臺灣博碩士論文加值系統

棕櫚仁油的生產能力居各種植物油之冠且油價成本低，是最吸引柴油引擎替代性的生質燃料之一。此外，棕櫚仁油碳鏈的長度也最短，易於燃燒，對柴油引擎煙度排放的改善十分有效。
由於長期使用純生質燃料易於引起引擎潤滑、燃料系統和引擎機件的不良影響。故本研究以不同比例的棕櫚仁油甲酯燃料添加到石化高級柴油燃料中，以探討其引擎性能、油耗及廢氣排放和燃燒特性等影響。經引擎實驗結果得知，添加50％棕櫚仁油甲酯於高級柴油的混合燃料(PKME50)，雖可有效改善油耗及廢氣排放濃度，但引擎性能稍遜。而高級柴油中添加20％棕櫚仁油甲酯的混合燃料(PKME20)，能在不影響引擎性能的條件下，又能改善油耗及廢氣排放濃度。

One of the most attractive alternative biodiesels for diesel engines is palm kernel oil methyl ester (PKME), because it has the higher productivity and the lower cost than the other biodiesels. Moreover, PKME is burned easily due to the short chain carbon molecules, so the concentration of smoke can be improved effectively for diesel engines. The lubrication system, fuel system, and the mechanical parts have been caused harmful affections in diesel engines easily for the long-term use of pure biodiesels. Therefore, this study blends the different proportion of PKME with premium diesel to investigate the effect on engine performance, brake specific fuel consumption (BSFC), exhaust gas emissions and combustion characteristics in diesel engines.
Experimental results demonstrated that the blending fuel of 50% PKME with premium diesel (PKME50) can reduce the BSFC and the exhaust gas emissions. However, the engine performance is slightly lower as compared with using PD. The blending fuel of 20% PKME with PD (PKME20) can improve the BSFC and the exhaust gas emission without influence on the engine performance.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究方法 2
1.4 研究範圍與限制 3
第二章 文獻探討 5
2.1 柴油的燃燒過程 5
2.2 直接噴射式柴油引擎之熱釋放率曲線的意義 5
2.3 燃料在柴油引擎四個燃燒時期與熱釋放率的意義 6
2.4 生質柴油 7
2.4.1 生質柴油之介紹 7
2.4.2 生質柴油之特性 8
2.4.3 生質柴油之製程 10
2.4.4 轉酯化反應(Transesterification reaction)之研究 10
2.5 生質柴油之研究 12
2.5.1 國內文獻 12
2.5.2 國外文獻 13
2.6 結語 15
第三章 實驗設備與方法 17
3.1 實驗設備 17
3.2 本實驗所使用之混合燃料 18
3.3 實驗柴油引擎規格 21
3.4 引擎馬力試驗機 22
3.5 其他實驗設備 23
第四章 實驗結果與分析 29
4.1 棕櫚仁油甲酯燃料與其混合燃料的比較 29
4.2 BSFC(燃料消耗率)之比較 29
4.3 Smoke(黑煙)濃度之比較 32
4.4 NOx(氮氧化物)濃度之比較 34
4.5 HC(碳氫化合物)濃度之比較 36
4.6 EGT(排氣溫度)之比較 38
4.7 燃料特性之比較 40
第五章 結論與建議 65
5.1結論 65
5.2建議 66
參考文獻 67
著作發表………………………………………………………………………...71
附錄
A 棕櫚仁油甲酯燃料(PKME)的實驗數據 73
B 高級柴油添加棕櫚仁油甲酯混合燃料(PKME50)的實驗數據 100
C 高級柴油添加棕櫚仁油甲酯混合燃料(PKME20)的實驗數據 127

[1] 何學良，詹永厚，李疏松，內燃機燃料，中國石化出版社，中國，1999，p398
[2] J. Yamada and Y. Tanaka, “Manufacturing Process of Bio-diesel Fuel,” Engine Technical (in Japanese), Vol.5, No.5, 2003.
[3] C. A. Sharp, W. Ryan and G. Knothe, “Heavy-Duty Diesel Engine Emissions Tests Using Special Biodiesel Fuels,” SAE Technical Paper 2005-01-3671, 2005.
[4] T. R. Sem, “Effect of Various Lubricating Oils on Piston Deposits in Biodiesel Fueled Engines,” SAE Technical Paper 2004-01-0098, 2004
[5] A. S.(Ed)Cheng, B. A. Buchholz and R. W. Dibble, “Isotopic Tracing of Fuel Carbon in the Emissions of a Compression-Ignition Engine Fueled with Biodiesel Blends,” SAE Technical Paper 2003-01-2282, 2003
[6] R. K. Malhotra, P. Jain, A. Chopra and M. Maheshwari, “Effect of Bio-diesel Blends on Performance and Exhaust Emissions in Passenger Car,” SAE Paper 2005-26-032, 2005
[7] E. Verhaeven, L. Pelkmans, L. Govaerts, R. Lamers and F. Theunissen, “Results of demonstration and evaluation projects of biodiesel from rapeseed and used frying oil on light and heavy duty vehicles,” SAE Technical Paper 2005-01-2201, 2005
[8] D. D. Zarling, K. L. Bickel, R. W. Waytulonis and J. R. Sweeney “Improving Air Quality by Using Biodiesel in Generators,” SAE Technical Paper 2004-01-3032, 2004
[9] John B.Heywood,“Internal Combustion Engine Fundamentals”，MrGraw-Hill BookCompany, ,1988，P615-P697.
[10] Kenneth K.Kuo“Principles of Combustion”，John Wiley＆Sons,Inc.1986.
[11] Gary L.Borman ＆Kenneth W.Ragland“Combustion Engineering”，MrGraw-Hill BookCompany, 1988.
[12] John B. Heywood. “ Internal Combustion Engine Fundamentals ”Mcgraw-Hill Book Company, 1988， P.491-P.510.
[13] 陳介武，“防制空氣污染面面觀-全球採用生質柴油，空氣清潔而保健康”，生質能源應用與展望，2005
[14] 歐洲生質柴油委員會(European Biodiesel Board ,BEE)，2005
[15] 生質柴油之製作過程，承德油脂股份有限公司。
[16] 林成原，林修安， 「動植物油脂的利用與提煉技術」，燃燒季刊，第一十四卷，第一期，2005年二月，p.2-8.
[17] 陳介武，“生化柴油發展與趨勢”， http://www.soybean.org.tw/tech6-3htm
[18] 生物柴油（脂肪酸甲酯），承德油脂股份有限公司。
[19] H. J. Wright, J. B. Segur, S. K. Coburn, E. E. Langdon and R. N. Dupuis, “A report on ester interchange,” Oil and Soap Vol.21, 1944
[20] G. B. Bradshaw and W. C. Meuly, “Preparation of detergents,” US Patent 2 360-844, 1994
[21] 周桂蘭，王振諧，張村品，吳榮華，李宏台，「綠色能源-生質柴油國際發展現況」，能源季刊，第三十一卷，第一期，九十一年一月，p.99.
[22] 周桂蘭，李宏台，蕭文生，吳榮華，「台灣地區推廣新及潔淨能源之探討-生質柴油範例分析」，能源季刊，第三十二卷，第一期，九十一年一月，p.105.
[23] 經濟部能源委員會，「新能源及潔淨能源研究開發規劃總報告」
[24] 吳耿東，李宏台，「廢棄物能源利用技術」，環保月刊，第二卷，第五期，2002年五月，p.81-86.
[25] 陳介武，「廢食用油之的再資源化與環保」，Chinese Food，1997，9，p.62-67.
[26] 吳友平，林雅芬， 「回收食用油轉製生質柴油之燃燒特性分析」，燃燒季刊，第一十三卷，第四期，2004年11月，p.11-18.
[27] 林成原，林修安， 「生質柴油引擎性能與排氣特性」，燃燒季刊，第一十四卷，第2期，2005年五月，p.36-40.
[28] 徐明璋，生質柴油的製備及其在柴油引擎上的可行性研究，國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所碩士論文，台北，2000。
[29] 張俊銘，生質柴油對引擎性能和排氣微粒特性影響之研究，國立海洋大學機械與輪機工程學系碩士論文，台北，2000。
[30] J. P. Szybist and A. L. Boehman, “Behavior of a Diesel Injection System with Biodiesel Fuel,” SAE Technical Paper 2003-01-1039, 2003
[31] L. Xiaoming, G. Yunshan, W. Sijin and H. Xiukun, “An Experimental Investigation on Combustion and Emissions Characteristics of Turbocharged DI Engines Fueled with Blends of Biodiesel,” SAE Technical Paper 2005-01-2199, 2005
[32] M. Alam, J. Song, R. Acharya, A. Boehman and K. Miller, “Combustion and Emissions Performance of Low Sulfur, Ultra Low Sulfur and Biodiesel Blends in a DI Diesel Engine,” SAE Technical Paper 2004-01-3024, 2004
[33] M. N. Nabi, M. S. Akhter and M. M. Z. Shahadat , “Improvement of engine emissions with conventional diesel fuel and diesel-biodiesel blends,” Bioresource Technology 97 (2006) 372-378, 2006
[34] D. Y. Chang and J. H. V. Gerpen, “Determination of Particulate and Unburned Hydrocarbon Emissions from Diesel Engines Fueled with Biodiesel,” SAE Technical Paper 982527, 1998
[35] A. Senatore, M. Cardone, L. Alloca, S. Vitolo and V. Rocco, “Experimental Characterization of a Common Rail Engine Fuelled with Different Biodiesel,” SAE Technical Paper 2005-01-2207, 2005
[36] A. Senatore, M. Cardone, V. Rocco and M. V. Prati, “A Comparative Analysis of Combustion Process in D.I. Diesel Engine Fueled with Biodiesel and Diesel Fuel,” SAE Technical Paper 2000-01-0691, 2000
[37] M. Subramanian, R. K. Malhortra and P. C. Kanal, “Performance Evaluation of Biodiesel-Diesel Blends in Passenger Car,” SAE Technical Paper 2004-28-0088, 2004
[38] C. Carraretto, A. Macor, A. Mirandola, A. Stoppato and S. Tonon, “Biodiesel as alternative fuel: Experimental analysis and energetic evaluations,” Energy 29 (2004) 2195-2211, 2004
[39] 曾英中， 煤油中添加食用大豆油之混合燃料對質噴式柴油引擎性能及排放之研究，碩士論文， 國立台北科技大學車輛工程系碩士班，台北，2003。