عنوان پایان‌نامه
ارزیابی محیط زیستی و اقتصادی تولید بیودیزل از روغن پسماند و بررسی مزیت های مخلوط بیودیزل/ گازوییل
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1641;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1641
- تاریخ دفاع
- ۰۳ مهر ۱۳۹۶
- دانشجو
- امید کوه شکن
- استاد راهنما
- علیرضا پرداختی
- چکیده
- تولید بیودیزل در این تحقیق با استفاده از روغن پسماند خوراکی به عنوان منبعی ارزان و در دسترس انجام گرفت. واکنش پس از دو مرحله استریفیکاسیون و ترانس استریفیکاسیون انجام شد که میانگین بازده تبدیل روغن به سوخت زیستی 90 درصد به دست آمد. در این پژوهش نمک (NaOH) و اسیدسولفوریک به عنوان کاتالسیت بازی و اسیدی و همچنین متانول برای انجام واکنش استفاده شده است. با استفاده از آزمون کروماتوگرافی گازی، تعیین ساختار و آنالیز بیودیزل انجام گرفت تا انواع ترکیبات متیل استرهای اسید چرب در آن مشخص گردد. نتایج نشان داد که 99.65 درصد از ترکیب روغن اولیه به استر اسیدچرب تبدیل شده است. سپس نمونه بیودیزل با ترکیب درصدهای مختلف با گازوییل یورو 5 مخلوط می‌گردد تا ترکیب‌های B0, B5, B10, B20 , B100 به دست آیند. خواص فیزیکی و شیمیایی این مخلوط‌های به‌دست‌آمده از طریق آزمون‌های معتبر استاندار ASTM D6751 آمریکا اندازه‌گیری شد تا کیفیت مدنظر و محدوده استاندارد هر کمیت اندازه‌گیری شود. چگالی نمونه گازوییل از 821 (Kg/m3) به 823، 827، 834 و 879 به ترتیب برای مخلوط‌های 5، 10، 20 و 100 درصد تغییر می‌کند. همچنین ویسکوزیته از 2.75 (mm2/s) در گازوییل تا 5.9 در بیودیزل خالص افزایش پیدا می‌کند. نقطه ابری شدن و کدر شدن در مخلوط‌های بیودیزل و گازوییل کاهش می‌یابد، درصورتی که نقطه فلش و فایر در مخلوط‌ها بیشتر می‌شوند. افزایش مقدار شاخص ستان از عوامل بهبود کیفیت سوخت می‌باشد که از 55.9 تا 59.7 در مخلوط‌های مختلف افزایش می‌یابد. پس از آگاهی از خواص مخلوط‌های مختلف و مقایسه آن‌ها با گازوییل خالص، B10 به عنوان بهترین گزینه هم ازنظر محیط زیستی و هم اقتصادی پیشنهاد شد. سپس میزان کم‌تر شدن آلاینده در سوخت جایگزین از طریق کاهش انتشار CO2 و گوگرد بررسی گردید و همچنین ازنظر اقتصادی معین شد که سوخت پیشنهاد شده چقدر می‌تواند صرفه اقتصادی داشته باشد. درنهایت نشان داده می‌شود با توجه به مسئله امنیت انرژی در منطقه و کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی می‌توان از این طریق تقریباً سالی 97 میلیون دلار صرفه‌جویی اقتصادی داشت.
- Abstract
- This study analyzes the biodiesel production from waste cooking oil as a low-cost and accessible source. Biodiesel production process was performed two stages; esterification and transesterification with optimum reaction yield of 90%.NaOH and acid sulfuric was used in this investigation for the esterification and transesterification reactions respectively as well as methanol as the reactant considered with oil in processes. Qualitative and Fatty acid composition of methyl ester were determined via Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Results have shown that 99.65 % of waste cooking oil was turned to methyl esters. Blending of biodiesel at different ratios is a suitable choice to enhance some quality of conventional petrodiesel so, making blends at different ratios, which are B0, B5, B10, B20 and B100 by volume fraction, were considered experimentally. Physical and chemical characteristics of biodiesel and biodiesel/petro-diesel blends were analysis using ASTM D6751 method. The foregoing density for petrodiesel goes up from 821 to 823, 827 and 834 (kg?m^3 ) by making B5, B10 and B20, respectively. The viscosity also increased from 2.75(mm2/s) to 5.9 for the pure biodiesel. Pour point and cloud point was decreased in this investigation, while flash point and fire point was rose for the biodiesel blends. In this study, B0 cetan index was found 55.9 and attained 56.1, 56.4 and 57.1 for B5, B10 and B20, respectively. Consequently, B10 was selected as the proper sample based on environmentally and economically perspective. While, in this alternative fuel CO2 and sulfur reduction was measured and selected as a fuel which has the potential to improve economic situation of country. Moreover, it decreases the dependence on imported oil due to agricultural development and also with regarding to the energy security it would be pay more attention. Finally, it is predicted that in terms of biodiesel cost, using 10% of biodiesel mixture in petrodiesel can save at least
