Biyodizele antioksidan eklenmesinin nox emisyonuna etkilerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of antioxidant addition on nox emission of biodiesel
Yazar: EROL İLERİ
Danışman: PROF. DR. GÜNNUR KOÇAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Biyodizel = Biodiesel ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Kanola yağı = Canola oil ; Motor performansı = Motor performance ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Bu tezde, biyodizele antioksidan eklenmesinin NOx emisyonuna ve motor performansına etkileri incelenmiştir. Biyodizel hammaddesi olarak Avrupa'da en sık kullanılan kanola yağından, transesterifikasyon yöntemiyle kanola yağı metil esteri üretilmiş ve dizel yakıtıyla hacimsel olarak %20 oranında karıştırılarak B20 yakıtı elde edilmiştir. B20 yakıtına kütlesel olarak 500, 750 ve 1000 ppm konsantrasyonlarda butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), tert-Butylhydroquinone (TBHQ) ve 2-ethylhexyl nitrate (EHN) antioksidanları katkı maddesi olarak eklenerek deney yakıtları oluşturulmuştur.Euro dizel, B20 ve antioksidan katkı maddeleri eklenmiş B20 deney yakıtlarının, fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiş ve antioksidan maddelerin B20 yakıtının yakıt kalitesine etkileri araştırılmıştır. Antioksidan maddelerin, özellikle setan sayısının ve oksidasyon kararlılığının artırılmasında oldukça etkili olduğu tespit edilmiştir. Setan sayısı ve oksidasyon kararlılığının artırılmasında en etkili antioksidaların sırasıyla EHN ve TBHQ olduğu belirlenmiştir.Deney yakıtları kullanılarak dört silindirli, dört zamanlı, turboşarjlı, direkt püskürtmeli bir dizel motorunda motor performansı ve egzoz emisyonlarının belirlenmesi için tam yük değişik devir testi yapılmıştır. Testler 1600, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 ve 4400 1/min'de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen test sonuçlarına göre; antioksidan maddelerin moment, efektif güç, egzoz gaz sıcaklığı ve ortalama efektif basınç değeri üzerinde düşük bir etkisi olduğu, fakat özgül yakıt tüketimi, NOx, CO, CO2 ve HC emisyonlarının azaltılması açısından oldukça önemli etkiye sahip oldukları belirlenmiştir. Özgül yakıt tüketimi ve NOx emisyonlarının azaltılması açısından en etkili antioksidan karışımlarının sırasıyla B20+1000 ppm TBHQ ve B20+750 ppm EHN olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the effect of the antioxidant addition on NOx emission and engine performance of biodiesel has been studied. Canola oil methyl ester was produced by means of transesterification process from canola oil which has been usually used as raw material of biodiesel in Europe and was blended with diesel fuel 20% by volume. Test fuels were composed of B20 with antioxidant addition of butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), tert-Butylhydroquinone (TBHQ) and 2-ethylhexyl nitrate (EHN) at concentrations of 500, 750 and 1000 ppm by weight.Physical and chemical properties of the euro diesel, B20 and B20 with antioxidants were determined and effect of antioxidants addition on the fuel quality was investigated. The antioxidants had quite effect on increasing of specifically cetane number and oxidation stability. The most effective antioxidants among on increasing cetane number and oxidation stability were selected EHN and TBHQ.Test fuels were tested at full load with various engine speeds in a turbocharged direct injected four stroke, four cylinder diesel engine to measure engine performance and exhaust emissions. Tests were performed at 1600, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 and 4400 rpm engine speeds. According to engine performance test results, antioxidant addition had few effects on brake torque and power, and exhaust gas temperatures, but had quite effects on decreasing brake specific fuel consumption, NOx, CO, CO2 and HC emissions. The most effective antioxidant mixtures with B20 on decreasing of brake specific fuel consumption and NOx emission were TBHQ at a concentration of 1000 ppm and EHN at a concentration of 750 ppm, respectively.