1、1生質能源應用研究生質能源應用研究 報告人：嚴順政報告人：嚴順政 指導教授：胡子陵博士指導教授：胡子陵博士 專題討論報告2目錄目錄v第一章緒論v第二章文獻回顧v第三章實驗設備與方法v第四章 結論參考文獻3第一章緒論v石化柴油價格低廉，為車輛、船舶等機具的主要燃料，但其燃燒後排放的廢氣成份帶來空氣污染與人類健康的負面效應，尤其柴油引擎所排放的黑煙嚴重影響環境。v且石化柴油所造成的環境影響及溫室效應，如不即刻尋求解決之道，將會對全球生物帶來無可彌補傷害。(京都議定書)4研究動機研究動機 石油是目前最重要的能源，石油的蘊藏量有一定的限度，且日趨減少，據估計約還有四十五年使用量。世界各國莫不尋求多元化
2、的能源政策，尋找開發新能源及使用替代燃料，期延長石化燃料的使用年限。5研究動機研究動機 在各種替代燃料中，生質燃料具有可再生能源的性質及低污染雙重經濟及環保之優點而普遍受到工業先進國家重視，如德國、法國、義大利、奧地利、美國等均有相當的研究及實際使用經驗與生產規模，這些國家政府訂有獎勵措施來鼓勵使用生質燃料。6 世界生質柴油的生產與發展世界生質柴油的生產與發展 生生 產產 國國 計計 劃劃 量量生生 產產 量量奧奧 地地 利利3029比比 利利 時時029法法 國國100265德德 國國077英英 國國02義義 大大 利利0125瑞瑞 典典08愛愛 爾爾 蘭蘭332捷捷 克克032其他歐洲國家
3、其他歐洲國家032美美 國國15050加加 拿拿 大大1002馬馬 來來 西西 亞亞010（單位（單位：千公噸：千公噸/年年）7研究動機研究動機 我國的能源絕大部份依賴進口，政府也積極推動能源多元化以期能不匱乏。在替代燃料中，生質燃料是最值得開發的能源之一。但生質柴油需自食用油脂如植物或動物油脂合成所得的長鏈脂肪酸甲酯後方能使用，增加成本。811-3(續續)國內生質柴油發展現況國內生質柴油發展現況 排煙測試 黑煙污染度%高級柴油 生質柴油B20+煤油 高級柴油平均值 測試值 平均值 測試值 平均值 測試值 平均值無負載 2415實際改善效率%全負載 100%1113.3379.6618.666
4、0%10712.3340%191533.99研究方法v本研究使用日製SCHENCK D-230-1E型單缸柴油引擎配合水製式引擎馬力試驗機上，由數位控制器控制。柴油引擎上裝置有壓力傳感器、編碼器分別連接於燃燒分析儀上並利用個人電腦記錄引擎燃燒性能資料，及排氣取樣系統如NOX分析儀及柴油黑煙濃度計等。10研究方法v實驗用單缸柴油引擎(11PS/2400rpm)在不變更引擎原設計參數(壓縮比、燃燒室、噴油壓力、噴油正時、噴油嘴型式等)的原則下分別以三種引擎轉速1200、1800、2400rpm 且在各轉速下自引擎全負荷(引擎扭力)起至輕負荷分數階段即Max扭力、40、35、30、25、20、15、
5、12N-m等進行實驗。11研究方法（續）v量測制動燃料消耗率等資料，並由燃燒分析儀所取得的資料經計算後，在個人電腦上顯示每100次燃燒循環之平均引擎缸內燃燒壓力曲線和熱釋放率曲線，另由排氣取樣系統測得黑煙及NOx的排放濃度值。12研究方法v本實驗使用中油生產的高級柴油為燃料，其實驗所得的數據做為原柴油引擎的資料，另於同柴油中添加各種不同重量比例之食用大豆油的混合燃料(10%食用大豆油+90%高級柴油、20%/80%、30%/70%)以上各種燃料在實驗所得的數據資料經交叉分析，比較其引擎性能、燃燒特性及廢氣排放濃度值之差異。13第二章 文獻回顧v食用大豆油在汽車之應用實例在文獻上添加已交酯化處理
6、的生質柴油於柴油引擎的研究比較多。例如美國通常採用20%生質柴油與80%石化柴油的混合燃料，供為柴油引擎替代燃料的方法，已被認為經濟有效的替代燃油配方，業經千萬哩路運轉記錄良好。14第三章 實驗設備與方法v31 實驗設備：本研究使用的實驗設備之配置圖，如下圖所示，圖中攪拌器(1)、持續攪拌(2)、三通閥(3)、量油計(4)、穩壓油幫浦(5)、噴油嘴(6)、引擎(7)、燃燒壓力感知器(8)、編碼器(9)、燃燒分析器(10)、電腦(11)、終端機(12)顯示燃燒壓力率曲線圖、廢氣儲氣筒(13)、NOx分析計(14)、煙度計(15)等將其濃度量測出來。153 32 2 實驗設備與方法實驗設備與方法(
7、續續)1 Mixer2 Fuel tank Mixed fuel3 Three way valve4 Bullet 量油計5 Fuel pump with regulator6 Injector7 Single diesel engine8 Transducer 燃燒壓力感知器9 Rotary encoder編碼器10Combustion analyzer燃燒分析器11 Micro computer微電腦12 monitor13 Exhaust gas tank14 NOx Meter15 Smoke Meter16 Surge tank17 U gauge18 Exhaust thermo
8、sensor 16173.3 實驗方法實驗方法(續續)任一混合生質柴油燃料所取得的基本引擎性能 及廢氣排放資料過程如下：引擎轉速扭力 N-m1200rpm121520253035Max.BSFC(油耗)、Smoke(黑煙)、NOx1800rpm121520253035Max.BSFC(油耗)、Smoke(黑煙)、NOx2400rpm1215202530Max.-BSFC、Smoke、NOx總平均值BSFC油耗Smoke黑煙NOx1834 相關實驗設備v1、燃燒分析器v功用：接受壓力感知器以及迴轉式編碼器來的訊號，經介面卡將數位信號傳至電腦，由終端機顯示燃燒之平均缸壓及熱效率曲線圖。19NOx
9、分析儀20黑煙濃度計21第五章第五章 結結 論論1.石油的蘊藏量有一定的限度，終究會用盡，目前原油價格不斷上昇，循找替代燃料是刻不容緩。2.在各種替代燃料中，生質燃料具有可再生能源的性質及低污染雙重經濟及環保之優點，因此，先進國家目前都在研究發展。我國也應積極研發才是。22參考文獻v林百福，車輛技術與管理研討會，台北科技大學。v鄭建富，甲醇乳化燃料對直噴式柴油引擎性能及排放影響之研究，碩士論文，國立台北科技大學車輛工程碩士，台北，2002年。v夏忠民，高級柴油添加食用大豆油之混合燃料對柴油引擎性能及排放之研究，碩士論文，國立台北科技大學車輛工程碩士，台北，2003年。vAnalysis of Induction port Fuel Behavior,SAE pape NO.912348,1991vChristopher A.Sharp,Transient emissions testing of biodiesel and other additives in a DDC series 60 engines National Biodesel Board,1994.23報告完畢報告完畢 敬請指教敬請指教 謝謝謝謝!
