Download miễn phí Bài giảng Nhiên liệu, dầu mỡ và chất lỏng chuyên dùng
Hệ thống FC sử dụng Hydro nguyên chất hay các nhiên
liệu giàu Hydro như Metanol, xăng, Diesel, khí đá để sản
xuất ra điện. Trong đó chú ý đến Hydro, Metanol và xăng.
Cả hai loại nhiên liệu này đều có những thuận lợi và hạn
chế của nó. Việc lựa chọn nhiên liệu cho FC phụ thuộc
vào các yếu tố sau:
Giá thành của cơ sở hạ tầng và giá thành nhiên liệu.
An toàn, các vấn đề liên quan môi trường, dễ sử dụng.
Sự chấp nhận của các nhà sản xuất ô tô, các công ty xăng
dầu, chính phủ, và cả cộng đồng.
tác nhân gây bệnh ung thư.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
163GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
2. Thành phần hóa học của nhiên liệu cồn
Cấu trúc hóa học của một số nhiên liệu cồn.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
164GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Phương trình cháy hỗn hợp Metanol (CH3OH)/ không khí
CH3OH + Ф(O2 + 3,78N2) à XCO2 + YH2O + Z(3,78N2) + Q
Φ = 1,5 X = 1 Y = 2 Z = 1,5
Phương trình cháy hỗn hợp Etanol (C2H5OH)/ không khí
C2H5OH + Ф(O2 + 3,78N2) à XCO2 + YH2O + Z(3,78N2) + Q
Φ = 3 X = 2 Y = 3 Z = 3
Tỷ lệ hỗn hợp khối lượng không khí/ khối lượng nhiên
liệu cồn (A/F) cần thiết cho sự cháy hoàn toàn đối với
Metanol là (6,47/1) và đối với Etanol là (9,00/1).
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
165GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
3. Đặc tính của nhiên liệu cồn
Bảng 4.5: Các tính chất của nhiên liệu cồn.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
166GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
4. Ưu điểm của nhiên liệu cồn
Cồn có chỉ số Octan cao hơn xăng, nếu dùng xăng +
10% cồn nguyên chất (95% hay 99%) thì chỉ số Octan
tăng từ 95 lên 100.
Cồn cháy sạch hơn và giảm thiểu các chất gây ô nhiễm
môi trường.
Cồn là nhiên liệu tái sinh và có thể sản xuất cồn bằng
các công nghệ hiện nay.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
167GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
5. Nhược điểm của nhiên liệu cồn
Khuyết điểm lớn nhất là chi phí ban đầu cho việc sử
dụng cồn (lắp đặt hệ thống nhiên liệu, giá nhiên liệu . .
.) cao hơn xăng, thùng nhiên liệu được thiết kế lớn hơn.
Khi cồn cháy, ta không thể quan sát ngọn lửa dưới ánh
sáng mặt trời vì ngọn lửa của nhiên liệu cồn cháy
không có màu điều này sẽ gây khó khăn trong việc
nghiên cứu quá trình cháy của nhiên liệu cồn.
Các độc chất tiềm ẩn trong nhiên liệu cồn vẫn đang
trong quá trình nghiên cứu.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
168GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
6. Các ứng dụng tiêu biểu của nhiên liệu cồn
Cồn được dùng nhiều trong công nghiệp chất dẻo.
Ứng dụng trong dân dụng, y tế: Dùng để nấu ăn, thanh
trùng công cụ y tế . . .
Ngày nay, cồn được dùng ngày càng phổ biến trong
ĐCĐT nhằm làm giảm ô nhiểm môi trường, nâng cao hiệu
suất bằng cách sử dựng độc lập hay kết hợp với các loại
nhiêu liệu truyền thống như xăng và Diesel.
Metanol và Etanol có thể dùng kết hợp với xăng và Diesel
bằng cách hòa trộn theo % hỗn hợp trong thùng nhiên liệu
hay hòa trộn trong đường ống nạp nhiên liệu.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
169GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
7. Đặc điểm động cơ sử dụng cồn
a. Loại động cơ dùng Cồn
Cồn có thể sử dụng trên ĐCĐT thay cho nhiên liệu
xăng và diesel. Khả năng sử dụng cồn trên ĐCĐT có thể
chia làm các phương án sau:
Phương án 1: Sử dụng Etanol và Metanol thuần túy thay
thế nhiên liệu Diesel và xăng: Khả năng này khó thực
hiện vì Etanol và Metanol có tính ăn mòn kim lọai và suất
tiêu hao nhiên liệu tăng do nhiệt trị thấp của cồn thấp hơn
nhiều so với Diesel và xăng.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
170GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Phương án 2: Sử dụng hỗn hợp trộn lẫn giữa Diesel và cồn
Etanol: Trường hợp này có tính khả thi vì tăng công suất
động cơ, đặc biệt giảm được mức độ ô nhiễm môi trường.
Cồn được trộn lẫn với Diesel hình thành hỗn hợp
Diesohol. Trong đó, cồn (và nước) được phun vào trên đường
nạp cùng với không khí trước bộ tăng áp (turbo-charger). Sau
đó, hỗn hợp này hòa trộn với Diesel trong buồng cháy
HTNL dùng tăng áp dạng turbo có bộ làm mát nhằm
tăng hiệu suất nạp và mật độ dòng khí nạp vì vậy tăng công
suất động cơ. Lượng cồn phun vào trong đường nạp có ý
nghĩa rất quan trọng trong việc vận hành êm dịu của động
cơ, đặc biệt khi lượng đáng kể cồn được phun vào.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
171GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel pha cồn Ethanol.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
172GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Phương án 3:
Sử dụng xăng pha Metanol (đây là phương án có
nhiều khả thi nhất). Cồn được lưu trữ trong một bình riêng.
Nhiên liệu này được một bơm nhiên liệu bơm lên van phân
phối điều khiển bằng chân không tại họng nạp trước khi
được đưa đến kim phun để phun vào trong dòng khí nạp. Hỗn
hợp này sau đó được hòa trộn với xăng khi vào trong bộ chế
hòa khí và được điều khiển bằng bướm ga.
Hỗn hợp hòa trộn giữa xăng, không khí và cồn
(Metanol) được gọi là gasohol. Hỗn hợp này có chỉ số Octan
cao, thậm chí khi hòa trộn với xăng không chì và có khả
năng giảm thiểu nồng độ CO. Loại hòa trộn này có thể tăng
công suất của động cơ so với loại hòa trộn chung xăng và
cồn trong thùng chúa nhiên liệu.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
173GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Sơ đồ hệ thống nhiên liệu xăng pha cồn Metanol.
NHIÊN LIỆU CỒNÂ Ä À
174GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
1. Dầu thực vật (DTV)
DTV là loại dầu được chiết suất từ các hạt, các quả
của cây cối. Nói chung các hạt quả của cây cối đều chứa
dầu, nhưng từ DTV chỉ dùng để chỉ dầu của những cây có
dầu với chiết suất lớn.
Dầu lấy từ hạt cây có dầu như: Phộng, nành, cải dầu,
nho, bông, hướng dương . . . Dầu lấy từ quả cây có dầu
như: Dừa, cọ . . .
Trong đó, chú ý đến một vài cây có chiết suất lớn
như: Dừa (60%), cọ (50%).
NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT -
BIODIESEL
Â Ä À Ï Ä
175GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Có thể phân loại DTV theo nhu cầu làm thực phẩm
cho con người: Dầu ăn được, dầu không ăn được. DTV có
thể thay thế cho Diesel, khi chọn DTV làm nhiên liệu nên
chọn loại dầu không cạnh tranh với thực phẩm con người.
DTV làm nhiên liệu cho động cơ Diesel có hai loại:
Sản phẩm DTV điều chế trực tiếp từ các hạt, trái, cây lấy
dầu và sản phẩm DTV đã qua Este hóa (Biodiesel).
NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT -
BIODIESEL
Â Ä À Ï Ä
176GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
2. Thành phần hóa học của dầu thực vật
Thành phần hóa học DTV 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, C, và O.
Về thành phần hóa học, đối với DTV so với dầu
Diesel: Chứa C ít hơn 10 – 12%, lượng chứa H ít hơn 5 –
13% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu Diesel chỉ có
vài phần ngàn O, còn dầu thực vật có 9 – 11% O) cho nên
DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy. Chính vì điều này
mà DTV có thể cháy hoàn toàn với hệ số dư lượng không
khí bé.
NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT -
BIODIESEL
Â Ä À Ï Ä
177GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Người ta chia chúng thành 03 nhóm:
Nhóm dầu không khô (dầu axit béo bão hòa): Đó là
các loại dầu có chỉ số Iốt thấp dưới 95 như dầu dừa, dầu
cọ, dầu phộng, dầu ôliu . . .
Nhóm dầu nữa mau khô: Gồm các dầu có chỉ số Iốt từ
95 đến khoảng 130 như dầu cao su, dầu mè, dầu hướng
dương, dầu đậu nành, dầu cải dầu, dầu bông, dầu bắp . . .
Nhóm mau khô: Gồm các dầu có chỉ số Iốt trên 130
như dầu lanh, dầu trẩu . . .
NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT -
BIODIESEL
Â Ä À Ï Ä
178GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Bảng 4.6: Thành phần các axit béo của các loại DTV.
NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT -
BIODIESEL
Â Ä À Ï Ä
179GIẢNG VIÊN: Th.S VĂN THỊ BÔNG
Bảng 4.7: Thành phần hóa học của các loại...
/file/d/1Uww-0n ... sp=sharing
