Dizel motorlarda biyodizel kullanımının egzoz emisyonlarına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Egzoz emisyonlarından kaynaklanan çevre kirliliği, dünya petrol rezervlerinin azalması ve petrol kaynaklı yakıtların fiyatlarının artısı alternatif yenilenebilir yakıtlar için araştırma çalışmalarını hızlandırmıştır. Biyodizel olarak bilinen bitkisel yağların metil veya etil esterleri dizel motorlar için alternatif yenilenebilir yakıtlar olarak incelenmektedir. Biyodizeller zehirli olmayan, tabiatta kolayca bozunabilen ve düşük emisyon profillerine sahip yakıtlardır. Bu çalışmada kanola, soya, pamuk ve atık ayçiçek yağından katalizör olarak sodyum hidroksit ve alkol olarak metanol kullanılarak laboratuar şartlarında biyodizeller üretilmiştir. Üretilen biyodizeller oda sıcaklığında düşük kükürtlü dizel yakıt No.2 ile hacimsel olarak %5 oranında karıştırılmıştır. Karışımlar ve dizel yakıt No.2 ön yanma odalı, turbo dizel bir motorda tam yükte ve farklı motor dönme sayılarında test edilmiştir. Dizel yakıta biyodizel karıştırılmasının egzoz emisyonlarına (CO, SO2, NOx, is ve O2) etkileri ortaya konmuştur. Dizel yakıta %5 oranında biyodizel ilavesi ile birlikte CO ve is emisyonlarının azaldığı, SO2 ve NOx emisyonlarında dikkate değer bir değişiklik olmadığı gözlemlenmiştir. Emisyon incelemelerine ek olarak, %5 oranında farklı biyodizel yakıtların dizel yakıta ilavesi ile motor torkunda, gücünde, egzoz gazı sıcaklığı ve yağlama yağı sıcaklığında dikkate değer bir değişime sebep olmadığı tespit edilmiştir. Sadece özgül yakıt tüketimi az bir miktar artmıştır.

The environmental pollution due to exhaust emissions, gradual depletion of world petroleum reserves and increases in prices of petroleum-based fuels have encouraged studies to search for alternative renewable fuels. In view of these, methyl/ethyl esters of vegetable oils known as biodiesels have been considered as alternative renewable fuels for diesel engines. Biodiesels are nontoxic, biodegradable and have low emission profiles. In this study, biodiesels were produced from canola, soybean, cotton and waste sunflower oils using sodium hydroxide as catalyst and methanol as alcohol in the laboratory conditions. The produced biodiesels were blended with low sulphur diesel fuel No.2 in %5 (in volume) at the room temperature. The blends and diesel fuel No.2 were tested in an indirect injection, turbocharged diesel engine running at full load and different engine speeds. The effects of the biodiesel addition to diesel fuel No.2 on the diesel engine emissions (CO, SO2,NOx, smoke ve O2) were investigated. The %5 addition of the methyl ester to the diesel fuel No.2 reduced CO and smoke emissions while causing no remarkable difference in SO2 and NOx emissions. In addition, it was determined that %5 addition of the methyl esters to the diesel fuel No.2 did not cause any considerable variation in the engine torque, power, exhaust gas temperature and lubrication oil temperature. Only, the brake specific fuel consumption slightly increased.