Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải

Bài viết Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải tập hợp và phân tích các nghiên cứu về phụ gia nhiên liệu trên thế giới và ở Việt Nam. Từ đó lựa chọn loại phụ gia tiết kiệm nhiên liệu để nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cho động cơ đốt trong phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng quan về phụ gia nhiên liệu cho động cơ đốt trong nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG VÀ GIẢM PHÁT THẢI Nguyễn Hữu Tuấn1, Phạm Hữu Tuyến2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn 2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, email: tuyen.phamhuu@hust.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG nhóm dùng cho động cơ diesel là các este của Động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi dầu béo (biodiesel). Ngoài ra còn có các loại trên các phương tiện vận tải trên bộ, trên biển nhiên liệu sinh học khác như: Biogas, DME và đường hàng không do những ưu điểm nổi (dimethylete)... Tuy nhiên để sử dụng nhiên bật như: Kết cấu chắc chắn, làm việc tin cậy, liệu thay thế cần có đủ nguồn nguyên liệu hiệu suất tương đối cao và tiết kiệm nhiên cũng như đầu tư các nhà máy chế biến nhiên liệu. Tuy nhiên giá xăng dầu biến động mạnh liệu phù hợp. Khi sử dụng nhiên liệu sinh học (gần 150USD/ thùng, vào khoảng giữa năm có thể phải thay đổi kết cấu động cơ truyền 2008), tài nguyên năng lượng hóa thạch ngày thống để phù hợp với tính chất nhiên liệu. càng cạn kiệt và tình trạng phát thải ô nhiễm Trong điều kiện hiện nay, động cơ đốt không khí do các phương tiện giao thông trong vẫn sử dụng chủ yếu nguồn nhiên liệu ngày càng trầm trọng có hại cho sức khỏe khoáng. Vì vậy, việc phát triển công nghệ con người và môi trường sinh thái. thích hợp có thể áp dụng cho các động cơ Có nhiều biện pháp nâng cao hiệu quả hiện có là cần thiết. Một trong những giải pháp không cần can thiệp vào “phần cứng” năng lượng và giảm phát thải động cơ đốt động cơ là cải tiến nhiên liệu (sử dụng phụ trong được nghiên cứu và đã đem lại những gia tiết kiệm nhiên liệu). Phụ gia tiết kiệm hiệu quả nhất định. Có thể kể đến như: nhiên liệu thường gồm phụ gia tạo nhũ tương + Tối ưu kết cấu: Các nghiên cứu đã đưa nước trong dầu (Water/Oil – W/O) và phụ gia ra kết cấu mới cũng như một số cải tiến trên tiết kiệm nhiên liệu trên cơ sở các nano oxit động cơ đốt trong: cơ cấu phối khí thông kim loại. Để pha chế nhiên liệu nhũ tương minh, luân hồi khí thải, tăng áp động cơ, dùng các chất hoạt động bề mặt [2]. công nghệ cháy do nén hỗn hợp đồng nhất, Phụ gia có thể pha vào nhiên liệu từ vài hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển điện ppm đến trên 10%. Trong số các loại phụ gia tử… Tuy nhiên, các công nghệ cải tiến trên đi tiết kiệm nhiên liệu đã được khảo sát cho kèm với giá thành cao và chỉ phù hợp với các xăng và dầu diesel, nhóm thứ nhất gồm các thiết kế động cơ mới, khó can thiệp vào các phụ gia không chứa kim loại như các hợp động cơ đang lưu hành [1]. chất chứa oxy - alcohol, ester và ether, hợp + Sử dụng nhiên liệu thay thế (phổ biến là chất chứa nitơ - một số amin, nitrile hoặc hợp nhiên liệu sinh học): Nhiên liệu sinh học chất chứa nitơ, oxy - các nitrat, amid. Nhóm thuộc loại nhiên liệu tái tạo được hình thành thứ hai gồm các phụ gia chứa hợp chất của từ các hợp chất có nguồn gốc từ động thực kim loại như ferrocene và hợp chất chứa Ce, vật. Nhiên liệu sinh học được phân thành hai Ca, Ba, Ni, naphthenate, sulphate, cacbonate. nhóm, nhóm dùng cho động cơ xăng gồm các Nghiên cứu phụ gia Ca, Ba, Fe, Ni dạng cồn nhưng phổ biến là bioethanol và naphthenate cho thấy Ca và Ba có hiệu quả 214 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 nhất trong việc giảm sự hình thành muội và dụng như là phụ gia cho nhiên liệu với mục tăng cường oxy hóa muội. Hệ phụ gia nano đích chính là tiết kiệm nhiên liệu. Nước là nhằm cải thiện khả năng cháy của nhiên liệu một phần của nhũ tương W/O, tồn tại dưới trên cơ sở nano kim loại và /hoặc nano oxit các hạt có kích thước nanomet có ảnh hưởng kim loại là một trong những hệ phụ gia có tích cực đến quá trình đốt cháy nhiên liệu. Do hiệu quả nhất hiện nay [3-4]. có điểm sôi thấp hơn diesel, những giọt nước Với những nghiên cứu tổng quan như trên, tồn tại ở dạng nhũ tương nhỏ bọc trong nhiên việc nghiên cứu ứng dụng phụ gia tiết kiệm liệu diesel sẽ hóa hơi dưới điều kiện quá nhiên liệu chế tạo tại Việt Nam là một giải nhiệt trong động cơ. Sự hóa hơi như vậy tạo pháp và cần được chú trọng. ra sự nổ của các giọt diesel và cải thiện quá trình nguyên tử hóa nhiên liệu, tốc độ bay hơi 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU và cuối cùng là nâng cao quá trình hòa trộn Tập hợp và phân tích các nghiên cứu về không khí-nhiên liệu. Những quá trình vi nổ phụ gia nhiên liệu trên thế giới và ở Việt như vậy cải thiện quá trình cháy và hiệu quả Nam. Từ đó lựa chọn loại phụ gia tiết kiệm động cơ đồng thời ngăn chặn sự hình thành nhiên liệu để nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cặn cacbon. cho động cơ đốt trong phù hợp với điều kiện Shafii và cộng sự tổng hợp phụ gia nhiên Việt Nam. liệu diesel cho động cơ 4 kỳ gồm các hạt nano Fe3O4 trong nước. Kết quả cho thấy hệ 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU phụ gia này làm giảm hiệu suất tiêu hao Hệ ...