Dizel motorlu bir jeneratörün egzoz emisyonları üzerinde biyoetanol, n-butanol ve biyodizelin etkisi

Yıl 2018, Cilt: 9 Sayı: 1, 235 - 244, 04.04.2018

İsmail Seven Şehmus Altun

Öz

Bu çalışmada biyoetanol, n-butanol ve biyodizel gibi alternatif yakıtların dizel motorlu bir jeneratörün performans ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Biyoetanol, n-butanol ve biyodizel sırasıyla konvansiyonel dizel yakıtına hacimsel olarak %10, %16 ve %30 oranlarında katılarak benzer oksijen içeriğine sahip alternatif dizel yakıtları elde edilmiştir. Bu karışım yakıtları ve konvansiyonel dizel yakıtı bir 4-zamanlı ve 4-silindirli doğal emişli dizel motorlu jeneratör setinde sabit devir (1500 dev/dak) ve farklı yük şartlarında test edilmiştir.

Deneysel sonuçlar biyodizel katkılı yakıt karışımı kullanımında özgül yakıt tüketiminde yaklaşık %10 oranında bir artış olduğunu, efektif verimin ise önemli bir şekilde değişmediğini göstermiştir. Bununla beraber alkol katkılı karışım yakıtları kullanımında özgül yakıt tüketimi petrol dizeli kullanımına göre %8-10 arasında daha düşük olurken; efektif verim ise yaklaşık %5 oranında artmıştır. Alternatif yakıtların kullanımında ortalama NOx emisyonları dizel kullanımına göre düşmüş ve alkol katkılı yakıtların kullanımında bu düşüş daha fazla olmuştur. Yanmamış HC emisyonlarında ise tersi bir durum gözlemlenmiştir. Biyodizel karışımı ile HC emisyonları %20 oranında daha düşük olurken; alkol katkılı yakıtların kullanımı ile yaklaşık %15 oranında artmıştır. Duman emisyonları düşük ve orta yük kademelerinde alternatif yakıtlar ile ölçülmeyecek derecede düşük çıkmıştır.

Anahtar Kelimeler

Biyodizel, Biyoetanol, n-Butanol, Dizel Jeneratör

Kaynakça

• Ali, O.M., Mamat, R., Abdullah, N.R., Abdullah, A.A., (2016). Analysis of blended fuel properties and engine performance with palm biodiesel-diesel blended, Fuel, 86, 59-67.
• Alptekin, E., (2013). Hayvansal atık yağlardan biyodizel üretimi ve bir dizel motorda kullanımının incelenmesi. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Sayfa:182.
• Altun, Ş., (2014). Effect of the degree of unsaturation of biodiesel fuels on the exhaust emissions of a diesel power generator, Fuel, 117, 450–457.
• Anonim (2015). 2014 Yılı Ham Petrol ve Doğal Gaz Sektör Raporu, TPAO, 4-58.
• Anonymous (2015). BP Statistical Review of World Energy, June 2015, BP, 64 sayı, 39.
• Armas, O., García-Contreras, R., Ramos, Á., (2012). Pollutant emissions from engine starting with ethanol and butanol diesel blends, Fuel Process Technol, 100, 63–72.
• Cheng, A.S., Dibble, R.W., Buchholz, B.A., (2002). The effect of oxygenates on diesel engine particulate matter, SAE Paper, 2002-01-1705.
• Di, Y., Cheung, C.S., Huang Z., (2009). Comparison of the effect of biodiesel-diesel and ethanol-diesel on the gaseous emission of a direct-injection diesel engine, Atmospheric Environment, 43, 2721–2730.
• Giakoumis, E.G., Rakopoulos, C.D., Rakopoulos, D.C., (2015). Impact of properties of vegetable oil, bio-diesel, ethanol and n-butanol on the combustion and emissions of turbocharged HDDI diesel engine operating under steady and transient conditions, Fuel, 156, 1-19.
• Hansen, A.C., Zhang, Q., Lyne, P.W.L., (2005). Ethanol-diesel fuel blends–a review. Bioresource Technology, 96, 277–285.
• Jin, C., Yao, M., Liu, H., Leed, C.F. and Ji, J., (2011). Progress in the production and application of n-butanol as a biofuel. Renew Sustain Energ Rev, 15, 4080-4106.
• Karagöz, H., (2013). Sera Gazı Emisyonu, Konya Ticaret Odası, Etüt Araştırma Servisi, Konya, 1-8.
• Korkmaz, K., (2010). Dizel Jeneratör Uygulamaları ve Seçim Kriterleri, EMO Dergisi, Mayıs 2010, 35-37.
• Korkmaz, K., (2011). Jeneratör Seçim Kriterleri, II. Elektrik Tesisat Ulusal Kongresi Bildirileri, İzmir, 1-10.
• Lapuerta, M., García-Contreras, R., Campos-Fernández, J., Dorado, M.P., (2010a). Stability, lubricity, viscosity and cold-flow properties of alcohol–diesel blends, Energ Fuel, 24, 4497–4502.
• Lapuerta, M., Garcia-Contreras, R., Agudelo, J.R., (2010b). Lubricity of ethanol-biodiesel- diesel fuel blends, Energy Fuel, 24, 1374-1379.
• Lapuerta, M., Armas, O., García-Contreras R. (2007). Stability of diesel–bioethanol blends for use in diesel engines, Fuel, 86, 1351–1357.
• Lapuerta, M., Armas, O., Herreros, J.M. (2008). Emissions from a diesel–bioethanol blend in an automotive diesel engine, Fuel, 87, 25–31.
• Li, D.G., Huang, Z., Lu, X.C., Zhang, W.G., Yang, J.G., (2005). Physico-chemical properties of ethanol-diesel blend fuel and its effect on performance and emissions of diesel engines, Renewable Energy, 30, 967–976.
• Millo, F, Debnath, B.K, Vlachos, T, Ciaravino, C, Postrioti, L, Buitoni, G., (2015). Effects of different biofuels blends on performance and emissions of an automotive diesel engine, Fuel, 159, 614–627.
• Pepiot-Desjardins, P., Pitsch, H., Malhotra, R., Kirby, S.R., Boehman, A.L., (2008). Structural group analysis for soot reduction tendency of oxygenated fuels, Combustion and Flame, 154, (1-2), 191-205.
• Rakopoulos, C.D., Dimaratos, M.A., Giakoumis, G.E., Rakopoulos, D.C., (2010).
• Investigating the emissions during acceleration of a turbocharged diesel engine operating with bio-diesel or n-butanol diesel fuel blends, Fuel, 35, 5173-5184.
• Rosa, H.A., Wazilewski, W.T., Secco, D., Chaves, L.I., Veloso, G., Souza, S.N.M., Silva, M.J., Santos R.F., (2014). Biodiesel produced from crambe oilin Brazil—A study of performance and emissions in a diesel cycle engine generator, Fuel, 38, 651-655.
• Seven, İ., (2017). Bir dizel motorlu jeneratörün egzoz emisyonları üzerinde farklı dizel yakıtların etkisi, Batman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Sayfa 58.
• Sukjit, E., Herreros, J.M., Dearn, K.D., García-Contreras, R., Tsolakis, A., (2012). The effect of the addition of individual methyl esters on the combustion and emissions of ethanol and butanol-diesel blends, Energy, 42, 364-374.
• Şanlı, H., Çanakçı, M., (2005). Dizel Motorlar İçin Yükselen Bir Alternatif Yakıt: Biyodizel, 3. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu ve Sergisi, Yeksem 2005, 19-21 Ekim, Mersin, 1, 233-237.
• Tsai, J.H., vd., (2014). Emissions from a generator fueled by blends of diesel, biodiesel, acetone, and isopropyl alcohol: Analyses of emitted PM, particulate carbon, and PAHs, Fuel, 466–467, 195–202.
• Usta, N., Can, Ö., Öztürk, E., (2005). Alternatif Dizel Motor Yakıtı Olarak Biyodizel Ve Etanolün Karşılaştırılması, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Denizli, 11(3), 325-33.
• Üstün, G.E., Genç, B., (2015). Dünya’da ve Türkiye’de Biyoyakıtların Durumu, Uludağ Ünv. Ziraat Fakültesi Dergisi, 29 (2), 157-164.
• Westbrook, C.K., Pitz, W.J., Curran, H.J., (2006). Chemical kinetic modeling study of the effects of oxygenated hydrocarbons on soot emissions from diesel engines, J Physical Chemistry A, 110(21), 6912-6922.
• bp.com/en/global/corporate/about-bp/statistical-review-of-worldenergy2013 /review-by-energy-type/renewableenergy/biofuels.html [Ziyaret Tarihi: 10 Agustos 2016].
• dieselserviceandsupply.com/How_Generators_Work.aspx [Ziyaret Tarihi: 20 Ağustos 2016]
• iea.org/topics/biofuels/ [Ziyaret Tarihi: 09 Temmuz 2016].
• navigantresearch.com/newsroom/global-biofuels-production-willreach-nearly-62-billion-gallons-by-2023 [Ziyaret Tarihi: 08 Temmuz 2016]. solar-academy.com/menu_detay.asp?id=993 [Ziyaret Tarihi: 20 Ağustos 2016].
• en.wikipedia.org/wiki/Electric_generator [Ziyaret Tarihi: 20 Ağustos 2016].