Dizel motorlar için alternatif yakıt olarak biyodizel üretimi ve kullanımı

Abstract

Dünyanın enerji ihtiyacının en büyük bölümü fosil kaynaklı yakıtlar tarafından karşılanmaktadır. Fakat, bilinen fosil yakıt kaynakları tükenmekte ve bununla birlikte bu yakıtların kullanımı küresel ısınma, asit yağmurları ve çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bundan dolayı dünyada yenilenebilir enerji kaynakları ve alternatif yakıtlar üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Dizel motorlarda kullanılan petrol kaynaklı dizel yakıtı ulaşım sektörünün temel enerji kaynağıdır. Ham veya atık bitkisel yağlardan üretilebilen biyodizel yakıtlar dizel motorlar için önemli yenilenebilir alternatif yakıtlardır. Bu çalışmada, biyodizel hammaddesi olarak ham kanola yağı, nötr pamuk yağı ve atık kızartma yağı kullanılmış, biyodizel üretim yöntemi olarak alkali katalizörler ile transesterifikasyon metodu izlenmiştir. Transesterifikasyon reaksiyonunda, alkol olarak metil alkol, katalizör olarak sodyumhidroksit kullanılmıştır. Üretilen biyodizeller, dizel yakıtı içerisine %20 hacimsel oranda karıştırılmıştır. Biyodizel-dizel karışımları, dört zamanlı, dört silindirli, ön yanma odalı turbo-dizel bir motorda, tam yükte, performans ve emisyon değerleri bakımından test edilmiştir. Deney sonuçları, farklı çalışma şartlarında performans ve emisyon değerleri gözönüne alınarak, üretilen biyodizel yakıtların dizel yakıtına kısmi oranda karıştırılması suretiyle dizel motorda herhangi bir değişiklik veya yakıt ön ısıtması gerektirmeden kullanılabilirliğini göstermektedir.

Fossil fuels are mainly used to meet most of the energy demand of the world. However, the known fossil fuel resources are diminishing and the use of fossil fuels causes global warming, acid rains and environmental pollution. Therefore, studies on renewable energy sources and alternative fuels have been carried out in the world. The petroleum diesel fuel is the basic energy source of transportation sector and used in diesel engines. Biodiesel fuel, which can be produced from crude or waste vegetable oil, is an important alternative renewable fuel for diesel engines. In this study, crude rapeseed oil, neutral cottonseed oil and waste frying oil was used as biodiesel feedstock and alkali-catalyzed transesterification method was used in biodiesel production. Methanol as an alcohol and sodium hydroxide as a catalyst were used in the transesterification reaction. The produced biodiesels were blended in %20 (in volume) with diesel fuel. The blends were tested in a four cycle, four cylinder, turbocharged indirect injection (IDI) Diesel engine. The effects of biodiesel addition to Diesel No. 2 on the performance and emissions of the engine were examined at full load. Experimental results showed that the produced biodiesels can be partially substituted for the diesel fuel at most operating conditions in terms of the performance parameters and emissions without any engine modification and preheating of the blends.