Repceolajok vizsgálata hajtóanyag alkalmazási szempontokból Sárközi Eszter- Dr. Jánosi László
A téma jelentősége napjainkban Alternatív energiahordozók alkalmazási előnyei: Kedvező környezeti hatások Energiafüggőség mérséklése A mezőgazdaság támogatása EU irányelvek: 2010-re a megújuló energiaforrások aránya legyen 5,75% a teljes üzemanyag felhasználáson belül Magyarország kihasználatlan biomassza potenciállal rendelkezik
A téma előzményei a tanszéken 500 órás féktermi vizsgálatok Biodízel laboratóriumi előállítása különféle alapanyagokból (repce, napraforgó, sütőolaj, állati zsiradék) Konténerbe épített szakaszos üzemű berendezés tervezése Laboratóriumi biodízel előállító építése
Észterező berendezés 1- észterező tartály 2- alkoholmentesítő tartály 3- vegyszeradagoló szivattyú 4- bojler 5- vízszivattyú 6- keringető szivattyú 7- leeresztő cső
Motorvizsgálatok ECE R-49 13 terhelési pont kipufogógáz jellemzők motorindikálás
Bt [kg/h] M [Nm] Pe [kw] B t [kg/h] M [Nm] P e [kw] 350 300 250 200 150 100 50 350 300 250 200 150 100 Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje gázolajjal működtetve Nyomaték Effektív teljesítmény Óránkénti fogyasztás Fajlagos fogyasztás Effektív középnyomás 2200 0 0 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 50 fordulatszám [1/perc] Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje 90% gázolajjal + 10% RME-vel működtetve Nyomaték Effektív teljesítmény Óránkénti fogyasztás Fajlagos fogyasztás Effektív középnyomás 0 0 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 fordulatszám [1/perc] Diesel-motor regulátoros jelleggörbéje RME-vel működtetve Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar b t [g/kwh] 2000 pe [kpa] 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 2 200 2 000 1 800 1 600 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 b t [g/kwh] p e [kpa] B t [kg/h] M [Nm] P e [kw] 350 300 250 200 150 100 50 Nyomaték Óránkénti fogyasztás Effektív középnyomás 0 0 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 fordulatszám [1/perc] Effektív teljesítmény Fajlagos fogyasztás 2 200 2 000 1 800 1 600 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 b t [g/kwh] p e [kpa]
Különböző összetételű hajtóanyagokkal üzemeltetett dieselmotor által leadott effektív teljesítmény Effektív teljesítmény [kw] 70,00 65,00 60,00 2.4 % 3.0 % 5.4 % 68,1 66,5 65,7 64,4 Százalékos eltérés a gázolajhoz viszonyítva [%] 55,00 50,00 Hajtóanyagok Gázolaj RME 10% RME 50% RME Korom kibocsátás [1/m] Különböző összetételű hajtóanyagokkal üzemeltetett dízel motor korom kibocsátása 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Gázolaj RME10% RME50% RME 0 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Fordulatszám [1/perc]
Különböző összetételű hajtóanyagokkal a kiterített indikátor diagramok a maximális nyomatéknál Az indikátor diagramok csúcsa kinagyítva a maximális nyomatéknál 120 100 Gázolaj RME RME 10% RME 50% 106 104 Gázolaj RME RME 10% RME 50% 102 80 100 Nyomás [bar] 60 Nyomás [bar] 98 96 40 94 92 20 90 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Főtengely elfordulás [fok] 88 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 Főtengely elfordulás [fok]
A jelenlegi kutatás célja: különböző repcefajták vizsgálata hajtóanyag alkalmazási szempontból.
Anyag és módszer A nyers repceolajok és a RME-k fizikai/kémiai tulajdonságainak vizsgálata Összetétel, Sűrűség, viszkozitás, Jódszám, savszám, Lobbanáspont, stb. RME-k motorikus és környezeti tulajdonságainak vizsgálata Regulátoros jelleggörbék felvétele Indikátordiagramok felvétele Tizenhárom-pontos mérési ciklus ECE 49 szerint Kipufogógáz összetevők Égési tulajdonságok elemzése
6 eltérő repceolaj vizsgálata 6 olajminta: Két fajta repce: Bristol (B) és Indián (I) 3-3 eltérő N műtrágyázás: 1: csak alaptrágya 2: alaptrágya + 1 adag nitrogén 3: alaptrágya + 2 adag nitrogén
Mért paraméterek Sűrűség Zárt téri lobbanáspont Nyílt téri lobbanáspont Víztartalom Jódszám Hidegszűrhetőségi határhőmérséklet (CFPP) Korróziós hatás Kokszmaradvány
Mérési eredmények
Zárt és nyílt téri lobbanáspontok oc 300 290 280 270 260 250 zárt téri nyílt téri Irodalmi adatok alapján a várt értékek zárt téri lobbanáspontra: 317-325ºC. A mért értékek 252-263 ºC közé esnek. 240 230 B1 B2 B3 I1 I2 I3
Jódszám Jódszám 118 g/100g 117 116 115 114 113 Jódszám A mérési eredményeket tekintve a jódszám és a nitrogén pótlás összefüggést mutat. 112 111 110 B1 B2 B3 I1 I2 I3
További feladatok A kutatás kiterjesztése érdekében további repcefajták kiválasztása A további nyersolaj minták fizikai-kémiai elemzése A RME-k fizikai, kémiai, motorikus vizsgálata Az égési folyamatok elemzése