LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l ti nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu kt qu nờu lun ỏn l trung thc v cha tng c cụng b bt k ti nghiờn cu no khỏc H Ni, thỏng 03 nm 2014 Nghiờn cu sinh Lờ Danh Quang i LI CM N Tụi xin chõn thnh cm n Trng i hc Bỏch khoa H Ni, Vin o to sau i hc, Vin C khớ ng lc v B mụn ng c t ó cho phộp tụi thc hin lun ỏn ti Trng i hc Bỏch khoa H Ni Xin cm n Vin o to sau i hc v Vin C khớ ng lc v s h tr v giỳp sut quỏ trỡnh tụi lm lun ỏn Tụi xin chõn thnh cm n GS.TS Phm Minh Tun v PGS.TS Lờ Anh Tun ó hng dn tụi ht sc tn tỡnh v chu ỏo v mt chuyờn mụn tụi cú th thc hin v hon thnh lun ỏn Tụi xin chõn thnh bit n Quý thy, cụ B mụn v Phũng thớ nghim ng c t Trng i hc Bỏch khoa H Ni luụn giỳp tụi v to iu kin mt cỏch thun li nht hon thnh lun ỏn ny Tụi xin chõn thnh cm n Vin Du khớ Vit Nam ó to iu kin giỳp tụi c tham gia thc hin ti nghiờn cu qua ú hon thnh lun ỏn ny Tụi xin cm n Ban giỏm hiu Trng i hc Thnh ụ, Ban ch nhim khoa Cụng ngh k thut ụ tụ cựng cỏc thy cụ khoa ó hu thun v ng viờn tụi sut quỏ trỡnh hc tp, nghiờn cu Tụi xin by t bit n sõu sc ti thy phn bin, cỏc thy hi ng chm lun ỏn ó ng ý c duyt v úng gúp ý kin tụi cú th hon chnh lun ỏn ny v nh hng nghiờn cu tng lai Cui cựng tụi xin gi li cm n chõn thnh n gia ỡnh, bn bố v ng nghip nhng ngi ó luụn ng viờn, khuyn khớch tụi sut thi gian nghiờn cu v thc hin cụng trỡnh ny Nghiờn cu sinh Lờ Danh Quang ii MC LC Danh mc cỏc kớ hiu, cỏc ch vit tt Danh mc cỏc hỡnh v, cỏc bng M U CHNG TNG QUAN V NHIấN LIU SINH HC V PH GIA CHO NHIấN LIU NG C T TRONG 1.1 Nhiờn liu sinh hc v vai trũ 1.1.1 Cỏc dng nhiờn liu sinh hc 1.1.1.1 Cn 1.1.1.2 Du thc vt 1.1.1.3 Metyl este 1.1.1.4 Hp cht cha oxy 1.1.1.5 Dimetyl ether 1.1.1.6 Dimetyl cacbonate (DMC) 1.1.2 Nhiờn liu bio- diesel 1.1.2.1 Khỏi nim v ngun nguyờn liu sn xut 1.1.2.2 Tỡnh hỡnh sn xut v s dng bio-diesel trờn th gii v Vit Nam 10 1.1.2.3 Tớnh cht vt lý 12 1.1.2.4 Tớnh cht húa hc 12 1.1.2.5 Cỏc c im khỏc ca biodiesel 13 1.1.3 Xng sinh hc 14 1.1.3.1 Khỏi nim v ngun nguyờn liu sn xut 14 1.1.3.2 Tỡnh hỡnh sn xut v s dng ethanol trờn th gii v Vit Nam 14 1.1.3.3 Tớnh cht vt lý 15 1.1.3.4 Tớnh cht húa hc 16 1.1.3.5 Cỏc c im khỏc ca ethanol 17 1.2 Ph gia cho nhiờn liu ng c t 17 1.2.1 Ph gia cho nhiờn liu húa thch 17 1.2.1.1 Ph gia cho nhiờn liu xng 18 1.2.1.2 Ph gia cho nhiờn liu diesel 18 1.2.1.3 Ph gia nano 19 1.2.1.4 Mt s ph gia in hỡnh 20 1.2.2 Ph gia cho nhiờn liu sinh hc 22 1.2.2.1 c im ca ph gia cho nhiờn liu sinh hc 22 1.2.2.2 Mt s ph gia sinh hc in hỡnh 23 1.3 Cỏc cụng trỡnh nghiờn cu trờn th gii v Vit Nam v ph gia cho nhiờn liu sinh hc 25 1.3.1 Cỏc nghiờn cu trờn th gii v ph gia cho nhiờn liu sinh hc 25 1.3.2 Cỏc nghiờn cu nc 29 30 CHNG C S Lí THUYT V PH GIA CHO HN HP ETHANOL SINH HC VI NHIấN LIU HểA THCH 32 2.1 Nhiờn liu khoỏng pha trn vi nhiờn liu sinh hc 32 2.1.1 Ethanol nhiờn liu bin tớnh 32 2.1.2 Ch tiờu cht lng xng v diesel thụng dng 33 2.1.2.1.Cỏc c tớnh v ch tiờu cht lng ca xng thụng dng 34 2.1.2.2 Ch tiờu cht lng ca diesel thụng dng 35 2.1.3 Xng pha ethanol 36 iii 2.1.4 Diesel pha ethanol 37 2.1.5 Kh nng thớch ng ca nhiờn liu khoỏng pha trn vi ethanol 37 2.2 Tớnh cht lý hoỏ ca hn hp ethanol v nhiờn liu hoỏ thch E10 v D5 38 2.2.1 Tớnh cht lý hoỏ ca nhiờn liu E10 38 2.2.2 Tớnh cht lý hoỏ ca diesel D5 42 2.3 Ph gia cho hn hp ethanol sinh hc vi nhiờn liu húa thch 48 2.3.1 Ph gia cho nhiờn liu xng pha ethanol 48 2.3.1.1 Ph gia tng tr s octan 49 2.3.1.2 Nhúm ph gia tr tan v chng phõn tỏch pha 49 2.3.1.3 Nhúm ph gia chng n mũn kim loi 51 2.3.1.4 Nhúm ph gia chng oxy húa 52 2.3.1.5 Nhúm cỏc ph gia khỏc 52 2.3.2 Ph gia cho diesel pha ethanol 53 2.3.2.1 Nhúm ph gia ci thin tr s xetan 54 2.3.2.2 Nhúm ph gia tr tan v chng phõn tỏch pha 55 2.3.2.3 Nhúm ph gia tng nht 55 2.3.2.4 Nhúm ph gia chng n mũn, mi mũn, chng úng cn 56 2.4 Quy trỡnh phỏt trin v th nghim ph gia cho hn hp nhiờn liu sinh hc v nhiờn liu húa thch 56 ng 58 CHNG PHT TRIN PH GIA CHO NHIấN LIU SINH HC E10 V D5 60 60 3.1.1 C s ti u húa 60 3.1 63 3.1.3 ng dng 68 3.2 La chn thnh phn ph gia cho nhiờn liu E10 v D5 bng phng phỏp quy hoch thc nghim 72 3.2.1.Ti u húa thnh phn ph gia cho nhiờn liu E10 72 3.2.2.Ti u húa thnh phn ph gia cho nhiờn liu D5 78 3.3 ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng ca nhiờn liu E10 v D5 cú ph gia 82 3.3.1 ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng nhiờn liu E10 cú ph gia 82 3.3.2 ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng diesel D5 cú ph gia 87 3.4 Nhn xột v vic kho sỏt nhiờn liu E10 v D5 khụng v cú ph gia 95 3.4.1 Nhn xột v vic kho sỏt nhiờn liu E10 khụng v cú ph gia 95 3.4.2 Nhn xột v vic kho sỏt nhiờn liu D5 khụng v cú ph gia 95 96 CHNG TH NGHIM PH GIA VI NHIấN LIU D5 V E10 TRấN NG C 97 97 4.1.1 ng c D243 trờn bng th ng lc cao 97 4.1.2 ng c Dayhan 97 trờn bng th T101D 97 4.1.3 ng c ụ tụ Ford Laser BPD-N 1.8 L trờn bng th ng lc cao ETB 98 4.1.4 Xe mỏy Honda Wave 110 98 4.1.5 Mc tiờu th nghim 99 99 99 100 100 iv ụ tụ Ford Laser BPD-N 1.8L 100 4.3.2 Bng th Didacta T101D dựng th nghim ng c Dayhan 97 v Honda 110 102 4.3.3 H thng th nghim cụng sut v khớ thi xe mỏy 102 nghim ph gia VPI-D cho nhiờn liu D5 103 4.4.1 103 -D 105 nghim ph gia VPI-G cho nhiờn liu E10 109 109 4.5.1.1 110 109 111 -N 1.8 L 112 VPI-G 114 4.5.2.1 -G trờn ng c Dayhan 97 114 4.5.2.2 Th nghim i chng ỏnh giỏ tỏc ng ca ph gia sau chy n nh 100 gi trờn xe Honda Wave 110 118 -D 120 4.5.3.1 Ph gia VPI-D cho nhiờn liu D5 120 4.5.3.2 Ph gia VPI-G cho nhiờn liu E10 121 121 KT LUN V KIN NGH 123 Kt lun 123 Hng nghiờn cu tip theo 123 TI LIU THAM KHO 125 Ting vit 125 Ting Anh 126 PH LC 1: MT S BNG KT QU NGHIấN CU 130 Mt s bng kt qu ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng ca nhiờn liu E10 v D5 cú ph gia 130 Kt qu th nghim cỏc mu nhiờn liu D5 trờn ng c diesel D243 132 Kt qu th nghim trờn ng c Dayhan 97 134 Kt qu th nghim trờn ng c ụ tụ Ford laser BPD-N 1.8L 135 Kt qu th nghim trờn xe Wave 110 136 PH LC 2: MT S HèNH NH V TRANG THIT B V QU TRèNH NGHIấN CU THC NGHIM 138 Mt s thit b phõn tớch tớnh cht lý húa ca nhiờn liu 138 Trang thit b v quỏ trỡnh nghiờn cu thc nghim NLSH vi ph gia 139 v DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT Ký hiu vit tt ASTM B10 B15 B20 BHT CEB CmHn v HC D5 DCI DTBP E10 E15 E20 E5 E85 EHN ETB ETBE FFA H2 HBM HFRR MMT MON MTBE NLBT NLSH NOX PG P-M ppm QHTN RON TBA TCVN TEL Chỳ gii ca ký hiu vit tt American Society for Testing and Metarials (h thng tiờu chun) Nhiên liệu pha 90% diesel 10% biodiesel Nhiên liệu pha 85% diesel 15% biodiesel Nhiên liệu pha 80% diesel 20% biodiesel Butylated hydroxytoluene Combustion Emission Bench/ T phõn tớch khớ x Hyụcỏcbon Nhiên liệu pha 95% diesel 5% ethanol Darex corrosion inhibitor (cht c ch n mũn Darex) Di-tertiary butyl peroxide Nhiên liệu pha 90% xăng 10% ethanol Nhiên liệu pha 85% xăng 15% ethanol Nhiên liệu pha 80% xăng 20% ethanol Nhiên liệu pha 95% xăng 5% ethanol Nhiên liệu pha 15% xăng 85% ethanol 2-Ethylhexyl nitrate High Dynamic Engine Testbed/ Bng th ng lc cao Ethyl Tertiary Buthyl Ether Free fatty acids (thành phần axit béo tự do) Nhiờn liu khớ hydrụ Cht hot ng b mt High-frequency receiprocating rig (kh nng bụi trn) Methylcyclopentadenyl manganese tricarbonyl Motor Octane Number - ch s Octan ng c Methyl Tertiary Buthyl Ether Nhiờn liu bin tớnh Nhiờn liu sinh hc Cỏc loi ụxớtnit Ph gia Cht thi dng ht Part per million (một phần triệu) Quy hoch thc nghim Research Octane Number - ch s Octan nghiờn cu Tertiary-butylalcohol Hệ thống tiêu chuẩn đo l-ờng Việt Nam Tetraethyl lead vi DANH MC CC BNG Trang Bng 1.1 Tớnh cht ca ethanol 16 Bng 2.1 Yờu cu k thut i vi ethanol NLBT 33 Bng 2.2 c tớnh c bn ca ethanol NLBT 33 Bng 2.3 Cỏc ch tiờu cht lng ca xng thụng dng 34 Bng 2.4 c tớnh ca xng thụng dng 35 Bng 2.5 Ch tiờu cht lng ca diesel thụng dng 35 Bng 2.6 c tớnh nhiờn liu ca xng thụng dng v ethanol NLBT 36 Bng 2.7 n nh oxy húa ca xng-ethanol 38 Bng 2.8 Tr s octan ca xng v xng-ethanol 38 Bng 2.9 Thnh phn chng ct phõn on ca xng A90 v xng E10 39 Bng 2.10 p sut hi bóo hũa ca nhiờn liu E10 39 Bng 2.11 S phõn tỏch pha ca xng A90 v nhiờn liu E10 theo nhit 40 Bng 2.12 S phõn tỏch pha ca nhiờn liu E10 theo thi gian nhit thng 40 Bng 2.13 S phõn tỏch pha ca nhiờn liu E10 theo hm lng nc 40 Bng 2.14 n mũn mnh ng ca xng A90 v nhiờn liu E10 41 Bng 2.15 Tớnh cht v cht lng nhiờn liu E10 41 Bng 2.16 Tớnh cht v cht lng nhiờn liu diesel 42 Bng 2.17 Diesel pha trn vi ethanol NLBT 43 Bng 2.18 Tr s xetan ca nhiờn liu diesel-ethanol 44 Bng 2.19 Thnh phn ct phõn on ca nhiờn liu diesel-ethanol 44 Bng 2.20 Nhit chp chỏy cc kớn ca diesel-ethanol 45 Bng 2.21 bụi trn v nht ng hc ca diesel-ethanol 45 Bng 2.22 im c ca nhiờn liu diesel-ethanol 45 Bng 2.23 S phõn tỏch pha ca nhiờn liu D5 theo hm lng nc 46 Bng 2.24 n mũn mnh ng nhiờn liu diesel-ethanol 47 Bng 2.25 Tớnh cht v cht lng nhiờn liu diesel pha 5% ethanol (D5) 47 Bng 3.1 Giỏ tr k hoch thc nghim tõm trc giao 71 Bng 3.2 Giỏ tr cỏnh tay ũn k hoch thc nghim tõm trc giao 71 Bng 3.3 iu kin thớ nghim c chn 75 Bng 3.4a Ma trn quy hoch thc nghim t hp ph gia cho nhiờn liu E10 75 Bng 3.4b Ma trn quy hoch thc nghim t hp ph gia cho nhiờn liu E10 77 Bng 3.5: iu kin thớ nghim c chn 79 Bng 3.6 Ma trn quy hoch thc nghim t hp ph gia cho nhiờn liu diesel D5 81 Bng 3.7 n mũn mnh ng ca nhiờn liu E10 cú ph gia 83 Bng 3.8 Thnh phn v hm lng ca nc bin nhõn to 85 Bng 3.9 Thnh phn ct phõn on ca nhiờn liu D5 cú ph gia 87 Bng 3.10 Tr s xetan ca nhiờn liu D5 cú v khụng cú ph gia 88 Bng 3.11 Nhit chp chỏy cc kớn ca nhiờn liu diesel v D5 cú ph gia 88 Bng 3.12 bụi trn v nht ng hc ca nhiờn liu D5 cú ph gia 89 Bng 3.13 S phõn tỏch pha ca diesel-ethanol cú ph gia theo thi gian nhit thng 90 Bng 3.14 n nh oxy húa ca nhiờn liu D5 cú ph gia 91 Bng 3.15 n mũn tm ng nhiờn liu D5 cú ph gia 91 Bng 3.16 Tc n mũn cỏc kim loi nhụm, ng v thộp cỏc mụi trng nc chit t nhiờn liu th nghim diesel, nhiờn liu D5 cú v khụng cú ph gia 94 Bng 3.17 n mũn mnh ng diesel-ethanol 94 vii Bng 3.18 Tớnh cht v cht lng nhiờn liu D5 cú 1,0% ph gia VPI-D 95 Bng 4.1 Thụng s c bn ca ng c D243 97 Bng 4.2 Thụng s c bn ca ng c Dayhan 97 97 Bng 4.3 Thụng s ng c xe Ford LaserBPD-N 1.8L 98 Bng 4.4 Thụng s xe Wave 110 99 Bng 4.5 Kt qu o khớ thi theo chu trỡnh Chõu u ECE R49 106 Bng 4.6 Kt qu phõn tớch mu du bụi trn ng c s dng nhiờn liu gia VPI-D 106 Bng 4.7 Kt qu xỏc nh ht mi du bụi trn ng c s dng nhiờn liu D5 bng phng phỏp Ferograph 107 Bng 4.8 Kt qu phõn tớch mu du bụi trn ng c s dng nhiờn liu E10 thi im gi, sau 50 gi v 100 gi hot ng 116 Bng 4.9 Kt qu xỏc nh ht mi du bụi trn ng c s dng nhiờn liu E10 bng phng phỏp Ferograph 116 Bng 4.10 Kớch thc cỏc chi tit trc v sau chy bn 120 viii DANH MC CC HèNH V V TH Trang Hỡnh 1.1 C cu sn xut biodiesel t cỏc loi du khỏc Hỡnh 1.2 n nh ca hn hp nhiờn liu diesel, ethanol vi ph gia 26 Hỡnh 1.3 ng c Ford 1.8L Duratec Flexi Fuel trờn bng th v hỡnh nh cn cacbon bỏm trờn xupap, vũi phun vi trng hp khụng v cú pha ph gia 26 Hỡnh 1.4 Khi lng cn bỏm trờn xupap ng c s dng nhiờn liu E85 thay i lng ph gia 27 Hỡnh 1.5 Khi lng cn bỏm trờn xu pỏp ca ng c thay i t l ethanol 27 Hỡnh 1.6 Hiu sut nhit v phỏt thi ca ng c vi cỏc mu nhiờn liu Sample1 (E50 + 5% ph gia), Sample2 (E60+10% ph gia) v Sole fuel (xng gc) 28 Hỡnh 2.1 Nhit phõn pha ca nhiờn liu E10 ph thuc hm lng nc 41 Hỡnh 2.2 Tr s xetan ca nhiờn liu diesel-ethanol ph thuc vo nng ethanol 44 Hỡnh 2.3 Nhit kt tinh ca diesel-ethanol theo nng ethanol 46 Hỡnh 2.4 bn phõn tỏch pha ca diesel D5 ph thuc vo hm lng nc 47 Hỡnh 2.5 Khi xy s phõn tỏch pha nhiờn liu xng-ethanol 50 Hỡnh 2.6 Cụng thc húa hc ca cht ph gia cú ngun gc du m bộo ng thc vt 51 Hỡnh 2.7 Cht ph gia cú nht cao 55 Hỡnh 2.8 Cụng thc húa hc ca mt loi ph gia a chc nng 56 Hỡnh 2.9 Quy trỡnh phỏt trin ph gia cho hn hp nhiờn liu sinh hc vi nhiờn liu khoỏng 58 Hỡnh 3.2 Mụ hỡnh i tng cụng ngh MIMO (nhiu vo, nhiu ra) 69 Hỡnh 3.3 Ta cỏc im thớ nghim ca phng ỏn thc nghim cp 70 Hỡnh 3.4 nh hng ca ph gia n bn phõn pha ca nhiờn liu E10 83 Hỡnh 3.5 nh hng ca ph gia n n nh ụxy húa ca nhiờn liu E10 83 Hỡnh 3.6 nh soi kim tng mu kim loi ng, nhụm v thộp chu tỏc ng bi nhiờn liu E10 khụng cú v cú ph gia VPI-G 85 Hỡnh 3.7 n mũn tm ng nhiờn liu E10 cú (a) v khụng cú (b) ph gia VPI-G sau ngy 50oC 85 Hỡnh 3.8 Tỏc ng ca ph gia n tớnh chng n mũn kim loi nhiờn liu E10 87 Hỡnh 3.9 bụi trn ca nhiờn liu D5 ph thuc vo ph gia 89 Hỡnh 3.10 nht ng hc ca nhiờn liu D5 ph thuc vo ph gia 89 Hỡnh 3.11 bn phõn tỏch pha ca nhiờn liu D5 ph thuc vo ph gia 90 Hỡnh 3.12 nh soi kim tng mu kim loi ng, nhụm v thộp chu tỏc ng bi nhiờn liu D5 khụng v cú ph gia VPI-D 92 Hỡnh 3.13 Thộp b n mũn cỏc mu nhiờn liu D5 93 Hỡnh 4.1 ng c D243 trờn bng th ETB 97 Hỡnh 4.2 ng c Dayhan 97 trờn bng th 97 Hỡnh 4.3 o c tớnh trờn bng th xe mỏy CD20 98 Hỡnh 4.4 S bng th ng lc hc cao ETB 101 Hỡnh 4.6 S S bng th Chassis Dynamometer 20 103 104 Hỡnh 4.8 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c D243 s dng nhiờn liu D5 pha ph gia VPI-D 104 im gi, sau 50 gi v 100 gi chy n nh vi nhiờn liu D5 cú ph gia 105 Hỡnh 4.10 nh ht mi du bụi trn trc chy bn vi nhiờn liu D5 107 Hỡnh 4.11 nh ht mi du bụi trn sau chy bn 50 gi vi nhiờn liu D5 108 Hỡnh 4.12 nh ht mi du bụi trn sau chy bn 100 gi vi nhiờn liu D5 108 ix Hỡnh 4.13 Hỡnh nh kt cn cacbon trờn vũi phun ng c D243 ng c chy nhiờn liu D5 cú ph gia sau 50 gi v 100 gi 109 110 Hỡnh 4.15 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c pha ph gia VPI-G 110 Wave 110 theo tc ch ton ti 111 Hỡnh 4.17 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c xe Wave dựng nhiờn liu E10 pha ph gia VPI-G so vi trng hp khụng pha ph gia 112 Hỡnh 4.18 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c xe Wave nhiờn liu E10 pha ph gia VPI-G so vi trng hp pha ph gia Keropur 112 theo tc ch ton ti 113 Hỡnh 4.20 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c ụ tụ Ford nhiờn liu E10 pha ph gia VPI-G so vi trng hp khụng pha ph gia 113 Hỡnh 4.21 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca ng c ụ tụ Ford nhiờn liu E10 pha ph gia VPI-G so vi trng hp pha ph gia Keropur 114 gi v 100 gi chy n nh vi E10 cú ph gia 114 im gi, sau 50 gi v 100 gi chy n nh vi E10 cú ph gia 115 im gi, sau 50 gi v 100 gi chy n nh vi E10 cú ph gia 115 Hỡnh 4.25 nh ht mi du bụi trn trc chy bn vi nhiờn liu E10 117 Hỡnh 4.26 nh ht mi du bụi trn sau chy bn 50 gi vi nhiờn liu E10 117 Hỡnh 4.27 nh ht mi du bụi trn sau chy bn 100 gi vi nhiờn liu E10 117 Hỡnh 4.28 Hỡnh nh kt cn cacbon trờn bugi ng c Dayhan 97 chy nhiờn liu E10 cú ph gia sau 50 gi v 100 gi 118 chy n nh vi ba mu nhiờn liu E10 khụng v cú ph gia 118 gi chy n nh vi E10 khụng v cú cỏc ph gia 119 Hỡnh 4.31 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca xe Wave 110cc sau 100 gi chy n nh vi E10 pha ph gia VPI-G vi trng hp khụng pha ph gia 119 Hỡnh 4.32 T l ci thin cỏc thụng s tớnh nng v phỏt thi ca xe Wave 110 sau 100 gi chy n nh vi E10 pha ph gia VPI-G vi trng hp pha ph gia Keropur 119 x [65] L Hajba, Z Eller, E Lagy, J Hancsok, Properties of diesel-Alcohol blends, Hungarian Journal of industrial Chemistry Veszprem, Vol.39(3)pp.349-352 (2011) [66] M Jtaba Saei Moghaddam, Abdolsamad Zarringhalam Moghaddam, Nooshin Gholipour Zanjani, Erfan Salimipur, Improvement Fuel Properties and emission reduction by use of Diglyme-Diesel fuel blend on a heavy-duty diesel engine, 2011 International Conference on Environmental Engineering and Applications IPCBEE vol.17 (2011) IACSIT Press, Singapore [67] Multifunctional Diesel Fuel Additives from Triglycerides Energy & Fuels 2001,15,1194-1199 [68] G Venkata Subbaiah, K.raja Gopal, Syed altaf Hussain, B Durga Prasad & K Tirupathi Reddy, Rice bran oil biodiesel as an addtive in diesel-ethanol blends for diesel engines, IJRRAS June 2010 [69] Ultrazol 8219, the Lubrizol comporation [70] The Role of Additives for Diesel and Blended (Ethanol or Biodisel) Fuel, A Review Energy & Fuels 2007 [71] International Workshop on Automotive Technology, Engine and Alternatve Fuels, 2008 [72] Xiaoqi Cui, Arjan Heiman tel, Valeri Golovichev and Ingemar Denbratt, Combustion and Emissions in a Light-Duty Diesel Engine Using Diesel-Water Emulsion and DieselEthanol Blends, Chaimers University of Technology, 2009-01-2695 128 DANH MC CC CễNG TRèNH CễNG B CA LUN N Khong Vu Quang, Le Anh Tuan, Pham Minh Tuan, Le Danh Quang, Tran Van Toai Experimental study of the effect of gasohol fuel with and without additive on performance and emissions of spark ignition, The 5th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC) Symposium, thỏng 2/2011, tr 514ữ519 Lờ Danh Quang, Phm Minh Tun, Lờ Anh Tun, Khng V Qung, Nghiờn cu thc nghim nh hng ca ph gia cho nhiờn liu disohol D5 n tớnh nng v phỏt thi ca ng c Tp C khớ Vit Nam s c bit thỏng 10 nm 2011 cho mng Hi ngh C khớ ng lc ln t chc ti HBK H Ni v k nim 55 nm ngy thnh lp trng HBK H Ni, tr 102ữ107 Lờ Danh Quang, Lờ Anh Tun, Khng V Qung, Phm Minh Tun, Phan Trng Hiu, Nghiờn cu thc nghim ỏnh giỏ tớnh nng ca ng c s dng ph gia cho nhiờn liu E10 v D5, Tp C khớ Vit Nam, s thỏng 6/2012, tr 45ữ51 Phan Trng Hiu, Lờ Danh Quang, Lờ Anh Tun, Nghiờn cu phỏt trin t hp ph gia cho nhiờn liu xng sinh hc E10, Tp Giao thụng ti s thỏng 7/2012, tr 36ữ37 v 61 129 PH LC 1: MT S BNG KT QU NGHIấN CU Mt s bng kt qu ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng ca nhiờn liu E10 v D5 cú ph gia Bng Tr s octan ca nhiờn liu nhiờn liu E10 cú pha cỏc t hp ph gia TT Xng-E10 pha ph gia Tr s octan RON Tr s octan MON Tr s octan (R+M)/2 Khụng pha ph gia 93,8 82,0 87,9 0,1% VPI-G 93,6ữ93,9 81,9ữ82,1 87,8ữ88,0 0,1% Keropur 93,6ữ93,9 81,9ữ82,1 87,8ữ88,0 0,1% VpCI-705 93,6ữ93,9 81,9ữ82,1 87,8ữ88,0 Bng Thnh phn ct phõn on ca nhiờn liu E10 cú ph gia TT Thnh phn Chng ct Nhit , oC Khụng cú ph gia Ph gia VPI-G 0,1% Ph gia Keropur 0,1% Ph gia VpCI 0,1% Tosụi u 37 37 37 37 5% 47 47 47 47 10% 49 49 49 49 20% 54 54 54 54 30% 59 58,5 58,5 58,5 40% 63 62,5 62,5 62,5 50% 67 67 67 67 60% 88 88 88 88 70% 112 112 112 112 10 80% 141 141 141 141 11 90% 170 170 170 170 12 95% 194 194 194 194 13 o T sụi cui 203 203 203 203 14 % Cn 1,8 1,8 1,8 1,8 130 Bng p sut hi bóo hũa ca xng A90, nhiờn liu E10 cú v khụng cú ph gia p sut hi (Ried) 37,8oC, kPa Mu TT Xng A90 56,8 Nhiờn liu E10 56,9 Nhiờn liu E10 cú 0,1% ph gia VPI-G 56,9 Nhiờn liu E10 cú 0,1% ph gia Keropur 56,9 Nhiờn liu E10 cú 0,1% ph gia VpCI-705 56,9 Bng Nhit phõn tỏch pha ca nhiờn liu E10 cú ph gia Nhit phõn tỏch pha, o C T hp ph gia Nng ph gia, % 0,01 0,02 0,03 0,05 0,07 0,1 Keropur 15 13 10 -4 -15 -30 VpCI-705 15 11 -10 -20 -35 VPI-G 15 12 -7 -22 -39 Bng n nh ụxy húa ca nhiờn liu E10 pha cỏc ph gia T hp ph gia n nh oxy húa (phỳt) Nng ph gia, % 0,01 0,02 0,03 0,05 0,07 0,10 Keropur 370 413 457 493 503 509 510 VpCI-705 370 419 463 496 512 519 520 VPI-G 370 414 463 496 509 512 515 Bng bụi trn ca nhiờn liu diesel D5 cú ph gia bụi trn 60oC, àm Ph gia Nng ph gia, % 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 Ph gia ED-10 368 357 345 331 316 298 280 Ph gia VpCI-705 368 359 348 333 318 301 282 T hp VPI-D 368 361 351 338 323 305 285 131 Bng nht ng hc ca nhiờn liu diesel D5 cú ph gia nht ng hc 40oC (cSt) Ph gia Nng ph gia, % 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 Ph gia ED-10 3,1 3,31 3,46 3,57 3,63 3,68 3,71 Ph gia VpCI-705 3,1 3,29 3,42 3,50 3,57 3,60 3,62 T hp VPI-D 3,1 3,22 3,33 3,41 3,48 3,52 3,53 Bng S phõn pha ca diesel D5 (4% nc) theo nng ph gia v nhit Nhit phõn tỏch pha, oC Ph gia Nng ph gia, % 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 Ph gia ED-10 38 37 35 32 26 16 -5 Ph gia VpCI-705 38 35 31 26 19 -12 Ph gia VPI-D 38 36 33 29 21 -17 Kt qu th nghim cỏc mu nhiờn liu D5 trờn ng c diesel D243 Bng Kt qu th nghim nhiờn liu D5 khụng ph gia c tớnh ngoi thi im gi Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) Ne (kW) Gnl (kg/h) ge (g/kWh) T-exh ( o C) 1000 259.3 27.16 7.93 292.14 435 1200 272.3 34.22 9.74 285.04 507 1400 284 41.64 11.59 279.26 553 1600 288.8 48.38 13.08 270.42 588 1800 287.6 54.21 14.24 262.33 604 2000 271.2 56.8 13.94 244.85 529 2200 243.4 56.08 13.77 245.87 514 132 Bng 10 Kt qu th nghim nhiờn liu D5 vi ph gia VPI-D c tớnh ngoi thi im h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) Ne (kW) Gnl (kg/h) ge (g/kWh) T-exh ( o C) 1000 272.3 28.51 7.88 276.28 532 1200 286.4 35.99 10.02 277.72 567 1400 295.7 43.34 11.87 273.43 593 1600 301.4 50.5 13.47 266.84 611 1800 304.1 57.32 14.63 254.8 612 2000 283.1 59.29 14.17 238.89 569 2200 252.8 58.24 13.83 237.3 523 Bng 11 Kt qu th nghim nhiờn liu D5 vi ph gia VPI-D c tớnh ngoi sau chy bn 50 h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) Ne (kW) Gnl (kg/h) ge (g/kWh) T-exh ( o C) 1000 264.8 27.73 7.89 284.6 453 1200 271.3 34.09 9.87 289.09 498 1400 280.3 41.09 11.71 283.75 542 1600 285.1 47.77 13.21 276.38 573 1800 283.6 53.45 14.09 263.26 581 2000 272.9 57.16 13.84 241.44 545 2200 244.4 56.3 13.45 238.84 498 Bng 12 Kt qu th nghim nhiờn liu D5 vi ph gia VPI-D c tớnh ngoi sau chy bn 100 h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) Ne (kW) Gnl (kg/h) ge (g/kWh) T-exh ( o C) 1000 265.2 27.78 7.63 275.06 460 1200 274.1 34.45 9.57 278.62 518 1400 284.2 41.67 11.51 276.5 562 1600 290 48.9 13.09 271.57 594 1800 292 55 14.03 258.5 601 2000 272.5 57.06 13.71 240.46 562 2200 242.8 55.94 13.33 237.7 522 133 Kt qu th nghim trờn ng c Dayhan 97 Bng 13 Kt qu th nghim mu nhiờn liu E10 khụng ph gia c tớnh ngoi thi im h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) N (kW) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 6300 22.81 4.30 1.559 3.68 9.63 120 1354 6650 23.1 4.59 1.529 2.7 10.24 121 1670 7000 22.93 4.80 1.569 2.47 10.35 121 1860 7350 22.41 4.93 1.667 2.52 10.29 127 1610 7700 21.5 4.95 1.725 2.93 10 166 1348 8050 19.78 4.76 1.794 3.53 8.7 194 910 Bng 14 Kt qu th nghim mu nhiờn liu E10 vi ph gia VPI-G c tớnh ngoi thi im h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) N (kW) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 6300 23.5 4.43 1.574 4.2 9.63 124 911 6650 23.5 4.67 1.51 3.41 10.24 121 1157 7000 23.38 4.89 1.588 2.85 10.35 107 1222 7350 22.7 4.99 1.637 3.18 10.29 107 1074 7700 21.99 5.06 1.706 3.4 10 127 943 8050 20.4 4.91 1.765 4.16 8.7 149 199 Bng 15 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 vi ph gia VPI-G c tớnh ngoi sau 50 h Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) N (kW) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 6300 24.6 4.63 1.68 3.19 8.69 115 739 6650 24.05 4.78 1.558 2.61 9.47 100 1207 7000 23.7 4.96 1.558 2.46 9.52 100 1031 7350 22.92 5.04 1.61 2.32 9.52 105 854 7700 22.39 5.16 1.68 2.7 9.32 112 762 8050 21.08 5.07 1.74 3.88 8.95 115 560 134 Bng 16 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 vi ph gia VPI-G c tớnh ngoii sau 100 h chy bn Tc (vũng/phỳt) Me (Nm) N (kW) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 6300 23.93 4.51 1.64 2.93 9.16 101.00 529.00 6650 23.6 4.69 1.54 2.63 9.73 105.00 1129.00 7000 23.87 5.00 1.55 2.23 9.11 104.10 1050.00 7350 23.1 5.08 1.61 2.26 9.32 110.80 888.00 7700 22.74 5.24 1.72 2.78 9.52 120.50 618.00 8050 21.32 5.13 1.79 3.71 7.91 136.90 428.00 Kt qu th nghim trờn ng c ụ tụ Ford laser BPD-N 1.8L Bng 17 Kt qu th nghim mu nhiờn liu E10 khụng pha ph gia Tc (vũng/phỳt) 2500 3000 3800 4400 5000 Trung bỡnh Ne (kW) F (N) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 16.561 21.884 27.76 32.163 1583 1646 1735 1722 6.689 7.798 9.729 10.814 68,048 56,818 44,221 37,939 79,734 88,558 85,539 85,587 1,893 1,643 1,439 1,271 158 256 301 324 37.522 27.178 1730 1683.2 12.632 9.5324 34,469 48299 80,101 83903.8 1,192 1487.6 327 273 Bng 18 Kt qu th nghim mu nhiờn liu E10 cú pha ph gia VPI-G Tc (vũng/phỳt) 2500 3000 3800 4400 5000 Trung bỡnh Ne (kW) F (N) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 18.399 24.183 29.189 1678 1768 1832 6.859 7.967 9.965 60,958 50,063 39,624 84,685 93,072 92,250 1,693 1,421 1,183 105 203 254 34.455 39.593 29.1638 1825 1872 1795 11.645 13.791 10.0454 30,532 28,691 41.9736 91,839 85,070 89.3832 1,074 973 1.2688 276 273 222.2 135 Bng 19 Kt qu th nghim mu nhiờn liu E10 cú pha ph gia Keropur Tc (vũng/phỳt) 2500 3000 3800 4400 5000 Trung bỡnh Ne (kW) F (N) Gnl (kg/h) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 17.148 22.817 28.54 33.618 38.563 28.1372 1635 1728 1798 1802 1834 1759.4 6.935 7.635 10.512 11.481 13.468 10.0062 64,540 53,885 40,396 32,644 30,184 44.3298 81,390 85,654 87,908 87,754 82,576 85.0564 1,775 1,549 1,302 1,185 1,012 1.3646 140 221 284 295 290 246 Kt qu th nghim trờn xe Wave 110 Bng 20 Kt qu th nghim vi nhiờn liu E10 khụng pha ph gia trc chy bn Tc (km/h) Ne (kW) 30 1.71 40 ge (g/kWh) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 438.01 48,382 89.278 3,510 1,675 2.38 363.87 62,625 73.634 3,407 1,473 50 3.18 386.79 67,034 79.398 3,025 1,246 60 3.72 403.76 61,587 86.486 2,918 1,376 70 4.466 444.47 59,254 86.226 3,468 1,412 Bng 21 Kt qu th nghim vi nhiờn liu E10 khụng pha ph gia sau chy bn 100 gi Tc (km/h) 30 Ne (kW) ge (g/kWh) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 1.51 496.03 54,437 87,985 3,697 1,752 40 2.18 443.12 67,122 72,825 3,530 1,645 50 2.78 442.45 72,620 78,111 3,378 1,428 60 3.41 440.47 68,065 84,594 3,104 1,430 70 4.09 485.33 64,904 84,827 3,684 1,502 Bng 22 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 cú ph gia VPI-G trc chy n nh Tc (km/h) 30 Ne (kW) ge (g/kWh) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 1.76 414.20 44,845 84,526 3,170 1,468 40 2.42 374.38 57,638 72,558 3,047 1,203 50 3.28 375.00 61,915 73,881 2,671 1,095 60 3.92 383.16 54,372 81,392 2,518 1,109 70 4.86 408.44 52,084 80,418 2,978 1,236 136 Bng 23 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 cú ph gia VPI-G sau chy n nh 100 h Tc (km/h) Ne (kW) 30 1.63 40 ge (g/kWh) CO (ppm) CO2 (ppm) HC (ppm) NOx (ppm) 459.51 46,924 86,728 3294 1597 2.38 389.08 58,739 74,425 3158 1319 50 3.14 391.72 65,027 76,922 2,785 1,150 60 3.60 417.22 57,583 83,718 2,632 1,243 70 4.34 457.37 53,891 83,984 3,216 1,322 Bng 24 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 cú ph gia Keropur trc chy n inh Tc (km/h) Ne(kW) 30 1.74 40 ge (g/kWh) CO(ppm) CO2(ppm) HC(ppm) NOx(ppm) 430.46 46,224 86,047 3,406 1,557 2.40 398.33 60,025 73,849 3,234 1,296 50 3.18 386.79 65,263 78,715 2,983 1,124 60 3.76 399.47 58,021 85,502 2,880 1,183 70 4.63 428.73 57,291 85,859 3,329 1,297 Bng25 Kt qu th nghim nhiờn liu E10 cú ph gia Keropur sau chy n nh100 h Tc (km/h) Ne(kW) 30 1.61 40 ge (g/kWh) CO(ppm) CO2(ppm) HC(ppm) NOx(ppm) 465.22 52,424 85,966 3,570 1,607 2.26 416.81 65,525 73,370 3,607 1,389 50 2.95 416.95 71,292 78,123 3,125 1,213 60 3.51 427.92 64,184 84,625 3,018 1,265 70 4.14 479.47 61,364 84,872 3,468 1,373 137 PH LC 2: MT S HèNH NH V TRANG THIT B V QU TRèNH NGHIấN CU THC NGHIM Mt s thit b phõn tớch tớnh cht lý húa ca nhiờn liu Hỡnh Thit b xỏc nh nhit chp chỏy cc kớn v hm lng cn cacbon Hỡnh Thit b xỏc nh nht ca nhiờn liu Hỡnh Thit b xỏc nh ỏp sut hi bóo hũa Hỡnh (1) Thit b xỏc nh n mũn kim loi ca nhiờn liu; (2) B iu nhit, xỏc nh nhit phõn tỏch pha v kt tinh ca nhiờn liu Hỡnh Thit b xỏc nh tr s xetan, octan ca nhiờn liu Hỡnh Thit b xỏc nh ng cong chng ct ca nhiờn liu 138 Trang thit b v quỏ trỡnh nghiờn cu thc nghim NLSH vi ph gia Hỡnh ng c D243 dựng th nghim nhiờn liu D5 khụng v cú pha ph gia VPI-D Hỡnh Quỏ trỡnh th nghim, ly kt qu ng c D243 s dng nhiờn liu D5 vi ph gia 139 Hỡnh Bn iu khin v giao din hin th kt qu ca bng th ETB vi ng c diesel D243 th nghim 140 Hỡnh 10 ng c Dayhan 97 dựng th nghim nhiờn liu E10 vi ph gia VPI-G Hỡnh 11 ụng c Dayhan 97 lp trờn bng th Didacta T101D 141 Hỡnh 12 Thit b phõn tớch khớ thi AVL Digas 4000 Hỡnh 13 Xe Wave 110 dựng th nghim nhiờn liu E10 vi ph gia trờn bng th Chassis Dynamometer 20 142 ... cu nh hng ca ph gia nhiờn liu sinh hc E10 v D5 n cỏc ch tiờu kinh t k thut ca ng c v phỏt trin v ng dng ph gia cho nhiờn liu sinh hc ỏp ng nhu cu sn xut v kinh doanh nhiờn liu sinh hc nc ta,... Chng C s lý thuyt v ph gia cho hn hp nhiờn liu sinh hc vi nhiờn liu húa thch Chng Phỏt trin ph gia cho nhiờn liu sinh hc E10 v D5 Chng Th nghim ph gia cho nhiờn liu D5 v E10 trờn ng c Kt lun v... liu E10 cú ph gia 82 3.3.2 ỏnh giỏ tớnh cht v cht lng diesel D5 cú ph gia 87 3.4 Nhn xột v vic kho sỏt nhiờn liu E10 v D5 khụng v cú ph gia 95 3.4.1 Nhn xột v vic kho sỏt nhiờn liu E10