệ pha trộn đến 5% đã được phép theo một đạo luật về chất lượng nhiên liệu ở Châu Âu (2003/17/EC) và được chấp nhận cho tất cả các loại ô tô, động cơ và các nhà chế tạo hệ thống bơm phun nhiên liệu

Vì dầu FAME diesel sinh học hoạt động như một chất hoà tan, nên dầu diesel sinh học với tỷ lệ trên 20% không tương thích với một số loại hợp chất nhựa tổng hợp và cao su tự nhiên và chúng bị hỏng sau một thời gian Đặc biệt việc sử dụng dầu diesel sinh học có thể đòi hỏi phải thay các ống cao su, gioăng và vòng đệm, bằng các vật liệu khác, như vòng đệm phi cao su, hoặc các nhựa khác tương thích với dầu diesel sinh học Tuy nhiên, với xu hướng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh thấp, nhiều nhà chế tạo xe đã phát triển các động cơ có gioăng đệm chịu được dầu diesel sinh học [16]

Nhiên liệu cũng bị cản trở và ngừng chảy ở nhiệt độ cao hơn dầu diesel, cho nên cần có hệ thống sấy hoặc pha trộn với dầu diesel ở những nơi khí hậu có nhiệt

độ thấp

Dầu FAME diesel sinh học có tốc độ lão hoá cao, nó bắt đầu xuống cấp và tạo thành các chất lắng đọng có thể làm hư hệ thống phun nhiên liệu Nhìn chung, lưu kho một năm được coi là có thể chấp nhận được với điều kiện là tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu phải đảm bảo và phải hạn chế tối đa sự tiếp xúc với ánh sáng, không khí và nước[16] Chất lượng dầu diesel sinh học được coi là một yếu tố quan

trọng trong đặc tính lão hoá và nó có ảnh hưởng đến hệ thống nhiên liệu của xe và

sự tiêu chuẩn hoá các yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu được coi là một bước quan trọng

Nhiều nhà chế tạo đã đưa vật liệu tương thích với dầu diesel sinh học vào trong thiết kế xe và đã chuẩn bị đưa ra bảo hành cho các model ô tô diesel của họ khi chúng sử dụng dầu diesel sinh học, chứng tỏ đã đạt độ chín muồi về kỹ thuật

Một mặt, dầu diesel sinh học làm tăng độ bền của của bơm và vòi phun diesel cao hơn so với nhiên liệu diesel có lưu huỳnh thấp hiện nay Mặt khác có sự lo ngại rằng nhiên liệu diesel sinh học ở các trạm nạp thường không đạt tiêu chuẩn chất lượng

Do lo ngại về chất lượng nhiên liệu, các nhà chế tạo ô tô và cung cấp hệ thống bơm phụ nhiên liệu còn lưỡng lự cho phép tỷ lệ pha trộn trên 5%

1.2.5 Tình hình nghiên cứu về nhiên liệu sinh học trong nước

Đi sau các nước trong việc phát triển nhiên liêu sạch nhưng Việt Nam cũng

đã đạt được những thành tựu bước đầu trong việc nghiên cứu chế biến dầu thực vật,

mỡ động vật thành diesel sinh học Chúng ta đã nghiên cứu chế suất thành công dầu diesel từ dầu mè, chiết suất thành công diesel sinh học từ mỡ cá basa, cá tra v.v, kết quả này đã mở ra một hướng mới cho các nhà đầu tư trong một lĩnh vực mới này

Đối với cây mè, chúng ta có thể dùng phụ phẩm của nó để làm thuốc, làm phân bón, làm than,…còn đối với mỡ cá basa, cá tra ta tận dụng được nguồn mỡ thải lâu nay vẫn không dùng phải vứt bỏ Mỡ cá tra, ba sa ở vùng sông nước Cửu Long không tiêu thụ được vẫn có thể tái tạo thành dầu diesel sinh học Đó là công trình nghiên cứu của các cán bộ công tác tại Phân viện khoa học vật liệu tại Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) thuộc Viện khoa học và công nghệ Việt Nam

Nhóm nghiên cứu do PGS.TS Hồ Sơn Lâm - phân viện trưởng Phân viện Khoa học vật liệu TP.HCM thuộc Viện Khoa học và công nghệ VN - chủ trì khẳng định có đủ khả năng nghiên cứu sản xuất dầu diesel sinh học (biodiesel) từ dầu thực vật của Việt nam PGS.TS Hồ Sơn Lâm cho biết nhóm nghiên cứu đã hợp tác với Viện Hóa kỹ thuật ĐH Tổng hợp Jena (Đức) phân tích thành phần, tính chất các

mẫu dầu diesel sinh học do nhóm điều chế Kết quả cho thấy các mẫu dầu diesel sinh học từ dầu thực vật VN đạt tiêu chuẩn châu Âu về biodiesel

Từ tháng 8/2006, hệ thống thiết bị sản xuất nhiên liệu diesel sinh học

(biodiesel) từ dầu ăn phế thải với công suất 2 tấn/ngày đã được triển khai tại công ty Phú Xương, quận Thủ Đức, TP.HCM Dự án sản xuất dầu biodiesel từ dầu ăn phế thải tại TP.HCM có nguồn vốn đầu tư khoảng 9,69 tỷ đồng, trong đó có 1,5 tỷ đồng vay từ nguồn vốn ngân sách Nhà nước

Theo báo Khoa học Phổ thông ngày 8/09/2006, rong tảo Việt Nam cũng là nguồn nguyên liệu để sản xuất diesel sinh học Đây là cơ hội để các nhà đầu tư bỏ vốn vào các dự án sản xuất nhiên liệu sinh học từ các loài rong tảo Những kết quả đạt được cho thấy nhiều dòng tảo phù du nuôi trồng công nghiệp cho sản lượng biodiesel cao gấp 7 lần so với dầu cọ trong điều kiện quảng canh, và đến 31 lần khi được thâm canh, đạt đến 95.000 lít dầu biodiesel trên mỗi hecta mặt nước

Trong cuộc chạy đua này hai dòng tảo nước ta được chú ý nhiều nhất là Nannochloris còn gọi là Nannochloropsis sinh sống trong vùng biển mặn và Botryococcus trong môi trường ao hồ nước ngọt, chưa kể nhiều loài khuê tảo và lục tảo khác

Trong lĩnh vực xăng pha cồn thì một thoả thuận hợp tác tay ba giữa Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Saigon Petro, Công ty Nguyễn Trí đã được ký kết từ 31/12/2005 nhằm thử nghiệm pha chế, sản xuất nhiên liệu sinh học gasohol

1.2.6 Khả năng sử dụng dầu thực vật- Biodiesel làm nhiên liệu cho động

cơ đốt trong ở Việt Nam

Quá trình đốt cháy nhiên liệu ở các loại động cơ đốt trong (ĐCĐT) hiện nay chỉ được phép diễn ra trong một thời gian rất ngắn, từ vài phần trăm đến vài phần ngàn của 1 giây Tuỳ thuộc vào chủng loại động cơ mà nhiên liệu phải đáp ứng những yêu cầu khác nhau Ở động cơ hình thành hỗn hợp cháy bên ngoài như động

cơ carburetor và động cơ phun xăng, nhiên liệu phải là loại dễ bay hơi để hoà trộn nhanh và đều với không khí đi vào xylanh Ở động cơ diesel, nhiên liệu phải được phun vào buồng đốt dưới dạng sương mù và hoà trộn đều với không khí trong khoảng thời gian ngắn nhất có thể