MỤC LỤC Chương mở đầu 1 I. Đặt vấn đề 1 II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 1 III .Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 IV. Phương pháp nghiên cứu 2 Chương I: Nghiên cứu đánh giá khả năng dùng cồn làm nhiên liệu cho động cơ xăng. 3 I.1 Đánh giá khả năng có thể thay thế xăng của cồn 3 I.1.1 Các tính chất cơ bản của nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức: 3 I.1.2 . Nhiên liệu cồn 5 I.2 Tình hình sử dụng cồn làm nhiên liệu ở các nước trên thế giới 8 I.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu cồn 11 I.3.1 Tính chất của nhiên liệu cồn 11 I.3.2. So sánh nhiên liệu cồn với các lọai nhiên liệu khác 14 I.3.3 Ethanol là một lọai nhiên liệu tái sinh 15 I.4 . Tiềm năng trữ lượng và khả năng phát triển của ethanol ở Việt Nam 16 I.4.1- Tiềm năng , Trữ lượng và khả năng sản xuất ethanol từ mía 16 I.4.2- Tiềm năng , Trữ lượng và khả năng sản xuất ethanol từ ngô (bắp) 22 I.4.3- Tiềm năng , Trữ lượng và khả năng sản xuất ethanol từ khoai 25 I.4.4- Tiềm năng , Trữ lượng và khả năng sản xuất ethanol từ sắn (khoai mì) 28 Chương II: những thay đổi kỹ thuật của động cơ khi sử dụng nhiên liệu cồn 32 II.1 Những yêu cầu đối với động cơ sử dụng nhiệt liệu cồn 32 II.2 Phương án cải tạo động cơ 32 II.2.2 Cải tiến hệ thống nhiên liệu 33 II.2.3 Phương pháp phun cồn vào trong động cơ 36 Chương III : chuẩn hoá hỗn hợp nhiên liệu xăng - cồn 37 III.1 Các chỉ tiêu cơ bản của nhiên liệu xăng- cồn 37 III.1.1 Các tiêu chuẩn qui đònh cho nhiên liệu xăng-cồn 37 III.1.2 Tính chất của các nguyên liệu dùng pha chế hỗn hợp nhiên liệu xăng –cồn 39 III.1.3 Xác đònh các chỉ tiêu cơ bản của nhiên liệu xăng- cồn 40 III.1.3.1 Hỗn hợp nhiện liệu xăng – cồn (10%ethanol) 40 III.1.3.2 Hỗn hợp nhiện liệu xăng – cồn (20%ethanol) 41 III.2 Các yếu tố công nghệ điều chế cồn 42 III.2.1 Sử dụng mật rỉ để sản xuất cồn 42 III.2 1.1 Yêu cầu nguyên liệu sản phẩm 42 III.2.1.2.Qui trình công nghệ 43 Chương IV: thực nghiệm trên động cơ 48 IV.1 Thiết bò thí nghiệm 48 IV.1.1 Các tính năng cơ bản của động cơ thực nghiệm 48 IV.1.2 Băng thử động cơ 48 IV.2 Chương trình thử nghiệm 49 IV.2.1 Sử dụng nhiên liệu là 100% xăng 49 IV.2.2 Sử dụng nhiên liệu là 100% ethanol 50 IV.2.3 Sử dụng hỗn hợp xăng pha cồn 51 IV.2.3.1 Nhiên liệu xăng- ethanol (10% ethanol) 51 IV.2.3.2 Nhiên liệu xăng- ethanol (20% ethanol) 53 IV.3. Thay đổi tỷ số nén và góc đánh lửa sớm cho động cơ để khảo sát công suất động cơ 54 IV.3.1 Thay đổi góc đánh lửa sớm: 54 IV .3.2 Thay đổi tỷ số nén. 57 IV.3.3 Khảo sát công suất khi tỷ số nén bằng 8.1014 và thay đổi góc đánh lửa sớm: 60 VI.4 . Xác đònh lượng tiêu hao dầu bôi trơn ứng với các loại hỗn hợp nhiên liệu 100% xăng, xăng – ethanol và 100% ethanol 63 VI.5 . Xác đònh độ ô nhiễm ứng với các loại hỗn hợp nhiên liệu xăng cồn và cồn so với xăng 65 VI.5.1.1 Đo ô nhiễm khi động cơ sử dụng nhiên liệu xăng(100%) 65 VI.5.2 Đo ô nhiễm khi động cơ sử dụng nhiên liệu ethanol(100%) 66 VI.5.2.1 Đo ô nhiễm khi động cơ sử dụng nhiên liệu xăng- ethanol(10%) 67 VI.5.2.2 Đo ô nhiễm khi động cơ sử dụng nhiên liệu xăng- ethanol(20%) 68 VI.5.3 So sánh ô nhiễm khi động cơ sử dụng nhiên liệu xăng –ethanol so với xăng 69 Chương V: So sánh các chỉ tiêu kỹ thuật , kinh tế vận hành với động cơ chạy bằng xăng 72 V.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật 72 V.1.1 So sánh công suất của động cơ khi vận hành với các mẫu nhiên liệu 68 V.1.2 So sánh tiêu hao nhiên liệu của động cơ khi vận hành với các mẫu nhiên liệu 69 V.2 Chỉ tiêu kinh tế vận hành 76 Chương VI: Kết luận về khả năng ứng dụng và hướng phát triển 79 VI.1 Khả năng ứng dụng 79 VI.2 Xây dựng các mạng lưới trạm cung cấp 79 VI.3 Hướng phát triển 80 VI.3.1 Chủ trương thay thế 80 VI.3.2 Phát triển vùng cung cấp nguyên liệu để sản xuất cồn 80 VI.3.3 Hướng phát triển của đề tài. 80 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 So sánh nhiên liệu cồn với các lọai nhiên liệu khác 14 Bảng 1.2 Điểm phát lửa của một số Hydrocacbo 15 Bảng 1.3 Diện tích trồng mía ở các đòa phương 19 Bảng 1.4 Sản lượng mía 20 Bảng 1.5 Công suất của các nhà máy đường 21 Bảng 1.7 Diện tích trồng ngô 23 Bảng 1.8 Năng suất trồng ngô 23 Bảng 1.9 Sản lượng ngô tính theo đòa phương 24 Bảng 1.10 Thành phần hoá học của các loại khoai 25 Bảng 1.11 Diện tích trồng khoai ở các đòa phương 26 Bảng 1.12 Năng suất khoai lang ở các đòa phương 26 Bảng 1.13 Sản lượng khoai lang ở các đòa phương 27 Bảng 1.14 Thành phần hoá học của sắn 28 Bảng 1.15 Diện tích trồng sắn 28 Bảng 1.16 Năng suất trồng sắn 29 Bảng 1.17 Sản lượng sắn 30 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cảm quan của ethanol 37 Bảng 3.2 Các chỉ tiêu hoá của ethanol 37 Bảng 3.3 Tiêu chuẩn ASTM D 4806 dùng cho cồn pha vào xăng 38 Bảng 3.4 Tiêu chuẩn ASTM D 5798-99 qui đònh cho hỗn hợp nhiên liệu xăng – cồn . 38 Bảng 3.5 Kết quả thử nghiệm mẫu 1 40 Bảng 3.6 Kết quả thử nghiệm mẫu 2 41 Bảng 3.7 Thành phần hoá học của mật rỉ 42 Bảng 3.8 Đònh mức tiêu hao nguyên vật liệu để sản xuất cồn 42 Bảng 4.1 Kết quả đo công suất động cơ khi sử dụng xăng 48 Bảng 4.2 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu khi sử dụng xăng 48 Bảng4.3 Kết quả đo công suất động cơ khi sử dụng ethanol 49 Bảng 4.4 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu sử dụng ethanol 49 Bảng4.5 Kết quả đo công suất động cơ sử dụng xăng –ethanol(10%) 50 Bảng 4.6 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu sử dụng xăng –ethanol(10%) 51 Bảng 4.7 Kết quả đo công suất động cơ sử dụng xăng – ethanol(20%) 52 Bảng 4.8 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu sử dụng xăng – ethanol(20%) 52 Bảng4.9 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng góc đánh lửa 3 0 53 Bảng4.10 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng góc đánh lửa 3 0 54 Bảng 4.11 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng góc đánh lửa sớm lên 5 0 54 Bảng4.12 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng góc đánh lửa sớm lên 5 0 54 Bảng 4.13 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng tỷ số nén lên giá trò 8,073 56 Bảng4.14 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng tỷ số nén lên giá trò 8,073 56 Bảng4.15 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng tỷ số nén lên giá trò 8.1014 57 Bảng4.16 Kết quả đo công suất động cơ khi tăng tỷ số nén lên giá trò 8.1014 57 Bảng 4.17 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 23 độ 59 Bảng4.18 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 23 độ 59 Bảng 4.19 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 25 độ 60 Bảng4.20 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 25 độ 60 Bảng4.21 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 27 độ 60 Bảng4.22 Kết quả đo công suất động cơ khi thay đổi góc đánh lửa sớm lên 27 độ 61 Bảng 4.23 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu E10 62 Bảng 4.24 Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu E20 63 Bảng 4.25 Đo tiêu hao dầu bôi trơn 66 Bảng 4.26 Đo ô nhiễm ở vò trí cầm chừng 67 Bảng 4.27 Đo ô nhiễm ở vò trí 50% ga 68 Bảng 4.28 Đo ô nhiễm ở vò trí 90% ga 69 Bảng 5.1 So sánh Ne,ge của động cơ khi sử dụng ethanol so vơi khi sử dụng (100%) xăng 71 Bảng 5.2 So sánh Ne,ge của động cơ khi sử dụng xăng pha (10%) ethanol so với khi sử dụng (100%) xăng 72 Bảng 5.3 So sánh Ne,ge của động cơ khi sử dụng xăng pha (20%) ethanol so với khi sử dụng (100%) xăng 73 Bảng 5.4 So sánh công suất của động cơ khi sử dụng các mẫu nhiên liệu 74 Bảng 5.5 So sánh tiêu hao nhiên liệu của động cơ khi vận hành với các mẫu nhiên liệu 75 LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 1 CHƯƠNG MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề: Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ năng lượng ở từng quốc gia trên toàn thế giới ngày một gia tăng . Một trong những nguồn năng lượng quan trọng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đó là dầu mỏ . Tuy nhiên dầu mỏ là một nguồn năng lượng có giới hạn và gây ô nhiễm rất lớn đến môi trường sống của con người qua chiếc động cơ đốt trong.Vì vậy, việc tìm ra các nguồn nhiên liệu khác để thay thế là rất cần thiết .Vấn đề này, hiện nay đã được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm nghiên cứu và ứng dụng có hiệu quả. Ở Việt Nam, nhu cầu tiêu thụ xăng cũng rất lớn và nguồn cung cấp chủ yếu là lượng xăng dầu nhập khẩu từ nước ngoài. Do hiện trạng chưa có nhà máy lọc dầu nên lượng xăng sử dụng cho nhu cầu nội đòa chủ yếu là đến từ nguồn nhập khẩu từ nước ngoài. Điều này khiến cho nguồn xăng nước ta phụ thuộc hoàn toàn vào thò trường xăng dầu thế giới. Trong thời gian gần đây, giá dầu thô trên thò trường thế giới luôn có những biến động thất thường theo chiều hướng ngày một gia tăng cũng gây ảnh hưởng đến nền kinh tế nước ta. Mặt khác, khi sử dụng xăng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong lại gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng do lượng khí thải có chứa độc tố mà nó xả ra. Vấn đề ô nhiễm môi trường do khí xả động cơ đốt trong gây ra đã được các nhà khoa học quan tâm từ rất lâu. Các chuyên gia trong ngành đã đưa ra nhiều giải pháp nhằm hoàn thiện động cơ đốt trong để giảm bớt ô nhiễm . Một trong những giải pháp đó là tìm cách cung cấp năng lượng sạch cho động cơ đốt trong. Như vậy, vấn đề tìm một nguồn nhiên liệu khác để sử dụng cho động cơ xăng nhằm giảm sự lệ thuộc vào lượng xăng nhập khẩu và giảm ô nhiễm môi trường là rất cần thiết và cấp bách. Đối với điều kiện nước ta, có thể sử dụng cồn ethanol hoặc cồn ethanol pha vào xăng để làm nhiên liệu cho động cơ xăng. Cồn ethanol là một nguồn nhiên liệu được sản xuất từ phụ phẩm của ngành công nghiệp mía đường hoặc phụ phẩm của nông nghiệp. Cồn ethanol dùng làm nhiên liệu có thể sản xuất trong nước. Với nguồn nhiên liệu này, động cơ xăng sẽ có một nguồn nhiên liệu thay thế và giúp chủ động hơn trong việc sản xuất cung cấp nhiên liệu cho động cơ. II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài : Từ yêu cầu trên mục tiêu của đề tài là : - Đánh giá khả năng sử dụng cồn làm nhiên liệu cho động cơ xăng. - Đánh giá tiềm năng trữ lượng và khả năng phát triển của ethanol ở Việt Nam. - Triển khai thực nghiệm trên động cơ với nhiên liệu cồn và hỗn hợp nhiên liệu xăng pha cồn . Từ đó so sánh các chi tiêu kinh tế kỹ thuật khi động cơ sử dụng xăng. LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 2 III .Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : III.1 Đối tượng nghiên cứu : Sử dụng nhiên liệu cồn và hỗn hợp xăng pha cồn từ nguồn cồn sản xuất trong nước từ mía đường và phụ phẩm của nông nghiệp. III.2 Phạm vi nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu của đề tài là động cơ xăng 01 xylanh công suất 6,5Hp. IV. Phương pháp nghiên cứu : Dựa vào các tài liệu thống kê, các nguồn tài liệu , Internet để khảo sát tình hình sử dụng cồn làm nhiên liệu ở các nước trên thế giới. Đánh giá khả năng sử dụng cồn cho động cơ xăng từ mía đường và phụ phẩm nông nghiệp. Đánh giá tiềm năng và trữ lượng của nguồn nhiên liệu này ở nước ta nói chung và đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Phần thực nghiệm trên động cơ, đề tài thực hiện trên động cơ xăng một xylanh, công suất 6,5 Hp , ký hiệu UP200, được lắp ráp tại công ty Vinappro. LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 3 CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DÙNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG. I.1. Đánh giá khả năng có thể thay thế xăng của cồn : I.1.1 Các tính chất cơ bản của nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức: a. Những yêu cầu cơ bản đối với nhiên liệu :[1][2] - Đảm bảo khởi động động cơ nhanh chóng và thuận tiện trong bất kỳ trường hợp nào. - Có độ bay hơi thích hợp để đảm bảo dễ khởi động động cơ trong điều kiện nhiệt độ môi trường thấp và động cơ nguội. - Thành phần phải đồng nhất, bắt cháy nhanh. - Có tính chống kích nổ cao, đảm bảo cho động cơ làm việc ở phụ tải lớn mà không bò kích nổ. - Không gây ăn mòn và ăn mòn quá mức bề mặt xy lanh , séc măng, píttông vá các chi tiết khác trong động cơ. - Cháy hoàn toàn và đúng lúc, không tạo ra các sản phẩm cháy có hại. - Có tính ổn đònh nhiệt và hoá học tốt. Nhiên liệu không tạo ra các hợp chất keo nhựa khi tồn chứa, khi cháy không để lại nhiều muội than trong buồng đốt . - Không lẫn các tạp chất cơ học, nước, kiềm hoặc acid. - Không bò đông đặc khi nhiệt dộ hạ thấp. b. Các tính chất cơ bản của nhiên liệu : Là các chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động của động cơ. b.1 Tính bay hơi :Tính bay hơi là một khuynh hướng của nhiên liệu chuyểûn từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi ở nhiệt độ bất kỳ. Tính bay hơi của nhiên liệu ảnh hưởng quyết đònh đến quá trình pha trộn và phân phối hỗn hợp nhiên liệu – không khí vào buồng đốt động cơ, ảnh hưởng tới các quá trình khởi động, hâm nóng và điều khiển máy, mức độ tiêu thụ nhiên liệu, sự mài mòn các chi tiết máy…. Tính bay hơi của nhiên liệu được đánh giá bằng các chỉ tiêu :  Đường cong bốc hơi.  Thành phần chưng cất.  Nhiệt ẩn hoá hơi.  p suất hơi bảo hoà.  Khối lượng riêng và tỷ trọng. Đường cong bốc hơi : ( khoang nhiệt độ bốc hơi của nhiên liệu): Đường cong bốc hơi được biểu thò bằng đường cong % lượng nhiên liệu bốc hơi theo nhiệt độ tính từ nhiệt độ bắt đầu bay hơi( khoảng 35 đến 40 0 C ) đến nhiệt độ bốc hơi hết hoàn toàn (khoảng 195 đến 220 0 C). LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 4 Thành phần chưng cất : thành phần chưng cất được biểu thò qua nhiệt độ chưng cất (T 10 , T 50 ,T 90 ) . T 10 , T 50 ,T 90 là các mốc nhiệt độ bay hơi của nhiên liệu ảnh hưởng đến tính năng hoạt động của động cơ, còn gọi là điểm sôi 10%V, 50%V, 90%V. - T 10 : Nhiệt độ nhiên liệu bốc hơi được 10% lượng nhiên liệu tham gia bốc hơi . T 10 : ảnh hưởng quyết đònh đến tính năng khởi động của động cơ. - T 50 : Nhiệt độ nhiên liệu bốc hơi được 50% lượng nhiên liệu tham gia bốc hơi . T 50: đánh giá khả năng gia tốc của động cơ. - T 90 : Nhiệt độ nhiên liệu bốc hơi được 90% lượng nhiên liệu tham gia bốc hơi. T 90 :chỉ khả năng kéo tải 100% của động cơ. Nhiệt ẩn hoá hơi: Nhiệt ẩn hoá hơi ảnh hưởng khả năng bay hơi và tạo thành hỗn hợp tốt hay xấu. Nhiệt ẩn hoá hơi cao: nhiên liệu khó bay hơi, hình thành hỗn hợp không tốt và không đồng đều làm giảm năng lượng cháy của hỗn hợp. Đối với nhiên liệu có nhiệt ẩn hoá hơi cao cần hâm nóng không khí trước khi đưa vào động cơ. p suất hơi bảo hoà của xăng: (Reid) : là áp suất của hơi ở trạng thái cân bằng với thể lỏng trong một thiết bò chuyên dùng( bơm Reid) được đo tại nhiệt độ xác đònh là 37,8 0 C (hay 100 0 F). p suất hơi bảo hoà có thể được biểu diễn bằng nhiều đơn vò đo áp suất khác nhau như Psi, Bar, kPa ,mmHg, Kg/ cm 2 …… p suất hơi bảo hoà Reid là một trong các chỉ tiêu về tính bay hơi của các loại nhiên liệu . Dựa vào áùp suất hơi bảo hoà Reid có thể đánh giá nhiên liệu về tính dể khới động, khả năng tạo nút hơi, hao hụt do bay hơi trong bảo quản và mức độ nguy hiểm do cháy . p suất hơi bảo hoà Reid càng cao thì khả năng bay hơi càng mạnh Khối lượng riêng và tỷ trọng : Khối lượng riêng đo bằng g/cm 3 hay kg/dm 3 là khối lượng riêng của một đơn vò thể tích. Tỷ trọng là tỷ số khối lượng riêng của một chất ở nhiệt độ nào đó so với khối lượng riệng của nước ở 4 0 C . Ký hiệu là d t/4 .Trong đó t 0 C là nhiệt độ tại đó xác đònh tỷ trọng . Thông thường dùng tỷ trọng tiêu chuẩn ở 20 0 C ký hiệu d 20/4 hoặc tỷ trọng tiêu chuẩn ở 15 0 C ký hiệu d 15/4 . Mỹ , Anh và một số nước lại dùng tỷ trọng ở 60 0 F (tương đương 15,6 0 C) ký hiệu d 60/60 . Các tiêu chuẩn xác đònh tỷ trọng: - TCVN 3893-84, ASTM D 1298 xác đònh tỷ trọng bằng phù kế . - TCVN 2691-78, ASTM D 941, ASTM D 1217 xác đònh tỷ trọng bằng bình đo tỷ trọng mao quản, với các dạng mao quản khác nhau. - ASTM D 1480 xác đònh tỷ trọng bằng bình đo tỷ trọng mao quản, dùng cho chất lõng nhớt. - ASTM D 4052 xác đònh tỷ trọng chất lõng bằng máy đo tỷ trọng hiện số. b.2 Khả năng chống kích nổ : Tính chống kích nổ của nhiên liệu được đánh giá bằng trò số octan . LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 5 Biện pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu suất động cơ và công suất động cơ là tăng tỷ số nén , điều này đòi hỏi phải nâng cao trò số octan của nhiên liệu . Các giải pháp để tăng trò số octan : - Tăng hàm lượng các hydrocacbon có tính chống kích nổ cao như hydrocacbon thom, iso-parafin bằng các phương pháp chế biến sâu (platforming, cracking xúc tác, isome hoá và ankyl hoá ). - Trộn xăng với các loại cồn (Metanol, Ethanol), este và một số hợp chất ngậm oxy như metyl-tetiary-butanol-este(MTBE). - Hàm lượng nhựa thực tế (mg/100 ml xăng):Là lượng cặn rắn còn lại sau khi làm bay hơi một thể tích nhiên liệu nhất đònh trọng những điều kiện xác đònh. Tiêu chuẩn xác đònh là ASTM D 381. b.3 Nhiệt trò của nhiên liệu : Nhiệt trò của nhiên liệu là thông số cơ bản đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu trên động cơ, nó là thông số để tính toán nhiệt của động cơ. b.4 Nhiệt trò của hỗn hợp : Nhiên liệu khác nhau cần một lượng không khí khác nhau để cháy hoàn toàn nên thực tế nhiệt trò của nhiên liệu không quan trọng bằng nhiệt trò của hỗn hợp. Nhiệt trò của hỗn hợp được xác đònh bằng công thức (1.3) kk nl hh G Q Q   1 (1.3) G kk :lượng không khí cần thiết để đốt cháy một kg nhiên liệu. I.1.2 . Nhiên liệu cồn :[10] I.1.2.1 Cồn methanol: a. Giới thiệu về Cồn methanol : Là nhiên liệu lỏng có trò số octan cao thích hợp cho động cơ dùng bộ chế hoà khí. Khoảng thế kỷ 19, cồn methanol dùng ở Pháp như một loại nhiên liệu sạch dùng để nấu ăn và sưởi ấm . Năm 1937, nước Đức đã tiêu thụ 70.000 tấn metylic tổng hợp. Năm 1971 Viện nghiên cứu dầu mỏ Mỹ tiếp tục xem xét vấn đề sử dụng methanol, những năm tiếp theo cơ quan bảo vệ môi trường đã giới thiệu các công trình nghiên cứu của hãng ESSO ( nay là hãng EXXON CORP) về nhiên liệu thay thế . Mùa hè 1974 Tổ chức kỹ thuật Mỹ đã tổ chức một hội nghò chuyên đề về vấn đề sử dụng methanol làm nhiên liệu thay thế. Cùng năm 1974, Bộ nghiên cứu và công nghệ của Đức giới thiệu công trình nghiên cứu về sản xuất, phân phối, sử dụng , tính kinh tế và sự nguy hiểm của methanol và Hydrô khi dùng làm nhiên liệu. Năm 1981 BP REDDY (n Độ ) đã nghiên cứu ứng dụng methanol bằng cách bổ sung thêm vào nhiên liệu diesel. LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 6 b. Ưu nhược điểm của methanol: Ưu điểm : - Methanol có nhiệt ẩn hoá hơi cao nên độâng cơ làm việc mát hơn. - Methanol là nhiên liệu linh hoạt với động cơ đánh lửa cưỡng bức có trò số octan cao (>100). Do đó cho phép làm việc với tỷ số nén cao hơn mà không bò kích nổ nên hiệu suất nhiệt cao hơn. - Methanol là loại nhiên liệu có những đặc tính cháy với hỗn hợp cháy nghèo tốt, giới hạn cháy rộng và tốc độ lan tràn màng lửa cao hơn xăng trong điều kiện cháy nghèo. - Methanol là một chất phụ gia tăng tỷ số octan có hiệu quả . Thêm 10% vào xăng không pha chì tăng tỷ số octan lên 2-3 đơn vò . Nhược điểm : - Nhiệt ẩn hoá hơi cao( gần gấp 4 lần xăng) nên hệ thống hoà khí đối với nhiên liệu Methanol phức tạp hơn . Mặt khác cần hiệu chỉnh hệ thống đònh lượng vì phải cấp một lượng nhiên liệu lớn hơn. - Dễ tan trong nước. - Việc lưu trữ trên ôtô phải được bảo vệ tránh sự hấp thụ nước của methanol. - Khi khởi động động cơ lạnh bằng methanol rất khó do đó đòi hỏi phải có giải pháp tương ứng để khắc phục. c. Kết luận: Methanol có thể dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhất là động cơ xăng do khả năng chống kích nổ tốt . Song methanol có nhược điểm là nhiệt ẩn hoá hơi cao, nhiệt trò thấp , gây ăn mòn kim loại, phá hỏng chất dẻo cao su khi tiếp xúc . Vì vậy khi chuyển nhiên liệu sử dụng cho động cơ từ xăng sang methanol phải cần có những cải tạo cần thiết: tăng tỷ số nén để lợi dụng trò số octan, cải tạo hệ thống nạp để cải thiện việc hình thành hỗn hợp cho động cơ dể khởi động và làm việc tốt và chú ý khả năng ăn mòn và phá huỷ hệ thống nhiên liệu . I.1.2.2 Cồn ethanol : a Giới thiệu về ethanol: Ethanol được sản suất từ các loại nguyên liệu chứa đường lên men được hoặc nguyên liệu chứa gluxit có thể chuyển hoá thành đường lên men được. Nguyên liệu chứa nhiều tinh bột như: ngô, khoai, sắn, lúa mì, đại mạch và mía đường. Ngày nay các công nghệ mới có thể sản suất ethanol từ giấy phế thải, mùn cưa hoặc một số nguyên liệu có giá trò thấp khác như vỏ, cành cây xanh, phế thải nông nghiệp. [...]... cầu đ i v i động cơ sử dụng nhiệt liệu cồn: - Hệ thống nhiên liệu của động cơ ph i đảm bảo cho động cơ dể kh i động do cồn có nhiệt ẩn hoá h i cao - Cồn có trò số Octan cao hơn nên có thể tăng tỷ số nén của động cơ để bù l i một phần công suất cho động cơ do nhiệt trò của cồn thấp II.2 Phương án c i tạo động cơ: [10] II.2.1 Thay đ i tỷ số nén của động cơ: Tỷ số nén là một trong những thông số nhiệt động. .. th i ra không khí và cũng lượng khí đó sẽ được thực vật hấp thụ do đó không có sự gia tăng CO2 trên toàn cầu Nhiên liêu ta i ̣ sinh Hình 1.1 Chu trình của nhiên liệu t i sinh HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 15 LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ T I: Ứ NG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG Sử dụng nhiên liệu t i sinh thay cho nhiên liệu không t i sinh có thể giúp hạn chế việc tăng lượng khí CO2 th i ra m i trường I. 3.3.2... ôctan của ethanol cao hơn xăng và hơn cả ôctan, do đó cồn có tính chống kích nổ cao hơn I. 3.3 Ethanol là một lọai nhiên liệu t i sinh: I. 3.3.1 Nhiên liệu t i sinh: Khi thực vật được sử dụng làm nhiên liệu, nhiên liệu này là nhiên liệu t i sinh Khi nhiên liệu t i sinh được đốt cháy, khí CO2 th i ra không khí nhưng trong trường hợp này có sự cân bằng b i vì thực vật phát triển sẽ hấp thụ khí CO2 Theo... 16/7 /2004 cao hơn gấp đ i so v i mức 460 triệu lít cả năm 2003 Brazin là nước có số lượng ô tô sử dụng nhiên liệu cồn nhiền nhất trên thế gi i Tr i qua gần 30 năm nỗ lực, Brazil đã nghiên cứu thành công nhiên liệu cồn cung cấp cho động cơ ôtô Số xe của cả nước sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn (pha theo tỉ lệ nhất đònh) là 15.5 triệu chiếc , xe ôtô sử dụng hoàn toàn nhiên liệu bằng cồn có 2,2 triệu chiếc... chở Vì vậy, khi sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động cơ cần ph i có gi i pháp để đề phòng cháy nổ - Khả năng bay h i của ethanol kém hơn xăng nên gây ra nhược i m khi sử dụng trên động cơ như: khó kh i động và hình thành hỗn hợp không đều nên hiệu suất thực tế giảm Khi kh i động lạnh động cơ rất khó do đó đ i h i ph i có nhiên liệu kh i động tách biệt hoặc xông nóng nhiên liệu - Nhiệt trò của ethanol(6440... nhiệt ẩn hoá h i cao ảnh hưởng đến khả năng kh i động động cơ Nhiệt trò thấp tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn xăng Khi chuyển nhiên liệu sử dụng cho động cơ từ xăng sang ethanol ph i cần có những c i tạo cần thiết: tăng tỷ số nén để l i dụng trò số octan, c i tạo hệ thống nạp để c i thiện việc hình thành hỗn hợp cho động cơ và chú ý khả năng ăn mòn và phá huỷ hệ thống nhiên liệu Ethanol thông dụng hơn methanol... ĐỀ T I: Ứ NG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG Biểu đồ sản lượng sắn Sản lượng 6000 5000 4000 3000 Sả n lượ ng sắ n 2000 1000 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2001 2003 I. 4.5 Kết luận đánh giá về tiềm năng sản xuất ethanol ở Việt Nam: Việt Nam là một nước nông nghiệp, i u kiện đất đai và khí hậu thích hợp để trồng các lo i cây làm nguyên liệu sản xuất cồn nhiên liệu Các nguồn nguyên liệu. .. nguyên liệu này không ổn đònh, không tập trung Về lâu d i nhà nước cần quy hoạch các vùng cung cấp nguyên liệu để sản xuất cồn một cách tập trung, ổn đònh nhằm cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất cồn HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 31 LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ T I: Ứ NG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG CHƯƠNG II: NHỮNG THAY Đ I KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU CỒN: II.1 Những... nhiệt trò của xăng (10492.5 kcal/kgnl) Nhược i m này làm cho suất tiêu hao nhiên liệu của cồn (0.563 kg/kwh) lớn hơn 1.743 lần xăng( 0.323 kg/kwh) HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 7 LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ T I: Ứ NG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG c Kết luận: Ethanol có thể dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhất là động cơ xăng do khả năng chống kích nổ tốt Song ethanol có nhược i m là nhiệt... Các bang California, New Yord,Connecticut là những n i sử dụng rộng r i xăng pha cồn Hiện nay, Mỹ tiêu thụ khoảng 20 triệu thùng dầu m i ngày, cho nên 10 % là con số không nhỏ M i năm, nước Mỹ đã tiết kiệm được việc nhập khẩu xăng dầu HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 9 LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ T I: Ứ NG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG thông qua biện pháp cho sử dụng cồn pha vào xăng Để phát triển ngành . nhiên liệu t i sinh Nhiên liê ̣ u ta ́ i sinh LUẬN VĂN CAO HỌC ĐỀ T I: ỨNG DỤNG CỒN LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG HVTH: Nguyễn Xuân Hà Trang 16 Sử dụng nhiên liệu t i sinh thay cho nhiên. sử dụng cồn làm nhiên liệu ở các nước trên thế gi i 8 I. 3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu cồn 11 I. 3.1 Tính chất của nhiên liệu cồn 11 I. 3.2. So sánh nhiên liệu cồn v i các lọai nhiên. C i tiến hệ thống nhiên liệu 33 II.2.3 Phương pháp phun cồn vào trong động cơ 36 Chương III : chuẩn hoá hỗn hợp nhiên liệu xăng - cồn 37 III.1 Các chỉ tiêu cơ bản của nhiên liệu xăng- cồn