مطالعه و بررسي تجربي كاهش آلايندگي سامانه هاي احتراقي با به كارگيري سوخت بيو ديزل و نانوذرات

كارشناسي ارشد

با توجه به رشد جمعيت ، با افزايش مصرف انرژي ، كاهش سطح ذخاير نفتي و افزايش گازهاي آلاينده (NOX ، CO2 ، CO ، VOCs ، دوده ، PM ، آكرولئين و فرمالدئيد) مواجه هستيم كه باعث گرم شدن كره زمين ، تهديد جدي سلامتي و تخريب محيط زيست مي شود. اين مطالعه با هدف كاهش گازهاي حاصل از احتراق بيوديزل با استفاده از نانوذرات فلزي انجام شد. بيوديزل استفاده شده در اين مطالعه از روغن¬هاي پسماند خوراكي تهيه شد. سپس بعد از تعيين مشخصات بيوديزل توليدي و تعيين نوع و ميزان متيل استرهاي موجود در آن با استفاده از كروماتوگرافي گازي (GC-FID) ، اثر افزودن نانوذرات مختلف شامل اكسيد سريم ،اكسيد آلومينا گاما و اكسيد كبالت (CeO2 ، Al2O3 و Co3O4 ) به بيوديزل خالص در كاهش آلايندگي آن در يك سامانه احتراقي مورد ارزيابي قرار گرفت. نانوذرات در فرآيند احتراق نقش كاتاليزور رو بازي مي¬كنند و سرعت احتراق را افزايش داده و باعث احتراق كامل¬تر مي¬شود. اين نانوذرات به طور جداگانه ، تركيبات دوتايي و سه گانه در سه غلظت (25 ، 50 و 100 ppm) در بيوديزل خالص مورد استفاده قرار گرفتند. نتايج حاصل از آنلايز بيوديزل توليد شده و مقايسه آن با استاندارد نشان داد كه بيشترين ميزان متيل استر موجود در آن به C16:0 و C20:0 تعلق دارد. براي آزمايشات ، از يك ديگ بخار نيمه صنعتي و آنالايزر گاز (Testo 350z) براي محاسبه ميزان گازهاي خروجي از دودكش (CO ، CO2 و NOX) استفاده شد. نتايج نشان داد كه گاز CO حاصل از احتراق نمونه هاي حاوي نانوذرات اكسيد سريم و اكسيد كبالت بصورت جداگانه و تركيب دوتايي آن¬ها نسب به بيوديزل خالص كاهش يافت ، همچنين مقدار انتشار CO براي تركيب سه تايي نانوذرات در غلظت 50 پي¬پي¬ام نسبت به بيوديزل خالص كاهش 40 درصدي داشت. انتشار گاز NOX براي تمامي نمونه¬ها ( جز نمونه حاوي 25 پي¬پي¬ام اكسيد آلومينا) نسبت به بيوديزل خالص كاهش يافت كه بيشترين ميزان كاهش در نمونه حاوي نانوذرات اكسيد سريم و كبالت بصورت تركيبي در غلظت 100 پي¬پي¬ام مشاهد شد. دراين حالت NOX توليد شده نسبت به بيوديزل خالص 39 درصد كاهش يافت. در خصوص گاز CO2 ميتوان گفت كه ميزان درصد اين گاز در خروجي دودكش براي تمام نمونه¬ها (جز نمونه حاوي 25 پي¬پي¬ام تركيب سريم وكبالت اكسيد) نسبت به بيوديزل خالص افزايش يافت.

194351

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي - طراحي فرايند

دكتر محمدامين ثباتي