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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 張慶源 | |
dc.contributor.author | Guo-Li Chuang | en |
dc.contributor.author | 莊國立 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-08T06:15:47Z | - |
dc.date.copyright | 2007-02-01 | |
dc.date.issued | 2007 | |
dc.date.submitted | 2007-01-30 | |
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dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/25494 | - |
dc.description.abstract | 200年來,人類文明的快速演進,化石能源的大量使用,造成化石能源耗之將盡以及溫室效應。未來半個世紀,人類面臨能源耗竭和環境衝擊的問題將是非常嚴峻。國際間對於減低溫室效應氣體漸具共識,溫室氣體排放減量已經成為國際環境規範,減量措施將驅動經濟體質的轉型和能源使用的新思維。世界各國面對能源發展的嚴竣情勢,無不竭盡全力開發可以取代化石能源的替代性能源,把握轉型為低碳經濟與低碳社會的契機,碳排放量較低或無碳的生質柴油因而引人矚目的。發展生質柴油除了可以延長化石能源使用年限和顯著減少溫室氣體的排放外,也帶動出頗具潛力的新興經濟市場。
台灣天然資源蘊藏貧乏,能源幾乎全數仰賴進口,面對溫室氣體減量之壓力、傳統能源耗竭以及國際能源環境的多變,能源多樣化以及尋求替代性能源將刻不容緩。台灣在生質柴油的推廣上尚處於起步階段,2004 年10月第一座生質柴油示範生產工廠在嘉義縣設立。惟在相關法規制度面、油品規範以及檢驗方法均尚未建立或標準化,對於油品特性和應用於柴油車輛的本土性相關數據亦相當缺乏。 2005年台灣環境保護署在行政院非核家園具體行動方案下,在13個縣市單位以垃圾車為對象推動添加生質柴油車輛之道路試行,車輛總數超過700輛以上。這是台灣將生質柴油較大規模應用於柴油車輛道路試行的初次經驗,亦是世界各國首次以垃圾車為對象,進行較大規模實際道路運行測試,其經驗將不容忽視。 本研究經由探訪台灣生質柴油製造工廠以及2005 年參與試行的單位,蒐集油品及試行相關資料並加以分析探討,進行台灣生質柴油之油品特性及柴油車輛實際道路試行的排放特性和引擎性能影響之研究。 研究結果顯示,台灣自產生質柴油的品質,動力黏度為4.0~6.0 cSt @ 40 ℃左右,介於美國ASTM規範為6.0以下,歐盟EN規範為3.5以上,閃火點為140~180 ℃左右,大於美國ASTM規範為100及歐盟EN規範為120以上,十六烷值為43~50左右,大於美國ASTM規範為40以上,在歐盟EN規範為51以下,蒸餾溫度(T90)大多位於330~345 ℃左右,皆小於歐盟EN規範為360 ℃以下,相較於歐盟和美國的生質柴油規範標準毫不遜色,顯見台灣在生質柴油的產製技術上已臻成熟。以自產生質柴油應用在柴油車輛實際道路運行,在B20的添加比例下,污染度減少12.30%,CO 減少12.60%,HC 減少17.43%,NOx 增加11.30%,馬力減少5.20%,油耗增加8.50%。在B40 的添加比例下,污染度減少4.99%,CO 減少16.88%,HC 減少13.63 %,NOx 增加14.38 % ,馬力減少12.95 %,油耗增加7.00%。在B100 的添加比例下,污染度增加12.04 %,CO 減少36.17 %,HC 減少44.65 % ,NOx 增加3.75 %,馬力減少5.02 %,油耗增加12.84 %。 | zh_TW |
dc.description.abstract | During the last 200 years, the great progress of human civilization and considerable use of fossil energy have brought about not only rapid using up of fossil energy but also significant greenhouse effect. In the future 50 years, human beings will run out of energy resources and confront serious environment problems. A common consensus of greenhouse gas emission reduction has reached and it has also become an international appeal on environmental protection already. Taking measures of reducing greenhouse gas emission will promote a conversion of economic system and new thinking of energy exploitation. In order to face the serious situation of energy development, many countries tring have been hard to exploit alternative energies to take the place of fossil energy and grasp at every opportunity that may help toward a low-carbon economy and society. Biodiesel is conspicuous in all kinds of alternative energies because of its lower carbon emission or no carbon emission. The exploitation of biodiesel extends tenure of use on fossil energy, decreases greenhouse gas emissions and also brings out a new economic market.
There is a lack of natural resources in Taiwan with most resources being imported from other countries. It is of great urgency and importance to seek alternative energies because of the pressures of reducing greenhouse gas emission, using up of fossil energy and the changing market situation of international energy supply. The promotion of the production and usage of biodiesel in Taiwan is at initial starting. The first Taiwanese factory producing biodiesel of 3,000 metric tons per year was established in Chiayi County of Taiwan in October 2004, yet the laws, standards of oil and methods of testing were not established or standardized. It is still in short of information about the characteristics of domestic biodiesel and performance data biodiesel of local diesel vehicles using. Under the plan The Central Government’s Nuclear-Free Homeland in 2005, over 700 garbage diesel vehicles in 13 counties of Taiwan were on trail. It is the first extensive test on the use of biodiesel for diesel vehicles in Taiwan and also the first extensive test on garbage diesel vehicles in the world, indicating the importance of the experience . The purpose of the present study is to assess the characteristics of biodiesel produced in Taiwan and to examine the emission characteristics and engine performance of diesel vehicles using biodiesel. Data on biodiesel and performance tests of diesel vehicles were collected and analyze from the factories producing biodiesel and organizations participating the performance tests in 2005. According to the collected data were then examined and assessed analysis of data, the qualities of biodiesel of Taiwan is not worse than that in European and American countries. It implies that the technology of producing biodiesel in Taiwan as good as EU and USA. Additionally, the following results were found based on the field performance of diesel vehicles using biodiesel. In the use B20(with volume ratio of biodiesel to fossile diesel of 20:80) biodiesel, the results show ed: decrease of pollution of particulate matter(PM) of about 12.30%, decrease of CO of 12.60%, decrease of HC of 17.43%, increase of NOx of 11.30%, decreases of horsepower of 5.20%, and oil consumption increase 8.50%. As for the use of B40, the results indicated:the degree of pollution decrease of PM of 4.99%, decrease of CO of 16.88%, decrease of HC of 13.63%, increase of NOx of 14.38%, decrease of horsepower of 12.95%, and oil consumption increase of 7.00%.For the case of using B100, the results showed: increase of PM of 12.40%, decrease of CO of 36.17%, decrease of HC of 44.65%, increase of NOx of 3.75%, increase of horsepower of 5.02%, and oil consumption increase of 12.84%. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-08T06:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-96-P91541205-1.pdf: 1326098 bytes, checksum: f6d3c087932d413533fc78e0aa935062 (MD5) Previous issue date: 2007 | en |
dc.description.tableofcontents | 目 錄
第一章 研究緣起 1 第二章 文獻回顧 5 2.1 生質柴油的料源 5 2.1.1 料源組成 6 2.1.2 料源 10 2.2 生質柴油的製備 13 2.2.1 生質柴油的製造方法 13 2.2.2 轉酯化反應 15 2.2.3 工業上製備 18 2.2.4 產量 24 2.3 生質柴油的品質與規範 27 2.3.1 基本性質 27 2.3.2 品質規範 30 2.4 生質柴油對柴油引擎之排放和性能之影響 37 第三章 研究方法 43 3.1 研究範圍及流程 43 3.2 檢測數據比較篩選原則 43 3.2.1 數據完整性及一致性確認 44 3.2.2 相關性分析 45 3.2.3 集群分析 45 3.3 變化率計算 50 3.3.1 污染物濃度分佈 51 3.3.2 參數推估 52 3.4 迴歸分析 52 3.4.1 迴歸分析之假設 53 3.4.2 迴歸方程式的估計 53 3.4.3 迴歸分析中的變異數分析 54 第四章 結果與討論 57 4.1 國內外生質柴油油品規範 57 4.2 台灣生質柴油油品品質 58 4.3 國內外生質柴油油品比較 61 4.4 生質柴油排氣變化率分析 67 4.4.1 污染度 67 4.4.2 NOx 77 4.4.3 CO 86 4.4.4 HC 88 4.4.5 馬力 98 4.4.6 油耗 113 4.5 油品來源與排氣污染變化率探討 121 第五章 結論與建議 127 5.1 結論 127 5.2 建議 129 參考文獻 134 附錄A 台灣學術界對於生質柴油的研究概要表 A-1 附錄B 台灣2005年生質柴油試行單位內容彙整表 B-1 附錄C 台灣2005年試行單位使用油品檢測分析一覽表 C-1 附錄D 英中名詞對照 D-1 附錄E 縮寫說明 E-1 圖 目 錄 圖2.2-1 三甘油酯熱解的反應機構 16 圖2.2-2 轉酯化反應 16 圖2.2-3 轉酯化反應機構 17 圖2.2-4 生質柴油的製造示意圖 20 圖2.2-5 生質柴油的批次製程 21 圖2.2-6 Henkel製程 22 圖2.2-7 CD製程 23 圖2.2-8 2000~2010年全球生質柴油銷售量預估………………… 26 圖2.4-1 生質柴油對污染排放趨勢關係 39 圖3.1-1 研究流程圖 47 圖4.3-1 生質柴油動力黏度檢測值(2005年) 64 圖4.3-2 生質柴油閃火點檢測值(2005年) 65 圖4.3-3 生質柴油十六烷值檢測值(2005年) 65 圖4.3-4 生質柴油蒸餾溫度T90檢測值(2005年) 66 圖4.3-5 生質柴油甘油部分檢測值(2005年) 66 圖4.4-1a 車輛(233輛)添加B20所統計之污染度變化率(△P/Po) 71 圖4.4-1b 車輛(134輛)添加B20所統計之污染度變化率(△P/Po) 71 圖4.4-2 車輛(134輛)添加B20生質柴油其污染度變化率與排氣量(Vc)相關性 72 圖4.4-3 車輛(134輛)添加B20生質柴油其污染度變化率與車齡(Yc)相關性 72 圖4.4-4a 車輛(67輛)添加B40所統計之污染度變化率(△P/Po) 73 圖4.4-4b 車輛(39輛)添加B40所統計之污染度變化率(△P/Po) 73 圖4.4-5 車輛(39輛)添加B40生質柴油其污染度變化率與排氣量(Vc)相關性 74 圖4.4-6 車輛(39輛)添加B40生質柴油其污染度變化率與車齡(Yc)相關性 74 圖4.4-7a 車輛(72輛)添加B100所統計之污染度變化率(△P/Po) 75 圖4.4-7b 車輛(50輛)添加B100所統計之污染度變化率(△P/Po) 75 圖4.4-8 車輛(50輛)添加B100生質柴油其污染度變化率與排氣量(Vc)相關性 76 圖4.4-9 車輛(50輛)添加B100生質柴油其污染度變化率與車齡(Yc)相關性 76 圖4.4-10a 車輛(233輛)添加B20所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 80 圖4.4-10b 車輛(120輛)添加B20所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 81 圖4.4-11 車輛(120輛)添加B20生質柴油其NOx變化率與排氣量(Vc)相關性 81 圖4.4-12 車輛(120輛)添加B20生質柴油其NOx變化率與車齡(Yc)相關性 82 圖4.4-13a 車輛(60輛)添加B40所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 82 圖4.4-13b 車輛(38輛)添加B40所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 83 圖4.4-14 車輛(38輛)添加B40生質柴油其NOx變化率與排氣量(Vc)相關性 83 圖4.4-15 車輛(38輛)添加B40生質柴油其NOx變化率與車齡(Yc)相關性 84 圖4.4-16a 車輛(72輛)添加B100所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 84 圖4.4-16b 車輛(40輛)添加B100所統計之NOx變化率(△NO/NOo) 85 圖4.4-17 車輛(40輛)添加B100生質柴油其NOx變化率與排氣量(Vc)相關性 85 圖4.4-18 車輛(40輛)添加B100生質柴油其NOx變化率與車齡(Yc)相關性 89 圖4.4-19a 車輛(233輛)添加B20所統計之CO變化率(△CO/COo) 90 圖4.4-19b 車輛(114輛)添加B20所統計之CO變化率(△CO/COo) 90 圖4.4-20 車輛(114輛)添加B20生質柴油其CO變化率與排氣量(Vc)相關性 91 圖4.4-21 車輛(114輛)添加B20生質柴油其CO變化率與車齡(Yc)相關性 91 圖4.4-22a 車輛(60輛)添加B40所統計之CO變化率(△CO/COo) 92 圖4.4-22b 車輛(30輛)添加B40所統計之CO變化率(△CO/COo) 92 圖4.4-23 車輛(30輛)添加B40生質柴油其CO變化率與排氣量(Vc)相關性 93 圖4.4-24 車輛(30輛)添加B40生質柴油其CO變化率與車齡(Yc)相關性 93 圖4.4-25a 車輛(70輛)添加B100所統計之CO變化率(△CO/COo) 94 圖4.4-25b 車輛(46輛)添加B100所統計之CO變化率(△CO/COo) 94 圖4.4-26 車輛(46輛)添加B100生質柴油其CO變化率與排氣量(Vc)相關性 95 圖4.4-27 車輛(46輛)添加B100生質柴油其CO變化率與車齡(Yc)相關性 95 圖4.4-28 車輛(233輛)添加B20所統計之HC變化率(△HC/HCo) 100 圖4.4-29 車輛(146輛)添加B20生質柴油其HC變化率與排氣量(Vc)相關性 101 圖4.4-30 車輛(146輛)添加B20生質柴油其HC變化率與車齡(Yc)相關性 101 圖4.4-31a 車輛(69輛)添加B40所統計之HC變化率(△HC/HCo) 102 圖4.4-31b 車輛(23輛)添加B40所統計之HC變化率(△HC/HCo) 102 圖4.4-32 車輛(23輛)添加B40生質柴油其HC變化率與排氣量(Vc)相關性 103 圖4.4-33 車輛(23輛)添加B40生質柴油其HC變化率與車齡(Yc)相關性 103 圖4.4-34a 車輛(72輛)添加B100所統計之HC變化率(△HC/HCo) 104 圖4.4-34b 車輛(43輛)添加B100所統計之HC變化率(△HC/HCo) 104 圖4.4-35 車輛(43輛)添加B100生質柴油其HC變化率與排氣量(Vc)相關性 105 圖4.4-36 車輛(43輛)添加B100生質柴油其HC變化率與車齡(Yc)相關性 105 圖4.4-37a 車輛(224輛)添加B20所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 107 圖4.4-37b 車輛(152輛)添加B20所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 108 圖4.4-38 車輛(152輛)添加B20生質柴油其馬力變化率與排氣量(Vc)相關性 108 圖4.4-39 車輛(152輛)添加B20生質柴油其馬力變化率與車齡(Yc)相關性 109 圖4.4-40a 車輛(60輛)添加B40所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 109 圖4.4-40b 車輛(38輛)添加B40所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 110 圖4.4-41 車輛(38輛)添加B40生質柴油其馬力變化率與排氣量(Vc)相關性 110 圖4.4-42 車輛(38輛)添加B40生質柴油其馬力變化率與車齡(Yc)相關性 111 圖4.4-43a 車輛(72輛)添加B100所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 111 圖4.4-43b 車輛(50輛)添加B100所統計之馬力變化率(△Hp/Hpo) 112 圖4.4-44 車輛(50輛)添加B100生質柴油其馬力變化率與排氣量(Vc)相關性 112 圖4.4-45 車輛(50輛)添加B100生質柴油其馬力變化率與車齡(Yc)相關性 115 圖4.4-46 車輛(83輛)添加B20所統計之油耗變化率(△Oil/Oil o) 116 圖4.4-47 車輛(83輛)添加B20生質柴油其油耗變化率與排氣量(Vc)相關性 116 圖4.4-48 車輛(83輛)添加B20生質柴油其油耗變化率與車齡(Yc)相關性 117 圖4.4-49 車輛(30輛)添加B40所統計之油耗變化率(△Oil/Oil o) 117 圖4.4-50 車輛(30輛)添加B40生質柴油其油耗變化率與排氣量(Vc)相關性 118 圖4.4-51 車輛(30輛)添加B40生質柴油其油耗變化率與車齡(Yc)相關性 118 圖4.4-52a 車輛(49輛)添加B100所統計之油耗變化率(△Oil/Oil o) 119 圖4.4-52b 車輛(33輛)添加B100所統計之油耗變化率(△Oil/Oil o) 119 圖4.4-53 車輛(33輛)添加B100生質柴油其油耗變化率與排氣量(Vc)相關性 120 圖4.4-54 車輛(33輛)添加B100生質柴油其油耗變化率與車齡(Yc)相關性 120 圖4.5-1 廢食用油及黃豆油NOx變化率 124 圖4.5-2 廢食用油及黃豆油HC變化率 125 圖4.5-3 廢食用油及黃豆油CO變化率 125 圖4.5-4 廢食用油及黃豆油PM變化率 126 表 目 錄 表2.1-1 不同料源的油脂成分組成 7 表2.1-2 主要脂肪酸的化學結構 8 表2.1-3 不同脂肪酸生成甲基脂的性質 9 表2.1-4 能源作物之應用潛力指標的評分及結果:生質柴油 12 表2.2-1 歐盟生質柴油生產量(×1000噸/年) 25 表2.3-1 台灣車用柴油標準 33 表2.3-2 各國生質柴油標準規範 34 表2.3-3 美國、歐盟及台灣試驗油品檢驗方法參考表 36 表2.4-1 生質柴油對污染排放趨勢關係 39 表3.2-1 相關係數與變項之關連 56 表3.3-1 空氣污染物資料可能之分配型態與其機率密度函數 56 表3.4-1 迴歸變異數分析表 56 表4.2-1 不同生質柴油供應商油品品質範圍 63 表4.3-1 2005年試行單位生質柴油檢驗次數一覽表 64 表4.4-1 2005年試行單位有關排氣檢測數據一覽表 68 表4.4-2 不同生質柴油添加比下污染度變化率(y) 68 表4.4-3 不同生質柴油添加比下NOx變化率(y) 80 表4.4-4 不同生質柴油添加比下CO變化率(y) 89 表4.4-5 不同生質柴油添加比下HC變化率(y) 100 表4.4-6 不同生質柴油添加比下馬力變化率(y) 107 表4.4-7 不同生質柴油添加比下油耗變化率(y) 115 表4.5-1 不同料源生質柴油對空氣污染物變化率彙整表 124 表5.1-1 空氣污染物、馬力及油耗變化率彙整表 128 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 台灣生質柴油應用在柴油車輛對排放特性和引擎性能影響之研究 | zh_TW |
dc.title | A Study on the Influences of Biodiesel in Use for Diesel Vehicle on Engine Performance and Characteristics of Exhaust in Taiwan | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 95-1 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 吳照雄,謝哲隆 | |
dc.subject.keyword | 生質柴油,引擎性能,排放特性, | zh_TW |
dc.subject.keyword | biodiesel,performance,characteristics, | en |
dc.relation.page | 138 | |
dc.rights.note | 未授權 | |
dc.date.accepted | 2007-01-30 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 環境工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 環境工程學研究所 |
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