The industrial-grade hemp seed oil biodiesel

Применение биодизельного масла из семян промышленной конопли (Cannabis sativa L.) в дизельном двигателе: сгорание, вредные загрязняющие вещества и рабочие характеристики

The industrial-grade hemp ( Cannabis sativa L.) seed oil biodiesel application in a diesel engine: combustion, harmful pollutants, and performance characteristics.

Zeki Yilbaşi¹, Murat Kadir Yesilyurt², Hayri Yaman³, Mevlut Arslan²

1 Department of Automotive Technology, Yozgat Vocational School, Yozgat Bozok University, 66200 Yozgat, Turkey

2 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering-Architecture, Yozgat Bozok University, 66200 Yozgat, Turkey 

3.Department of Automotive Technology, Kırıkkale Vocational School, Kırıkkale University, 71450 Kırıkkale, Turkey

Наука и технологии для перехода к энергии 77, 15 (2022)

Опубликовано он-лайн 13 Июля 2022

Получено: 2 августа 2021 г. Принято: 5 апреля 2022 г

Исследование показало, что "использование в дизельном двигателе до 20% (по объему) топлива, полученного из промышленного масла семян конопли, приводит к снижению потребления дизельного топлива и загрязнения окружающей среды".

Основное внимание в исследовании уделено производству биодизеля из масла семян промышленной конопли с применением одноступенчатого процесса гомогенной катализируемой переэтерификации с получением высокого выхода метилового эфира. 

Испытания двигателя проводились на одноцилиндровом, четырехтактном, немодифицированном дизельном двигателе с водяным охлаждением, работающем на метиловом эфире масла семян конопли, а также на его смесях с обычным дизельным топливом. 

Экспериментальные результаты испытаний топлива сравнивались с результатами испытаний дизельного топлива. Результаты показали, что характеристики биодизельного топлива и характеристики его сгорания практически соответствуют характеристикам дизельного топлива. 

Удельный расход топлива для 5%-ной биодизельной смеси - 0,291 кг/кВт ч, 10%-ной биодизельной смеси - 0,305 кг / кВт ч и 20%-ной биодизельной смеси - 0,312 кг / кВт ч при полной загрузке был ближе к дизельному топливу (0,275 кг / кВт ч). В то же время было обнаружено, что тепловая эффективность биодизеля находится в диапазоне 15,98-24,97% т.е. немного ниже, чем у дизельного топлива (18,10–29,85%) при рабочих нагрузках. 

Из–за более высокого цетанового числа метилового эфира продолжительность задержки воспламенения биодизельно-дизельных смесей была короче, чем у дизельного топлива. Самые высокие давления газа внутри цилиндра, а также скорости тепловыделения биодизеля, включая тестовые виды топлива, были ниже по сравнению с дизельным топливом из-за более короткой задержки воспламенения. 

С другой стороны, в ходе испытаний было обнаружено, что характеристики вредных загрязняющих веществ в виде монооксида углерода, углеводородов и дымности для биодизеля и его смесей были ниже по сравнению с дизельным топливом. Однако выбросы оксидов азота для биодизеля, согласно мониторингу, составили 6,85-15,40 г / кВт ч, что значительно выше, чем у дизельного топлива (4,71–8,63 г / кВт ч). 

Авторы статьи делают вывод, что использование биодизеля, полученного из масла семян промышленной конопли, в дизельном двигателе до 20% (по объему) снизит потребление дизельного топлива и загрязнение окружающей среды, особенно в развивающихся странах.