MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİ Kocaeli Üniversitesi ATIK YAĞLARIN BİYODİZELDE KULLANIMI ve MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİ Doç. Dr. Mustafa ÇANAKÇI 13 Temmuz 2006 Kocaeli Sanayi Odası

Soğuk akış özellikleri Motor performansı ve emisyonlar Sonuç Kocaeli Üniversitesi SUNUM ALT BAŞLIKLARI Biyodizel nedir? Transesterifikasyon Atık bitkisel yağlar Soğuk akış özellikleri Motor performansı ve emisyonlar Sonuç

Kocaeli Üniversitesi ALTERNATİF YAKITLAR metanol, etanol, sıkıştırılmış doğal gaz (CNG), sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG), sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG), bitkisel yağlar. BİTKİSEL YAĞLAR Motor Problemleri enjektörlerde tıkanma, kurum birikintisi, segmanlarda sıkışma. BİYODİZEL Bitkisel, hayvansal veya atık kızartma yağlarından kimyasal bir reaksiyon (transesterifikasyon) sonucu üretilen alternatif bir yakıttır.

BİTKİSEL YAĞLARIN TRANSESTERİFİKASYONU Kocaeli Üniversitesi BİTKİSEL YAĞLARIN TRANSESTERİFİKASYONU Sabit setan sayısı ve ısıl değer, Daha düşük viskozite ve atomizasyon Daha iyi yanma ve egzoz emisyonları.

Trigliserid + Alkol Ester + Gliserin Trigliserid : Bitkisel Yağ Kocaeli Üniversitesi BİYODİZEL ÜRETİMİ Trigliserid + Alkol Ester + Gliserin Trigliserid : Bitkisel Yağ Alkol : Metanol, Etanol, Bütanol, … Katalizör : Asit ve Baz Katalizörler Ester : Biyodizel Gliserin : Yan Ürün (Katalizör) (Hammadde) (Biyodizel) Farklı fiziksel ve kimyasal özellikler, farklı yakıt özellikleri demektir!

Kocaeli Üniversitesi ALKOLLER Alkol tipi Metanol 2-Propanol 1-Bütanol Etanol Formül CH4O C3H8O C4H10O C2H6O Kaynama Derecesi(0C) 65 108 118 78 Erime Noktası(0C) -98 -88 -89 -117 Parlama Noktası(0C) 12 35 27 17 Yoğunluk (g/ml) (20 0C’de) 0,791 0,787 0,811

Kocaeli Üniversitesi Akma Noktası Biyodizel (%) Soya ME Kanola Domuz Yağı Atık İçyağı Düşük SYA Atık Yağ ME Yüksek SYA -27 1 -24 5 -21 -18 -15 10 -12 35 -3 -6 50 -9 3 100 -1 -4 11 8 12

Biyodizelin Temel Özellikleri Kocaeli Üniversitesi Biyodizelin Temel Özellikleri Toksik etkisi olmayan, Yenilenebilir, Yüksek setan sayısı, Aromatik içermeyen, %10-11 kadar O2 içeren Sülfürsüz Fakat Maliyet Yüksek, Düşük Maliyetli hammadde arayışı?

Alternatif Hammadde Restaurant Atık Yağları Atık Hayvansal Yağlar Kocaeli Üniversitesi Alternatif Hammadde Restaurant Atık Yağları Atık Hayvansal Yağlar Biyodizel Üretimi için uygun hammadde + + = Fakat Farklı Yakıt Özelliklerine sahip Biyodizel mi? (Doymuşluk yaklaşık %40 ve SYA %10-25) Olumsuz Soğuk Akış Özellikleri

Baz katalizörler (NaOH, KOH, NaOCH3, vs.) Kocaeli Üniversitesi KATALİZÖRLER Baz katalizörler (NaOH, KOH, NaOCH3, vs.) Asit katalizörler (H2SO4, vs.) SYA + Metanol Su + Sabun (SYA>%1) SYA + Metanol Ester + Su (SYA>%1) KOH H2SO4 AMAÇ : SYA < % 1

ATIK YAĞLARDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ Kocaeli Üniversitesi ÖRNEK BİR ÇALIŞMA: YAKLAŞIK %15 SYA İÇEREN ATIK YAĞLARDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ 1. Ön İşlem (Pretreatment) Reaksiyonu 1. Adım Metanol/SYA Molar Oranı: 20:1 Sülfürik Asit: %5 Reaksiyon Sıcaklığı: 60oC Reaksiyon Süresi: 1 saat 2. Adım Metanol/SYA Molar Oranı: 40:1 2. Ana (Transesterifikasyon) Reaksiyon Metanol/Yağ Molar Oranı: 6:1 KOH: %0.5 Reaksiyon Sıcaklığı: Oda Sıcaklığı Reaksiyon Süresi: 8 saat

ATIK YAĞLARDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ Kocaeli Üniversitesi ÖRNEK BİR ÇALIŞMA: YAKLAŞIK %15 SYA İÇEREN ATIK YAĞLARDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ

Atık Yağ Metil Esteri (AYME), Soya Metil Esteri Kocaeli Üniversitesi Atık Yağ Metil Esteri (AYME), Soya Metil Esteri ve No. 2 Dizel Yakıtı’nın Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Motor Testlerinde Kullanılan Yakıtlar Kocaeli Üniversitesi Motor Testlerinde Kullanılan Yakıtlar > Referans yakıt olarak düşük oranda kükürt içeren No. 2 dizel yakıtı, > Biyodizel olarak; Atık Yağ Metil Esteri ve Soya Yağı Metil Esteri > B20 Karışım (%20 Biyodizel-%80 No. 2 dizel yakıtı) Motor Test Şartları > Motor devri 1400 d/d, > Tam yük şartlarında, > Kararlı hal, > Her test 3 defa tekrarlanmış ve ortalama değerler alınmıştır.

Test Motorunun Teknik Özellikleri Kocaeli Üniversitesi Test Motorunun Teknik Özellikleri Deney Düzeneğinin Şematik Görünümü

ÖYT, Termik Verim Değerleri ve Değişim Yüzdeleri Kocaeli Üniversitesi ÖYT, Termik Verim Değerleri ve Değişim Yüzdeleri CO Emisyonlarının Karşılaştırılması

Kocaeli Üniversitesi CO2 Emisyonlarının Karşılaştırılması HC Emisyonlarının Karşılaştırılması

Kocaeli Üniversitesi Duman Koyuluğunun Karşılaştırılması NOx Emisyonlarının Karşılaştırılması

Emisyonların No. 2 Dizel Yakıta Kıyasla Kocaeli Üniversitesi Emisyonların No. 2 Dizel Yakıta Kıyasla Değişim Yüzdeleri

Kocaeli Üniversitesi SONUÇ VE ÖNERİLER Tarım toplumu olan ülkemizde biyodizel oldukça önemli bir alternatif yakıt olabilir. Maliyeti düşürmek için atık yağlara ağırlık verilmeli ve atık yağ potansiyelimiz belirlenmelidir. Biyodizel üretiminde yakıt standardı dikkate alınmalı ve denetlenmelidir. Biyodizelin soğuk akış özellikleri iyileştirilmelidir. Biyodizelin özgül yakıt tüketimi No. 2 dizel yakıtına göre artış göstermiştir. Motor termik verimleri birbirine çok yakın sonuçlar vermiştir. Test edilen biyodizellerin ürettiği emisyonlar, No. 2 dizel yakıtı ile kıyaslandığında, NOx hariç, bütün emisyonlarda özellikle HC ve İs miktarında önemli ölçüde azalma görülmüştür. B100 yakıtının seçilmesi durumunda motor tasarımı açısından NOx miktarını azaltan çalışmalar yapılmalıdır.

Kocaeli Üniversitesi TEŞEKKÜRLER ?