臺灣博碩士論文加值系統

葵花油甲酯生質柴油的含油率和熱質等，均較大豆油和油菜兩種甲酯生質柴油高，因此，含油率高可降低生產成本，又其熱值高能減低燃料消耗率，是一種極為值得推廣的生質柴油。由於一般生質燃料中含有可溶性有機物和皂化物等物質的關係，對長期使用在柴油引擎中將會造成引擎機件、潤滑和燃料系統等的損壞，不宜將純生質柴油直接使用在引擎上。故本研究將葵花油甲酯生質柴油混合在石化高級柴油中使用，經引擎性能實驗結果顯示，在引擎性能不受影響的情形下，混合添加比例20％SOME20和50%的SOME50的葵花油甲酯生質柴油混合燃料比純葵花甲酯生質柴油，在燃料消耗率及NOx排放濃度上，分別減低7.92%、8.12%和4.12%、4.23%，但在Smoke及HC排放濃度上，也分別增加89.52%、16.75%和37.75%、9.58%，由此可知，添加葵花油甲酯生質柴油的混合比例愈高，則燃料耗油率及NOx排放濃度也愈增高，反之，Smoke及HC排放濃度則愈減少。

The oil-bearing rate and heat value for rapeseed oil methyl ester are higher than soybean oil methyl ester and rapeseed methyl ester. Biodiesel that has high oil-bearing rate can cost down as well as high heat value can decrease BSFC. Therefore, Sunflower oil methyl ester is a very worthy of being popularized biodiesel. But for a long term used at diesel engine, engine parts, lubrication and fuel system may cause destruction due to soluable orgnic friction and accumulation of soaps included in biodiesel. Therefore, to use pure biodiesel on diesel engine directly is not proper. So sunflower oil methyl ester used in this study is blended with fossil premium diesel. After engine performance experiment, the experimental results demonstrated that BSFC and the concentration of NOx for 20% sunflower methyl ester blended with premium diesel (SOME20) and 50% sunflower methyl ester blended with premium diesel (SOME50) as compared with pure sunflower oil methyl ester are decreased 7.92%, 8.12% and 4.12%, 4.23%, respectively. But the concentration of Smoke and HC emission is increased 89.52%, 16.75% and 37.75%, 9.58%, respectively. Therefore, the higher proportion of sunflower oil methyl ester blended fuel is used, the more BSFC and the concentration of NOx emission are increased. On the other hand, the more concentrations of Smoke and HC emission are decreased.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
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 4
2.1 柴油引擎燃燒過程 4
2.2 直接噴射式柴油引擎之熱釋放率曲線的意義 5
2.3 熱釋放率與柴油引擎四個燃燒時期的關係 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 酯化反應(transesterification reaction)之研究 11
2.5 生質柴油之研究 12
2.5.1 國內文獻 12
2.5.2 國外之研究 14
2.6 結語 16
第三章 實驗設備與方法 17
3.1 實驗設備 17
3.1.1 使用之混合燃料 19
3.1.2 柴油引擎規格 21
3.1.3 引擎馬力試驗機 22
3.1.4 其他實驗設備 23
3.2 實驗方法 29
第四章 實驗結果與分析 30
4.1 BSFC之比較 30
4.2 Smoke濃度之比較 32
4.3 NOx濃度之比較 34
4.4 HC濃度之比較 36
4.5 EGT之比較 38
4.6 燃料特性之比較 40
第五章 結論、建議與未來研究方向 65
5.1結論 65
5.2建議 66
5.3未來研究方向 66
參考文獻 67
著作發表………………………………………………………………………...71
附錄
A 葵花油甲酯混合燃料（SOME）之實驗數據 72
B 高級柴油添加葵花油混合燃料（SOME50）之實驗數據 99
C 高級柴油添加葵花油混合燃料（SOME20）之實驗數據 127

[1] 工研院能源所，生質柴油試行車輛環境效應分析及推動策略評估專案之工作計畫，96年4月2日。
[2] T. R. Sem, “Effect of Various Lubricating Oils on Piston Deposits in Biodiesel Fueled Engines,” SAE Technical Paper 2004-01-0098, 2004.
[3] R. Frater, H. Dinh, K. Proc, L. McCormick, K. Chandler and B. Buchholz, “Operating Experience and Teardown Analysis for Engines Operated on Biodiesel Blends (B20), ”SAE Technical Paper 2005-01-3641, 2005.
[4] 美國黃豆協會，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─推動國內生質燃料與能源作物論壇，經濟部能源局，94年，5月27日。
[5] 林遼東，黃俊翰，黃道易，林百福，「玉米油甲酯生質柴油使用在直噴式柴油引擎之研究」，台塑研討會，2007年6月。
[6] 林遼東，台灣地區生質柴油主要能源作物之可行性分析，碩士論文，國立台北科技大學車輛工程系碩士班，台北，2000。
[7] 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.
[8] 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.
[9] 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.
[10] 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.
[11] John B. Heywood, “Internal Combustion Engine Fundamentals”, MrGraw-Hill BookCompany ,1988, pp.615-697.
[12] Kenneth K. Kuo “Principles of Combustion”, John Wiley＆Sons, Inc.1986.
[13] Gary L. Borman ＆Kenneth W. Ragland “Combustion Engineering ”MrGraw-Hill BookCompany, 1988.
[14] John B. Heywood. “Internal Combustion Engine Fundamentals” Mcgraw-Hill Book Company, 1988, pp.491-510.
[15] 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 。
[16] 黃頻儀，黃宗煌，「推廣能源作物生產的問題與政策調和」，能源季刊，2006年3月。
[17] 生質柴油之製作過程，承德油脂股份有限公司。
[18] 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2月，第2-8頁。
[19] 陳介武，“生化柴油發展與趨勢”， http://www.soybean.org.tw/tech6-3htm
[20] 生物柴油（脂肪酸甲酯），承德油脂股份有限公司。
[21] 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.
[22] G. B. Bradshaw and W. C. Meuly, “Preparation of detergents”, US Patent 2 360-844, 1994.
[23] 林俊義，國外能源作物推動經驗及發展國內能源作物之展望─推動國內生質燃料與能源作物論壇，經濟部能源局，94年5月27日。
[24] 陳榮五，適合國內發展之能源作物種類─推動國內生質燃料與能源作物論壇，經濟部能源局，94年5月27日。
[25] 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，第99頁。
[26] 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，第105頁。
[27] 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」。
[28] 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5月，第81-86頁。
[29] 陳介武，「廢食用油之的再資源化與環保」，Chinese Food，1997年9月，第62-67頁。
[30] 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，第36-40頁。
[31] 徐明璋，生質柴油的製備及其在柴油引擎上的可行性研究，碩士論文，國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所，台北，2000。
[32] 張俊銘，生質柴油對引擎性能和排氣微粒特性影響之研究，碩士論文，國立海洋大學機械與輪機工程學系碩士班，台北，2000。
[33] J. P. Szybist and A. L. Boehman, “Behavior of a Diesel Injection System with Biodiesel Fuel”, SAE Technical Paper 2003-01-1039, 2003.
[34] 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.
[35] 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.
[36] 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.
[37] 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.
[38] 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.
[39] 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.
[40] M. Subramanian, R. K. Malhortra and P. C. Kanal, “Performance Evaluation of Biodiesel-Diesel Blends in Passenger Car”, SAE T echnical Paper 2004-28-0088, 2004.
[41] 劉法偉，直噴式柴油引擎燃料噴射壓力對棕櫚仁油甲酯混合燃料影響之研究，碩士論文，國立台北科技大學車輛工程系碩士班，台北，2005。