에스테르 교환 반응에 의한 Biodiesel 합성 결과보고서

소개글

에스테르 교환 반응에 의한 Biodiesel 합성 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

❒ 개 요

❒ 실 험 목 적

❒ 기 본 이 론

❍ 기 본 이 론

❍ 기 본 원 리

❒ 실 험

❍ 사용 시약 및 기기

❍ 실 험 순 서

❍ 실 험 결 과

❒ 실험 결과 해석 및 고찰

❍ 실험 결과 해석

❍ 고 찰

❒ 정보 조사 내용

❍ 참 고 문 헌

❍ 정보조사 내용

본문내용

름을 사용하고 가열 과정이 많으므로 실험 진행시 각별한 주의가 필요하다.
- 이번 실험을 마치고 Bio diesel에 관련된 사항들을 조사해 보니 대체연료로 유채유가 가장 각광을 받고 있으며 국내에서도 이 유채를 재배하기 위해 노력하고 있다는 것을 알 수 있었으며 일부 주유소에서는 일반 diesel에 bio diesel을 섞어 판매를 하고 있다는 사실도 새롭게 알게 되었고 이 연료를 통해 환경오염을 줄일 수 있다는 것도 알게 되어 환경문제에 대해서 다시 한 번 생각할 수 있었던 중요한 시간이었던 것 같다.

정보 조사 내용 및 참고 문헌
정보 조사 내용
1. 대체연료
1) 메탄올 엔진
- 메탄올
메탄올은 CH3OH의 분자식으로 표시되어 공업적으로 천연가스나 석탄 등으로부터 합성에 의하여 만들어질 수 있다. 메탄올은 분자 중에 산소를 포함하고 있어서 연소 중에 그을음을 발생하지 않으므로 PM의 배출이 거의 없고 연소가스 중에 수분이 많아서 연소온도가 저하되어 NOx의 배출이 적은 등 큰 특징이 있다.
메탄올은 제조공급체제에 문제가 있어서 저년적인 보급에는 많은 어려움이 따르나 PM, NOx의 발생이 적은 메리트가 있어서 시가지 주행 등 환경대책으로서는 깊이 고려할 여지가 있다. 그리고 메탄올은 연소할 때 불꽃이 보이지 않는 경우가 있고 이를 위한 안전대책으로서 적은 양의 가솔린을 혼합하는 방법도 있다.
가솔린엔진을 메탄올용 엔진으로 만들기는 비교적 쉽다. 연료공급계의 변경으로 거의 대응될 수 있어서 메탄올과 가솔린 두 연료의 혼합비율이 어떻게 달라져도 운전이 가능한 FFV(Flexible Fuel Vehicle)도 실험 제작되고 있다.
- DME
최근에는 DME(Demethyl Ether)이라고 하는 물질이 디젤엔진용 연료로서 관심을 가지게 되었는데 이 물질은 알코올연료의 메탄올에서 만들 수 있는 것으로 이와 같이 주목받기 전에는 메탄올엔진의 점화보조제로서 사용된 바 있다. 알코올연료는 옥탄가가 높고 쉽게 점화되지 않아서 개질 하여 탄생될 것으로 알려져 있다.
- 위에서 열거한 메탄올과 DME는 점도가 경유보다 없고 펌프나 노즐 내를 윤활 하는 능력이 떨어져 지금은 윤활 작용을 보조하는 첨가제를 혼합하여 이용하고 있으며, 현재로는 DME가 디젤 대체연료의 제일후보로 꼽힌다.
2) 가스연료엔진
기체연료는 밀도가 낮기 때문에 연료를 차에 탑재할 수 있는 용량이 한정되는 결점을 가지고 있다. 그러므로 연료가스를 약 200bar로 고압화하거나 또는 저온액화 혹은 금속에 흡착시키는 방법 등이 있다. 현재 천연가스의 90%가 메탄이고 도시가스로 사용되고 있다. 그리고 오토사이클의 경우는 가솔린엔진을 베이스로 연료계 만의 변경으로 대응이 가능하여 외국에서는 대체연료로서 많이 쓰여 지고 있다.
3) 수 소
수소는 2차 연료이고 그 자체는 다른 에너지원으로부터 공업적으로 제조된다. 그리고 연료 중에 탄소를 포함하고 있지 않아서 CO2, CO, HC의 배출이 전혀 없고 유해성분은 NOx뿐이다. 또한 액화수소를 사용하여 고압으로 실린더 내에 직접분사하고 점화플러그로 점화하는 디젤 사이클의 엔진도 연구 개발 중에 있다.
4) 바이오-매스연료
- 앞에서 설명한 알코올 연료나 DME도 바이오-매스로부터 제조가 가능하고 이번실험의 주제인 Bio diesel이 이에 해당된다. 또한 바이오-메스에서 유채와 함께 각광받고 있는 것이 폐식용유를 이용한 제품이 VDF(Vagetable Diesel Fuel)라 하며 이것이 바이오-퓨얼이다.
- VDF는 디젤연료로서의 조건을 충분히 만족시키고 있어서 종래의 엔진을 아무런 개조 없이 연료를 바꾸어 넣는 것만으로 사용될 수 있으며 인화점이 높고 안정성이 뛰어난 것이 특징이다. 또한 유황분이 극단적으로 적어서 SOF, 산성우에 관한 원인을 제거할 수 있다.
구 분
VDF
경유(문헌값)
밀 도
0.889 g/㎤
0.835 g/㎤
인화점
184 ℃
96 ℃
동점도
6.03 ㎟/s
3.8 ㎟/s
세탄가
51
57
발열량
9600 kcal/kg
10930 kcal/kg
유황분
0.01 wt%
0.20 wt%
VDF의 성상
- 이 VDF는 미국에서 이미 실용화되고 있으며, 경유에 20%의 바이오-퓨얼을 혼합하여 판매하고 있고, 경유와 혼합하여도 성상이 동일하므로 아무런 문제가 없다.
2. 점도(viscosity)
- 일반적으로 연료의 비등점이 낮아짐에 따라 점도도 낮게 나타난다. 그리고 연료의 점도는 분무와 깊은 관계가 있다 점도가 낮을수록 분산성이 좋고, 미분산되기 때문에 가열, 증발도 빨라져 그만큼 착화자연이 단축되고 연소성도 개선된다.
- 그러나 점도가 지나치게 낮으면 관통력이 약해져 실린더 내에서의 균일분포성이 감소하고, 공기와의 접촉이 불량해지므로 연소상태가 불균일해진다. 그리고 분사펌프나 분사노즐의 윤활불량을 유발시키고, 누설 가능성이 증대된다.
- 점도가 너무 높으면 기관에 잔류분을 퇴적시키고, 연기와 악취를 발생시키게 된다. 그러므로 점도는 분사펌프와 분사노즐의 적절한 윤활을 보장할 수 있을 정도로 충분하면서도 너무 높지 않아야 한다.
3. 밀도(density)
고비등점 물질이 많이 포함되면 밀도가 증가한다. 사용하는 경유의 밀도변화가 심하다는 사실은 기관운전에는 불리한 조건이다. 밀도의 변화는 발열량의 변화, 연소에 필요한 공기량의 변화, 그리고 분사율(rate of injection)의 변화로 나타나기 때문이다. 특히 고밀도연료를 사용할 경우, 밀도에 따라 연료분사장치를 조정하지 않으면 매연 배출물(soot emission)이 현저하게 증가한다.
참고 문헌
- 조문구(2004), 생명공학을 위한 유기화학, 유한 문화사
에스테르 반응과정 및 합성 등
- 김재휘(1995), 자동차기관Ⅱ(디젤기관), 中原社
경유, 점도 및 밀도 등
- 조진호(2003), 내연기관공학(디젤엔진 편), 학연사
대체연료 등
- 한국에너지정보센터, 신생에너지저널
식물성 유지 등
- Plank(1989) Pleum
NaOH 이외의 촉매 조사
- http://www.ecosol.co.kr/bio/main.asp?bio=07 (주)에코 솔루션
Bio diesel의 개념이해 등

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