Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu xác định tỷ lệ hỗn hợp dầu diesel dầu dừa và chất phụ gia tối ưu theo chỉ tiêu kinh tế môi trường của động cơ diesel trên thiết bị AVL

i



MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU THAY THẾ CỦA ĐỘNG CƠ
DIESEL TÀU THỦY 3
1.1. Tổng quan về nhiên liệu thay thế của động cơ diesel tàu thủy 3
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 7
1.1.3. Khả năng sử dụng dầu thực vật tinh khiết làm nhiên liệu cho động cơ đốt
trong ở Việt Nam 8
1.1.4. Tiềm năng dầu thực vật 10
1.1.5. Nhiên liệu dầu thực vật 11
1.2. Tổng quan về chất phụ gia trong nhiên liệu thay thế của động cơ diesel tàu
thủy 17
1.2.1. Chất phụ gia 17
1.2.2. Phân loại chất phụ gia 17
1.2.3. Hoạt chất nâng cao nhiên liệu Nanotech / XXL Fuel Booster 18

1.2.4. Tạo hỗn hợp dầu diesel và chất phụ gia 20
1.3. Các phương pháp xử lý dầu để làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong 20
1.3.1. Phương pháp sấy nóng nhiên liệu 20
1.3.2. Phương pháp pha loãng 21
1.3.3. Phương pháp craking 21
1.3.4. Phương pháp nhũ tương hóa dầu thực vật 21
1.3.5. Phương pháp ester hóa 22
1.4. Các chỉ tiêu kinh tế - môi trường của động cơ diesel tàu thủy trong sử dụng
23
1.4.1. Chỉ tiêu năng lượng (N
e
) 23
1.4.2. Chỉ tiêu kinh tế (g
e
) 23
1.4.3. Chỉ tiêu môi trường (K, CO, NO
x
, HC) [1] 23
1.5. Đối tượng nghiên cứu – phương pháp nghiên cứu 29
ii



CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ HỖN HỢP NHIÊN LIỆU DẦU
DO – DẦU DỪA VÀ PHỤ GIA LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
TÀU THỦY 30
2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp nghiên cứu 30
2.1.1. Cơ sở kỹ thuật 30
2.1.2. Đặc điểm thực tiễn 30
2.1.3. Các thông số nhiệt động và thành phần cơ bản của dầu diesel so với dầu dừa
31
2.2. Nội dung nghiên cứu cơ bản 37
2.2.1. Thực nghiệm, phân tích mẫu hỗn hợp nhiên liệu mới (M) thông qua các chỉ
tiêu chất lượng của dầu diesel 37
2.2.2. Phân tích, xác định chọn mẫu hỗn hợp nhiên liệu mới (M) theo chỉ tiêu chất
lượng của dầu diesel 42
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MẪU HỖN HỢP
NHIÊN LIỆU MỚI TỐI ƯU TRÊN ĐỘNG CƠ THỬ NGHIỆM (AVL 5402) 49
3.1. Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm 49
3.2. Thiết bị và quy trình thử nghiệm 50
3.1.1. Thiết bị thử nghiệm 50
3.1.2. Quy trình thử nghiệm 56
3.2. Kết quả và thảo luận 57
3.2.1. Thử nghiệm chỉ tiêu năng lượng và kinh tế (N
e
, g
e
) 57
3.2.2. Thử nghiệm các chỉ tiêu môi trường (HC, CO, NO
x
, K, CO
2
, Texh) 60
3.2.3. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế - môi trường 66
3.2.4. Tính giá thành của hỗn hợp nhiên liệu 68
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 70
KẾT LUẬN 70
ĐỀ XUẤT 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72



iii



BIỂU BẢNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng 1-1: Diện tích trồng dừa của các nước trên thế giới 10

Bảng 1-2: Thống kê sản lượng dầu thực vật 11

Bảng 1-3: Thành phần hóa học của các loại dầu [8] 12

Bảng 1-4: Thành phần các axit béo của các loại dầu [8] 12

Bảng 1-5: Tính chất lý hóa cơ bản của một số dầu thực vật [8] 14

Bảng 1-6: Thông số của dầu dừa [8] 14

Bảng 1-7: Tính chất lý hóa của dầu dừa so với dầu diesel 16

Bảng 1-8: Đặc tính của XXL Fuel Booster [13] 19

Bảng 2-1: Kết quả đo độ nhớt của hỗn hợp dầu diesel - dầu dừa theo nhiệt độ 39

Bảng 2-2: Nhiệt trị của các mẫu hỗn hợp được thử nghiệm tại TTKTTCĐLCL3 40

Bảng 2-3: Cetane của các mẫu hỗn hợp được thử nghiệm tại TTKTTCĐLCL3 40

Bảng 2-4: Sức căng bề mặt của các mẫu hỗn hợp 41

Bảng 2-5: Khối lượng riêng của các mẫu hỗn hợp 41

Bảng 2-6: Điểm đục của các mẫu hỗn hợp 41

Bảng 2-7: Thành phần Carbon của các mẫu hỗn hợp 41

Bảng 2-8: Thành phần hydro của các mẫu hỗn hợp 42

Bảng 2-9: Thành phần oxy của các mẫu hỗn hợp 42

Bảng 2-10: Các chỉ tiêu chất lượng của các mẫu hỗn hợp 48

Bảng 3-1: Các chỉ tiêu chất lượng của các mẫu hỗn hợp được lựa chọn để thử nghiệm
trên thiết bị AVL 49

Bảng 3-2: Các thông số cơ bản động cơ [16] 53

Bảng 3-3: Các thông số cơ bản của cân 54

Bảng 3-4: Chế độ thử nghiệm 57

Bảng 3-5: So sách công suất động cơ diesel (kW) 58

Bảng 3-6: So sánh suất tiêu hao nhiên liệu động cơ diesel 60

Bảng 3-7: Khí thải HC và CO của động cơ diesel 61

Bảng 3-8: So sánh phát thải NO
x
và K của động cơ diesel 63

Bảng 3-9: So sánh khí thải CO
2
và nhiệt độ khí thải (
0
C) của động cơ diesel 64

iv



Bảng 3-10: Giá trị trung bình của các chỉ tiêu môi trường thử nghiệm so với dầu diesel
66

Bảng 3-11: Giá trị trung bình của chỉ tiêu kinh tế - môi trường thử nghiệm 67

Bảng 3-12: Tính toán giá thành của các lọai nhiên liệu tính cho một lít hỗn hợp 68

Bảng 3-13: Giá trị trung bình BSFC của dầu diesel so với M15 69






v



HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN

Hình 1-1: Quá trình biến đổi đối với dầu thực vật tinh khiết [8] 5

Hình 1-2: Cơ chế tác dụng của XXL 18

Hình 1-3: Sơ đồ ester hóa dầu thực vật [4] 22

Hình 1-4: Cấu trúc chuỗi bồ hóng 26

Hình 1-5: Mô hình cấu trúc dạng hạt sơ cấp 26

Hình 2-1: Nghiên cứu thực nghiệm thiết bị trộn, phân tích hỗn hợp dầu diesel - dầu
dừa và chất phụ gia 38

Hình 2-2: Dụng cụ đo độ nhớt 38

Hình 2-3: Đường cong nhiệt – nhớt của các mẫu nhiên liệu hỗn hợp 39

Hình 2-4: Sơ đồ phân tích xác định mẫu nhiên liệu để thử nghiệm 42

Hình 2-5: Minh họa các chế độ dòng tia khác nhau của chùm dầu diesel ở áp suất cao
45

Hình 3-1: Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm 49

Hình 3-2: Sơ đồ bố trí chung các thiết bị trong phòng thử 51

Hình 3-3: Động cơ và các thiết bị trong phòng thử 52

Hình 3-4: Động cơ thử nghiệm AVL 5402 52

Hình 3-5: Cân điện tử và bình gia nhiệt 53

Hình 3-6: Thiết bị phân tích khí thải Heshbon 54

Hình 3-7: Ống đo và cấu tạo chung Opacimeter 439 55

Hình 3-8: Thiết bị giải nhiệt nước làm mát và dầu bôi trơn 55

Hình 3-9: Thiết bị ổn định nhiệt độ nhiên liệu 56

Hình 3-10: Công suất động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 58

Hình 3-11: Suất tiêu hao nhiên liệu động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 60

Hình 3-12: Hàm lượng khí thải HC của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 62

Hình 3-13: Khí thải CO của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 62

Hình 3-14: Khí thải NO
x
của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 63

Hình 3-15: Độ mờ khói của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 64

Hình 3-16: Khí thải CO
2
của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 65

Hình 3-17: Nhiệt độ khí thải của động cơ ở các chế độ tải và MNL khác nhau 65

vi



Hình 3-18: Giá trị trung bình của các chỉ tiêu môi trường thử nghiệm so với dầu diesel
66

Hình 3-19: Giá trị trung bình của chỉ tiêu kinh tế - môi trường thử nghiệm so với dầu
diesel 67

Hình 3-20: Các chỉ tiêu kinh tế và môi trường: BFSC, CO, HC, K, NO
x
68



vii



KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
BSFC
[g/KW.h]
: Suất tiêu hao nhiên liệu động cơ
CO [%] : Carbon Monoxide
CO2 [%] : Carbon Dioxide

Charge Amplifier
: Bộ khuyếch đại tín hiệu
Encoder : Cảm biến tốc độ động cơ

HC
[ppm]
: Hydrocarbon
NO
x

[ppm]
: Nitrogen Oxides
M : Hỗn hợp nhiên liệu mới
M5 : Hỗn hợp dầu dừa 5% - dầu diesel 94,875% và chất phụ gia 0,125%.
M10 : Hỗn hợp dầu dừa 10% - dầu diesel 89,875% và chất phụ gia 0,125%.
M15 : Hỗn hợp dầu dừa 15% - dầu diesel 84,875% và chất phụ gia 0,125%.
M20 : Hỗn hợp dầu dừa 20% - dầu diesel 79,875% và chất phụ gia 0,125%.
M25 : Hỗn hợp dầu dừa 25% - dầu diesel 74,875% và chất phụ gia 0,125%.
M30 : Hỗn hợp dầu dừa 30% - dầu diesel 69,875% và chất phụ gia 0,125%.
MNL : Mẫu nhiên liệu
K [%] : Độ mờ khói
P : Chất phụ gia XXL
PVO : Dầu thực vật tinh khiết
Thermal Eff (
t
η
)[%]

: Hiệu suất nhiệt động cơ
T exh
[
o
C]
: Nhiệt độ khí thải
T
lm
: Nhiệt nước làm mát
1



LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với việc phát triển quá mức của các ngành công
nghiệp và sự bùng nổ dân số, nhu cầu sử dụng về nhiên liệu ngày càng gia tăng. Trong
khi đó các nguồn năng lượng tự nhiên như dầu mỏ, than đá, khí đốt đang ngày càng
cạn kiệt.
Hơn nữa, việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch có một số nhược điểm là
cháy không hoàn toàn, tạo ra các sản phẩm cháy: CO, CO
2
, HC, NO
x
, gây ô nhiễm
môi trường, đặc biệt khí CO
2
gây hiệu ứng nhà kính. Do vậy, việc tìm kiếm nguồn
năng lượng thay thế hiện nay đang là nhu cầu bức thiết. Song song với việc sử dụng
các nguồn thay thế dầu mỏ như: năng lượng gió, mặt trời, hạt nhân,…thì năng lượng
sinh học cũng đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Năng lượng sinh học
có ưu điểm là loại năng lượng tái sinh, thân thiện với môi trường, công nghệ sản xuất
đơn giản, giá thành thấp. Trong số đó, dầu dừa đang là đối tượng cho việc nghiên cứu
nguồn năng lượng sinh học. Dầu dừa có trữ lượng lớn dễ sản xuất và phát triển mạnh
nhất là ở quốc gia có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam. Vì vậy, việc “Nghiên cứu xác
định tỷ lệ hỗn hợp dầu diesel - dầu dừa và chất phụ gia tối ưu theo chỉ tiêu kinh tế -
môi trường của động cơ diesel trên thiết bị AVL” là vô cùng thực tế và cần thiết.
Nội dung nghiên cứu
1) Xác định tỷ lệ hỗn hợp dầu diesel (dầu diesel 0,05% lưu huỳnh) – dầu dừa và
chất phụ gia tối ưu theo chỉ tiêu kinh tế - môi trường.
2) Đánh giá mẫu hỗn hợp tối ưu theo chỉ tiêu kinh tế - môi trường thông qua thiết
bị AVL.
Ý nghĩa khoa học của đề tài
Các số liệu nghiên cứu của đề tài là số liệu thực tế bổ sung cho sự hiểu biết về
tính năng của dầu dừa trong việc thay thế nguồn nhiên liệu sử dụng trong động cơ
diesel.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Thành công của đề tài là cơ sở cho việc ứng dụng dầu dừa làm nhiên sinh học thay
thế dầu diesel truyền thống cho động cơ diesel nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường.

2



Cấu trúc luận văn
Đề tài thực hiện gồm 3 chương:
Chương I. Tổng quan về nhiên liệu thay thế của động cơ diesel tàu thủy.
Chương II. Nghiên cứu xác định tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu dầu diesel – dầu dừa
và chất phụ gia làm nhiên liệu động cơ diesel tàu thủy.

Chương III. Thực nghiệm nghiên cứu xác định mẫu hỗn hợp nhiên liệu mới
(M10, M15, M20) tối ưu trên động cơ thử nghiệm AVL 5402.
Kết luận và đề xuất.

3



CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU THAY THẾ CỦA ĐỘNG CƠ
DIESEL TÀU THỦY
1.1. Tổng quan về nhiên liệu thay thế của động cơ diesel tàu thủy
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu, sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học trên thế giới mà đặc biệt là
ngành giao thông vận tải có xu hướng tăng nhanh. Ở châu Âu, đây là một phần của
chính sách môi trường Quốc gia và mục đích giảm phát thải CO
2
, giảm sự phụ thuộc
vào nhập khẩu dầu và tạo ra việc làm thông qua phát triển nông thôn.
Hiện nay có nhiều ứng dụng nhiên liệu thay thế cho các động cơ ôtô, ví dụ Brazin
là nước đi đầu trong việc phát triển các loại nhiên liệu sạch từ mía, Brazin hiện có tới
90% ôtô sử dụng nhiên liệu sạch và nhiên liệu sạch pha với nhiên liệu có nguồn gốc
dầu mỏ, với 5 nhà máy cung cấp sản lượng khoảng 49 triệu lít/năm. Một số quốc gia ở
châu Âu cũng góp phần không nhỏ trong việc ứng dụng nhiên liệu thay thế nhất là 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 có ít nhất 2% và đến
31/12/2010 ít nhất 5,75% nhiên liệu dùng trong vận tải phải có nguồn gốc tái tạo. Tại
Đức chỉ thị trên đã được thực hiện sớm hơn, tiếp theo là Áo và Pháp với nhiên liệu
chứa 5% có nguồn gốc tái tạo đã được bán. Ở Mỹ, Áo đã cho động cơ diesel ôtô chạy
bằng dầu thực vật từ nhiên liệu là dầu ăn thải ra từ trong các nhà hàng. Achentina đã
tìm cách phát triển công nghệ sản xuất năng lượng thay thế từ đậu nành với chi phí sản
xuất chỉ bằng ½ so với dầu diesel truyền thống (DO). Nước Anh cũng đã sản xuất
nhiên liệu thay thế từ hạt hướng dương, hạt thầu dầu và hạt cọ. Gần đây, đã có một số
công trình bắt đầu nghiên cứu và công bố sản xuất nhiên liệu sinh học từ rong tảo. Kết
quả công trình nghiên cứu của hai sinh viên tại Đại học Auckland (New Zealand), họ
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. Trong bài viết
trên tạp chí Journal Science, giáo sư James Steenbock Dumesic trường đại
học Wisconsin Madison, Hoa Kỳ (UW-Madison) và các đồng nghiệp đã công bố: Hạt
ngũ cốc và các nguyên liệu nguồn gốc chứa nhiều carbonhydrate có thể được biến đổi
sang dạng chất lỏng hóa học alkanes không chứa lưu huỳnh tạo nên chất phụ gia lý
tưởng cho phương tiện vận chuyển chạy dầu diesel. Kết quả, chất dầu diesel từ thực
4



vật này có thể cung cấp cho ta nguồn năng lượng gấp đôi nguồn năng lượng cần thiết
để tạo ra nó Lợi điểm nữa là có thể sử dụng nguồn nguyên liệu rộng rãi từ thực vật.
Tại Mỹ với mục tiêu giảm 70% dầu nhập khẩu từ Trung Đông vào 2015. Ước
tính năm 2006 sản lượng dầu có thể tăng lên 1 triệu tấn, so với mức 750.000 tấn năm
2005. Các nền kinh tế đầu tàu như Trung Quốc, EU, Mỹ, Nhật, và ngay cả những nước
có nguồn nhiên liệu để phát triển nhiên liệu sạch dồi dào như Brazin, Thái Lan,
Indonesia, Malaysia, Ấn Độ,…cũng đang ra sức phát triển những loại nhiên liệu sạch,
để trong tương lai gần nền kinh tế không phải phụ thuộc vào nguồn cung dầu mỏ.
Hiện nay, Trung Quốc là một quốc gia đông dân nhất và cũng là một quốc gia có
tốc độ phát triển kinh tế nhanh nhất, tuy nhiên nguồn dầu mỏ nước này cũng không đủ
cung cấp ngay trong thời điểm hiện tại. Nên phương án đưa ra của nước này là phát
triển mạnh các loại nhiên liệu sạch và các nguồn khác để đáp ứng nhu cầu sử dụng
trong tương lai gần. Hiện tại Trung Quốc đã có nhiều nhà máy sản xuất nhiên liệu sạch
ở nhiều nơi và hiện đang có một nhà máy sản xuất nguồn nhiên liệu sạch lớn nhất thế
giới ở tỉnh Cát Lâm có sản lượng 600.000 tấn/năm. Và tổng sản lượng dầu diesel sinh
học của Trung Quốc hiện vào khoảng 1.5 triệu tấn/năm.
Ấn Độ là một nước đông dân thứ hai trên thế giới, tốc độ tăng trưởng kinh tế
không phải là nhanh nhưng theo dự báo vào năm 2010 thì lượng xe tiêu thụ trên thị
trường Ấn Độ sẽ tăng gấp đôi bây giờ, nó sẽ kéo theo nguồn nhập khẩu dầu mỏ của
nước này tăng nhanh, như vậy kinh tế nước này phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn cung
dầu mỏ luôn không ổn định. Trong khi đó, nguồn dầu cọ của Ấn Độ đủ cung cấp cho
việc thay thế nguồn dầu mỏ hiện tại nên nước này đang cố gắng sản xuất nhiên liệu
thay thế từ nguồn dầu cọ để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước.
Đông Nam Á là khu vực có điều kiện thiên nhiên ưu đãi nên có nguồn dầu thực
vật được lấy từ nhiều loại cây trong đó chủ yếu dầu cọ và dầu dừa. Thái Lan là một
trong những nước trong khu vực đi tiên phong trong việc sản xuất nhiên liệu sạch, theo
đó 10% nhiên liệu sạch sẽ được sử dụng vào 2011. Còn tại Malayxia, một nước có sản
lượng dầu cọ lớn nhất thế giới, đã quyết định lấy đó làm nguồn nguyên liệu để sản
xuất dầu diesel sinh học và nước này đã sử dụng B5 vào năm 2007 (pha 5% dầu diesel
sinh học vào dầu diesel) trên diện rộng.
5



Bên cạnh Biodiesel còn có nhiều công trình nghiên cứu lắp đặt thêm cụm thiết bị
chuyển đổi để động cơ diesel có thể hoạt động trực tiếp với dầu thực vật hoặc hỗn hợp
giữa chúng với một loại nhiên liệu truyền thống mà không cần chế biến thành
Biodiesel. Công nghệ này được gọi là “sử dụng trực tiếp dầu thực vật tinh khiết” (Pure
Vegetable Oil) gọi tắt là PVO [10].
Dầu thực vật tinh khiết (PVO) là dầu được lấy ra từ quá trình chiết xuất dầu thực
vật của các hạt có dầu. Quá trình này giống như quá trình sản xuất dầu thực vật trong
ngành công nghiệp thực phẩm đã có công nghệ tốt. Chiết xuất hòa tan, ép nguội hoặc
kết hợp cả hai quá trình này được sử dụng để chiết xuất dầu thực vật. Ở đây các bánh
hạt được sản xuất như là sản phẩm thứ hai. Cuối cùng thực hiện chưng cất trong đó
chất hoà tan được tái chế. Dầu thực vật tinh khiết có thể được sử dụng trực tiếp trong
các động cơ xe (đã được cải tiến) không cần sử dụng phụ gia hoặc thay đổi cấu trúc
mol.
Các cây có dầu để sản xuất dầu thực vật tinh khiết sử dụng trong các động cơ
diesel: cải dầu, hướng dương, đậu tương, cọ, dừa, lạc, jatropha, …
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 bằng dầu thực vật nhưng có nhiều vấn đề
phát sinh chủ yếu ở bộ phận phun nhiên liệu, vòng séc măng và sự ổn định của dầu bôi
trơn. Vì vậy, động cơ cần được cải tiến.







Hình 1-1: Quá trình biến đổi đối với dầu thực vật tinh khiết [8]
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 phong về công
sản xuất
h
ạt dầu

Rửa/làm
nh
ỏ/nấu/ép

Chiết
xu
ất dầu

Chưng
c
ất

Dầu thực vật
tinh khi
ết

Dung
môi

Dung môi
(tái ch
ế)

Bánh hạt
6



nghệ PVO trong những năm 1970. Động cơ này đã có thể chạy bằng dầu PVO. Từ đó,
Elsbett đã chế tạo các bộ biến đổi cho các loại động cơ khác nhau như khoang của các
động cơ diesel (từ năm1992), các động cơ diesel truyền thống bơm hút trực tiếp (từ
năm1996), và động cơ diesel chạy bằng bộ bơm hút (từ năm1999). Cho đến nay, trên
một nghìn xe đã được chuyển đổi, bao gồm ô tô, xe tải công suất lớn, xe buýt, thuyền
và các máy phát [10].
Công nghệ sử dụng trực tiếp dầu thực vật chủ yếu là hâm nóng 70-80
0
C kết hợp
pha loãng dầu để đạt được độ nhớt tương đương với dầu diesel. Điều này giúp cho chất
lượng phun dầu tốt và kết quả là quá trình cháy trong động cơ hoàn toàn hơn [10].
Hiện nay, trên thế giới phổ biến có nhiều loại hệ thống nhiên liệu dùng PVO như hệ
thống nhiên liệu kép là loại hệ thống dùng dầu diesel để khởi động và dừng động cơ
đúng qui cách như động cơ dùng dầu diesel truyền thống. Sau khởi động một thời
gian, khi nhiệt độ của động cơ đủ cao, động cơ được chuyển sang sử dụng nhiên liệu
PVO, khi dừng máy hệ thống ngắt nhiên liệu PVO và chuyển sang sử dụng dầu diesel
để rửa sạch hệ thống nhiên liệu nhằm bảo đảm tin cậy cho động cơ khởi động lạnh ở
lần sau, cũng như hạn chế ảnh hưởng xấu của nhiên liệu PVO đến một số chi tiết của
động cơ.
Điều quan trọng cần chú ý dầu thực vật chưa qua tinh chế và dầu thực vật qua
tinh chế (PVO). Theo công trình nghiên cứu giáo sư Michael Allen của đại học
Songkla Thái lan, ông đã sử dụng dầu cọ, dầu thực vật và có được kết quả: động cơ chỉ
hoạt động tốt với dầu đã qua tinh chế, tức là loại dầu đã được tách lọc chất keo và axit
béo. Với dầu thực vật thô chưa qua tinh chế sau khi chạy liên tục 300 giờ động cơ bị
kẹt cứng. Lý giải cho hiện tượng này là do axit béo có trong dầu làm biến tính dầu
nhớt gây hao mòn động cơ. Thí nghiệm này là một khuyến cáo với những ai sử dụng
trực tiếp dầu thực vật hoặc dầu cọ chưa qua xử lý [10].
Song song với công trình nghiên cứu giáo sư Michael Allen thì công trình nghiên
cứu của MSc. Mechanical Engineering đã nghiên cứu sử dụng hỗn hợp 50% dầu dừa
tinh khiết và 50% dầu diesel được thử nghiệm trên xe tải Mazda với động cơ phun trực
tiếp, hâm nóng 70-80
0
C, bộ lọc 5 micron, thời gian thử nghiệm là 3 năm và 60.000
km. Kết luận sau khi tháo rời động cơ không ảnh hưởng đến các cặp lắp ghép pittông-
xéc măng chỉ có muội than bám vào và chi phí sửa chữa tăng lên 10% [20].
7



Điều quan trọng nữa cần chú ý là chất lượng và điều kiện của dầu thực vật. Điều
này đối với hệ thống dầu PVO là quan trọng hơn so với các hệ thống dùng dầu diesel
sinh học. Đối với thị trường Đức, đã có tiêu chuẩn chất lượng (RK-Qualitätsstandard)
mà dầu PVO phải đạt được và nhiều nước cũng tham khảo tiêu chuẩn này. Để 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 phân thị trường đối với các loại dầu khác nhau để đảm bảo chất
lượng phù hợp đối với người sử dụng.
Nguồn nguyên liệu cho sản xuất dầu thực vật tinh khiết 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.
Tuy nhiên, bốn thực vật chính sử dụng để sản xuất dầu thực vật tinh khiết 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.
Một cách để giảm chi phí sản xuất dầu thực vật tinh khiết 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’ và có một số chất ester độc khác.
Loại đậu này có thể trồng được trên nhiều loại đất ở độ cao và chịu hạn tốt.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Đi sau các nước trong việc phát triển nhiên liệu 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 dầu diesel sinh học. Các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu chiết
suất thành công dầu diesel sinh học từ dầu mè, mỡ cá basa, cá tra, nó đã mở ra một
hướng mới cho các nhà đầu tư trong một lĩnh vực mới. Đối với cây mè 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,
basa 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.
8



Theo đề nghị của Bộ Công nghiệp và Văn phòng Công ty Sojitz tại Hà Nội, ngày
03 tháng 8 năm 2005, Bộ Tài nguyên và Môi trường, với tư cách là cơ quan đại diện
của Chính phủ Việt Nam tham gia và thực hiện Nghị định thư Kyoto đã xác nhận dự
án PIN phát triển dầu dừa diesel sinh học theo cơ chế phát triển sạch (CDM) tại tỉnh
Bình Định.
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 Việt Nam - 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 Việt Nam đạt tiêu chuẩn châu Âu về biodiesel.
Từ tháng 8/2006, hệ thống thiết bị sản xuất dầu 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.
Về thử nghiệm dầu thực vật, một số kết quả nghiên cứu của Thạc sỹ Phùng Minh
Lộc, Trường Đại học Nha Trang thử nghiệm ethanol pha vào dầu dừa kết hợp với sấy
nóng hỗn hợp 80
0
C làm nhiên liệu chạy động cơ diesel D12, kết quả suất tiêu hao
nhiên liệu của hỗn hợp tăng hơn so với dầu diesel. Thử nghiệm hỗn hợp 15% dầu hỏa
pha với 85% dầu dừa được sấy nóng ở 60
0
C kết hợp với phụ gia nano fuel bosster làm
nhiên liệu chạy động cơ diesel D12. Kết quả cho thấy suất tiêu hao nhiên liệu của động
cơ đối với hỗn hợp khi có sử dụng chất phụ gia thấp hơn so với hỗn hợp khi không sử
dụng phụ gia [3]. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa đề cập đến việc đánh giá chỉ
tiêu khí thải của động cơ khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu thay thế.
Đối với việc sử dụng trực tiếp dầu PVO cho động cơ diesel, ngoài công trình
nghiên cứu của tác giả Phùng Minh Lộc – Trường Đại học Nha Trang [3], [4], ở Việt
Nam hiện nay chưa có công trình nào được công bố.
1.1.3. Khả năng sử dụng dầu thực vật tinh khiết làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong
ở Việt Nam

9



Nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Phải có nguồn với trữ lượng lớn.
• Có khả năng phát nhiệt lớn và có thể đưa vào sử dụng tập trung.
• Ít bị biến chất trong quá trình bảo quản.
• Ít gây độc hại cho môi trường sống của con người và đối với động thực vật.
• Dể bảo quản và vận chuyển.
• Đảm bảo tuổi thọ động cơ, trong nhiên liệu không được có hoặc có rất ít chất
gây ăn mòn như lưu huỳnh, các loại axit đặc biệt sản phẩm cháy không được có tro
(muội than giảm tối đa) vì đó là các chất gây mài mòn và làm vòng găng bị kẹt.
Đối với dầu thực vật tinh khiết thỏa mãn được phần lớn các yêu cầu về nhiên liệu
dùng trong động cơ đốt trong, đứng về mặt kỹ thuật thì nó có thể là một nguồn nhiên
liệu tốt cho động cơ đốt trong.
Đối với bà con nông dân, nếu các loại cây lấy dầu được trồng chuyên canh và tập
trung (như ở Philippine, dừa được trồng thành rừng để làm nhiện liệu cho động cơ)
cùng với việc đơn giản hóa quy trình sản xuất thì giá của dầu thực vật tinh khiết (PVO)
có thể rẻ hơn diesel như vậy sẽ giảm chi phí và tăng lợi nhuận cho họ.
Mặt khác nhiên liệu quặng thường bị đánh nhiều loại thuế làm cho giá thị trường
của nó tăng lên nên đây là một yếu tố thuận lợi để cho dầu PVO cạnh tranh với diesel.
Để giảm giá thành nhiên liệu dầu PVO bà con nông dân có thể tận dụng các vật
phế thải từ các cây trồng như: ở cây bông gòn, sau khi lấy bông, hạt nó có thể chế biến
dầu với năng suất là 150 lít/ha.
Diesel là nhiên liệu được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Nó được nhập từ các
nước láng giềng. Do đó giá cả thay đổi theo giá thị trường quốc tế. Nếu sản xuất được
dầu PVO chúng ta có thể chủ động được nguồn nhiên liệu, không phụ thuộc vào giá
cả, khả năng cung cấp dầu diesel.
Ở vùng nông thôn Việt Nam, các loại động cơ nhỏ được sử dụng rất phổ biến trên
cánh đồng lúa và nông trại. Mặt khác khoảng 95% các động cơ đó sử dụng diesel [8].
Từ đó ta thấy nếu dùng dầu PVO thay thế cho diesel sẽ tiết kiệm được một lượng
ngoại tệ lớn cho quốc gia.
Khu vực nông thôn có một lực lượng lao động dồi dào, tỷ lệ thất nghiệp cao, việc
sản xuất dầu thực vật (biodiesel) sẽ giải quyết được nhiều việc làm cho nông dân.
10



Lượng CO
2
(tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính) do dầu thực vật (biodiesel)
thải ra giảm đáng kể so với diesel [8].
Khi trồng các loại cây để chế biến dầu thực vật (biodiesel) chúng ta sẽ phủ xanh
một diện tích đất lớn, đó chính là nơi thu nhận CO
2
thải ra từ động cơ và cung cấp Oxy
cho môi trường.
Tóm lại: Việc sử dụng dầu PVO cho động cơ đốt trong có lợi cho môi trường,
con người (cung cấp dưỡng khí cho con người) và cho bầu khí quyển.
1.1.4. Tiềm năng dầu thực vật
1.1.4.1. Trên thế giới
Tổng diện tích dừa trên thế giới năm 1996 được ước tính vào khoảng 11 triệu ha.
Riêng khu vực châu Á và Thái Bình Dương chiếm khoảng 93% trong đó trên 80%
diện tích trồng dừa thuộc các nước Đông Nam Á và Nam Á. Quốc gia trồng dừa nhiều
nhất là Indonesia với diện tích 3,7 triệu ha, kế đến là Philippines với 3,1 triệu ha và
xếp thứ ba là Ấn Độ với 1,796 triệu ha. Trong các nước Nam Thái Bình Dương, Papua
New Guinea là nước sản xuất hàng đầu. Tại châu Phi, Tanzania là nước sản xuất lớn
nhất trong khi ở châu Mỹ Latinh, Brazil chiếm hơn một nửa tổng diện tích dừa của khu
vực đó. Diện tích (ha) dừa đang thu hoạch ở một số nước chủ yếu trên thế giới [18]
Bảng 1-1: Diện tích trồng dừa của các nước trên thế giới
Tên quốc gia Diện tích trồng (ha)
Indonesia 3,7 triệu ha
Philippine 3,1 triệu ha
Ấn độ 1,796 triệu ha
Sri Lanka 419 ngàn ha
Thailand 377 ngàn ha
Papua New Guinea 260 ngàn ha
Tazania 310 ngàn ha

1.1.4.2. Trong nước
• Nước ta là nước nhiệt đới, độ ẩm cao nhất có thể đạt (80-90%). Cây có dầu
có nhiều loại nên nguồn dầu thực vật rất đa dạng: Dầu dừa, dầu cọ, dầu đậu nành, dầu
mè, dầu phụng, dầu thầu dầu, dầu mù u,…
11



• Sản lượng dầu thực vật được thống kê ở bảng 1-1:[15]
Bảng 1-2: Thống kê sản lượng dầu thực vật
Loại dầu
Sản lượng nguyên liệu
(nghìn tấn)
(Năm 2009)
Năng suất dầu

Diện tích trồng
(nghìn ha)
(Năm 2009)
Dầu dừa 894,4 600-700 (kg/ha) 139,3
Dầu phụng 525,1 375 lít /ha 249,2
Dầu đậu nành 213,6 - 146,2

• Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 120.000 ha trồng dừa, hơn 9.000 ha
trồng mè, 18.000 ha trồng đậu nành và trên 1.500 ha đậu phộng cho thấy sản lượng
dầu thực vật tăng đáng kể.
• Việt Nam đã đầu tư để nâng sản lượng dầu thực vật lên 450.000 tấn năm 2005
và 660.000 tấn năm 2010.[12]
• Theo [15] diện tích trồng dừa ở Việt Nam là 139.300 ha, chủ yếu tập trung ở
đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh duyên hải miền Trung. Nhiều nhất là ở Bến Tre,
Nghĩa Bình, Minh Hải, Thuận Hải, và một số huyện ở Thanh Hóa…[11] Với năng suất
600-700 kg/ha /năm sản lượng dầu dừa ở nước ta khoảng 83.580 -97.510 tấn. Như vậy
dầu dừa là loại có tiềm năng lớn so với các loại dầu thực vật khác.
Ðậu nành thời gian sinh trưởng 85-90 ngày, cho năng suất 2.1 tấn/ha trở lên.
Dừa thời gian sinh trưởng 3-4 năm, cho năng suất 5760 trái /ha, sản lượng dầu
600-700 kg/ha. Thời gian cho trái từ 40-60 năm.[2].
1.1.5. Nhiên liệu dầu thực vật
1.1.5.1. Dầu thực vật
Dầu thực vật 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 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, Dầu từ quả của những cây có dầu như:
cây dừa, cây cọ,
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 dầu diesel. Khi
12



chọn dầu làm nhiên liệu thay thế nên chọn loại dầu khơng có cạnh tranh thực phẩm
cho 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 hóa
(biodiesel).
Bảng 1-3: Thành phần hóa học của các loại dầu [8]

Thành phần Dầu hạt bông

Dầu cải dầu

Dầu dừa Dầu diesel
Cac bon 77,25 76,80 72,00 86,60
Hydro 11,66 11,90 12,00 13,40
Oxy 11,09 11,30 16,00 0,00
Tỷ trọng C/H 6,63 6,45 6,00 6,46
Tỷ số lượng khkhí/Lượng
nhiên liệu (A/F)
12,40 12,29 11,83 14,51
Bảng 1-4: Thành phần các axit béo của các loại dầu [8]

Loại axit Tên axit Dầu dừa Dầu cọ Dầu cọ cao Dầu
jatropha
Caprylic 8,24

1,04

3,50

0

Capric 7,19

2,90

4,50

0

Lauric 47,31

50,90

44,70

0,80

Myristic 17,00

18,40

17,50

0,40

Palmitic 8,85

8,70

9,70

14,40


Axit
béo no
Stearic 2,27

1,90

3,01

7,20

Palmitoleic 1,00

0

0

0,70

Oleic 6,27

14,60

15,20

42,00

Linoleic 1,87

1,20

1,80

34,50

Linolenic 0

0

0

0

Axit béo
khơng no
Arachidonic 0

0

0

0

% 100,00

100,00

100,00

100,00

% Axit béo khơng no 9,14

15,80

17,00

77,20


1.1.5.2. Thành phần hóa học của dầu thực vật
Thành phần hóa học của chúng 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
13



chức rượu của glycerol. Trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố H, C và O.
Người ta chia chúng thành ba 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 nửa 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 dầu mau khô: Gồm các dầu có chỉ số Iốt trên 130 như dầu lanh, dầu
trẩu, Về thành phần hóa học, đối với dầu thực vật so với dầu diesel: lượng 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) [17], 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 bé mà vẫn cháy hoàn toàn.
1.1.5.3 Đặc tính dầu thực vật
Khối lượng riêng: Nói chung khối lượng riêng của dầu thực vật lớn hơn dầu
diesel từ 6 - 17% [8].
Độ nhớt: Độ nhớt dầu thực vật ở nhiệt độ thường cao hơn so với dầu diesel
khoảng vài chục lần, nhưng đường cong chỉ thị độ nhớt rất dốc, khi nhiệt độ 100
0
C
đối với dầu bông chỉ còn lớn hơn 7 lần, dầu hạt cải chỉ còn lớn hơn 8 lần so với dầu
diesel. Riêng đối với dầu dừa độ nhớt ở 20
0
C là 37 lớn hơn dầu diesel 6 lần. Độ nhớt
của dầu ảnh hưởng lớn đến khả năng thông qua của dầu trong bầu lọc, đến chất lượng
phun nhiên liệu và hòa trộn hỗn hợp do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế và hiệu
quả của động cơ.
Chỉ số cetane của dầu thực vật nhỏ hơn so với dầu diesel, trong số các dầu thực
vật nghiên cứu thì dầu dừa có chỉ số cetane gần bằng dầu diesel. Muốn tăng chỉ số
cetane cho dầu thực vật có thể dùng biện pháp thêm chất phụ gia "Booster" hay
chuyển chúng thành ester dầu thực vật.
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.
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 - 150
0
C), điểm kết thúc bay hơi cao hơn (360
14



- 375
0
C). Nhiều loại dầu thực vật trong khoảng nhiệt độ 200 - 280
0
C đường cong bay
hơi gần trùng với diesel, nhưng vượt q 280
0
C thì chúng lại thấp hơn. Điểm đáng lưu
ý là dầu thực vật khơng hồn tồn bay hơi hết, đây có thể là ngun nhân gây đóng cặn
trên buồng cháy [8].
Bảng 1-5: Tính chất lý hóa cơ bản của một số dầu thực vật [8]













1.1.5.4. Dầu dừa
Cơng thức tổng qt của dầu dừa:







Bảng 1-6: Thơng số của dầu dừa [8]

Thơng số Giá trị
Tỷ trọng ở 15
0
C 0,86-0,9
Loại dầu Khối
lượng
riêng
(g/cm
3
)
Độ
nhớt
(cSt)
(ở
20
0
C)
Điểm
nóng
chảy
(
0
C)
Điểm

Đục
(
0
C)
Điểm

chớp
lửa
(
0
C)
Nhiệt trò
(Mj/kg)
(Kcal/kg)
Cặn Chỉ số
cetan
Dầu phộng

0,914 85 0/-3 9 258 39,33/9410
0,50 39-41
Dầu cải
dầu
0,916 77 0/-2 11 320 37,40/8956
0,28 38
Dầu dừa 0,915 30-37

23/26 20-28

110 37,10/8875
0,11 40-42
Dầu bông 0,921 73 2/-2 -1 243 36,78/8800
0,49 35-40
Dầu cọ 0,915
95-
106
23/50 31 280 36,92/8834
0,42 38-40
Dầu thầu
dầu
0,955 -
-10/-
12
- 260 38,85/9295
0,10 -
Dầu nành 0,920 58-63

- -4 330 37,30/8925
0,54 36-38
Dầu diesel

0,836 3-6 - -2 43,80/10478

<0,01

45-50

CH
O

O

C
O

R
C
O

O

C
R''
O

R'
2

CH
2

CH
2

15



Độ nhớt ở 33
0
C 5,1
Độ nhớt ở 50
0
C 3,49
Độ nhớt ở 60
0
C 2,76
Độ nhớt ở 70
0
C 1,98
Độ nhớt ở 80
0
C 1,759
Chỉ số cetane 40 – 42
Tính bay hơi rất kém
Chỉ số axit (mg KOH/mg Oil) 0,4-0,9
Nhiệt độ nóng chảy 21-22
Chỉ số Iot (ở 20
0
C) 8-9,5
Tỷ trọng (g/cm
3
) 0,915
Chỉ số xà phòng hóa 255-258
% không xà phòng hóa 0,2-0,5
Sức căng bề mặt ở 20
0
C (mN/m) 33,4
Sức căng bề mặt ở 80
0
C (mN/m) 28,4

Dầu dừa là một loại dầu thực vật được chiết xuất từ các bộ phận trên cây dừa. Ở
đây dầu dừa chủ yếu được chiết xuất từ cơm dừa vì cơm dừa cho năng suất cao nhất
mà không ảnh hưởng đến chu kỳ lấy dầu lần sau.
Dầu dừa lỏng có màu vàng nâu, đặc như mỡ khi hạ nhiệt độ xuống thấp, dầu dừa
không thể chưng cất được, vì chúng bị phân huỷ ngay cả cất dưới áp suất thấp, chỉ có
các glyceride của butyrin hoặc trilaurin có thể cất được trong phòng thí nghiệm.
Dầu dừa là hỗn hợp phức tạp các glycerinde hỗn tạp nên quá trình nóng chảy
không ở một nhiệt độ xác định mà trong một giới hạn nhiệt độ rộng cũng như trường
hợp các hỗn hợp khác, nhiệt độ nóng chảy không trùng chính xác với nhiệt độ đông
đặc mà lại cao hơn. Dầu dừa nhiều axit béo no nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn dầu dừa
có nhiều axit béo chưa no.
Dầu dừa không tan trong nước, rượu 95%, tan nhiều trong rượu nguyên chất, và
trong polyhalogel (chloroform,…), ether, sunfua carbon, etxăng, aren (benzen,
toluen,…). Tuy không tan trong nước nhưng dầu có thể tạo dung dịch keo hay tương
bền khi có chất hoạt động bề mặt.
16



Từ bảng 1-5, 1-6, 2-10 ta có bảng 1-7
Bảng 1-7: Tính chất lý hóa của dầu dừa so với dầu diesel
Thành phần Dầu dừa Dầu diesel
Nhiệt trò (Mj/kg)
(Kcal/kg)
37,10/8875

43,80/10478
Chỉ số cetan 40-42 45-50
Sức căng bề mặt 80
0
C
(mN/m)
28,4 23,4
Khối lượng riêng
(g/cm
3
)
0,915 0,836
Điểm Đục (
0
C)
20-28 -2
Các bon (C) 72,00
86,60
Hydro (H) 12,00
13,40
Oxy (O) 16,00
0,00
Tỷ trọng C/H 6,00
6,46
Tỷ số lượng khơng
khí/ lượng nhiên liệu
(A/F)
11,83
14,51

Độ nhớt của dầu dừa thấp nhất so với các loại dầu thực vật khác. Nó có tính dẫn
điện và tính cảm ứng tốt nhất.
• Cũng như các loại dầu thực vật khác, các thành phần hóa học cơ bản của dầu
dừa là: ester của axit béo và glycerine, nên tính chất hóa học cơ bản của dầu dừa được
coi như là tính chất hóa học của ester của axit béo và glycerine:
+ Phản ứng xà phòng hóa và thuỷ phân hóa
+ Phản ứng alcohol hóa
+ Phản ứng chất xúc tác cho rượu từ chất béo
+ Phản ứng đồng phân hóa
+ Phản ứng cộng hợp
+ Phản ứng oxy hóa
+ Phản ứng trùng hợp
+ Phản ứng làm ơi dầu
Trong đó phản ứng hydro hóa, phản ứng oxy hóa, phản ứng thủy phân là ba phản
ứng có ý nghĩa nhất trong thực tế:
17



• Phản ứng hydro hóa chất béo: Các chất béo có chứa axit béo không no có thể
phản ứng với hydro có mặt chất xúc tác Ni, Pt…hoặc men cho glycerit có axit béo
không no.







Phản ứng này đặc biệt có ý nghĩa trong công nghiệp sản xuất xà phòng
• Phản ứng thủy phân:
Các chất béo rất bị thủy phân ở ngay nhiệt độ thường cho tới nhiệt độ khoảng
100
0
C. Khi có mặt xúc tác bazơ hoặc axit… tạo ra axit béo và glycerin







1.2. Tổng quan về chất phụ gia trong nhiên liệu thay thế của động cơ diesel tàu
thủy
1.2.1. Chất phụ gia
Là những chất cho thêm vào nhiên liệu hay phi nhiên liệu với một lượng nhỏ,
nhưng lại làm tăng các chất sẵn có và có thể tạo ra những tính chất mới cho sản phẩm.
1.2.2. Phân loại chất phụ gia
1.2.2.1. Phụ gia hữu cơ ( phụ gia nhiên liệu sinh học)
Các chất phụ gia hữu cơ cho thêm vào dầu diesel nhằm đạt được những
mục đích khác nhau:
- Để giảm thời kì cháy trễ.
CH
2

O

O

C
O

C
17
H
33

C
O

O

C
C
17
H
33


O

C
17
H
33


CH

CH
2

H
2

+

CH
2

O

O

C
O

C
17
H
35

C
O

O

C
C
17
H
35


O

C
17
H
35


CH

CH
2

CH
2

O

O

C
O

R

C
O

O

C
R”


O

R



CH

CH
2

CH
2

OH

OH

OH

CH

CH
2

H
2
O

+

RCOOH

R’COOH

R’’COOH

+

+

+


18



- Là chất ổn định, chống oxy hóa, nâng cao tính ổn định trong quá trình dự trữ.
- Là chất tẩy rửa bề mặt để duy trì độ sạch của vòi phun, đây là yếu tố rất quan
trọng trong trường hợp động cơ có buồng cháy dự bị.
1.2.2.2. Phụ gia nhiên liệu nhân tạo
Bao gồm các loại phụ gia:
+ Phụ gia tăng công suất
+ Phụ gia tiết kiệm nhiên liệu
+ Phụ gia giảm khí thải
+ Phụ gia làm sạch
Các chất phụ gia kim loại dưới dạng muối axit được sử dụng để làm giảm mức
độ phát sinh bồ hóng của động cơ Diesel.
Những kim loại alcalino-terreux (Ca, Ba, Mg, Fe, Mn, Cu, Ni) thường được sử
dụng làm chất phụ gia trong dầu diesel. Những alcalino-terreux, barium và calcium có
hiệu quả nhất đối với động cơ phun trực tiếp hay phun gián tiếp.
1.2.3. Hoạt chất nâng cao nhiên liệu Nanotech / XXL Fuel Booster
XXL là nhiên liệu sinh học nâng cao, được sản xuất từ dầu cọ tinh chất và là chất
hữu cơ thiên nhiên 100%. Các quá trình tinh chế đặc biệt và kích hoạt đã cho phép tạo
ra các phân tử XXL có tính năng làm gãy chuỗi và tái định dạng các phân tử
hydrocarbon trong nhiên liệu hóa thạch thành nhiên liệu có chất lượng cao, những
phân tử nhiên liệu có nhiều năng lượng và khả năng oxy hóa cao.

Hình 1-2: Cơ chế tác dụng của XXL

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×