Among aftertreatment devices which reduce exhaust gas of diesel engine, diesel oxidation catalyst(DOC) with high reduction efficiency for gaseous matter and particulate matter is now being studied actively. In this study, an experiment was conducted to analyze the effects of low sulfur diesel fuel in heavy duty diesel engine equipped with DOC. We tested to estimate change of engine performance for the low and high sulfur diesel fuels in a 11,000cc diesel engine equipped with DOC. We conducted test to estimate the reduction efficiency of exhaust gas in D-13 mode of heavy duty diesel regulation mode and in smoke opacity mode for two samples of high sulfur content (0.2%) and low sulfur content(0.05%)
It seems very difficult to comply with upcoming stringent emission standards in vehicles. To develop low emission engines, better quality of automotive fuels must be achieved. Since sulfur contents in diesel fuels are transformed to sulfate-laden particulate matters as a catalyst is applied, it is necessary to provide low sulfur fuels before any Pt-based oxidation catalysts are applied. In general, flash point, distillation $90\%$ and cetane index are improved but viscosity can be worse in the process of desulfurization of diesel fuel. Excessive reduction of sulfur may cause to degrade viscosity of fuels and engine performance in fuel injection systems. This research focused on the performance of an 11,000 cc diesel engine and emission characteristics by the introduction of ULSD, bio-diesel and a diesel oxidation catalyst, where the bio-diesel was used to improve viscosity of fuels in fuel injection systems as fuel additives or alternative fuels.
The enormous increase in the use of fossil energy sources throughout the world has caused severe air pollution and a depletion of energy. Besides, it seems very difficult to comply with the upcoming stringent emission standards in vehicles. In order to develop low emission engines, research on better qualified fuels as alternative fuels to secure high engine performance becomes a more important issue than ever. Since sulfur contained in diesel fuel is transformed in sulfate-laden particulate matters when a catalyst is applied, it is necessary to provide low sulfur fuels before any Pt-based oxidation catalysts are applied. But the excessive reduction of sulfur levels may cause the lubricity of fuel and engine performance to degrade. In this aspect, biodiesel fuel derived from rice bran is applied to compensate viscosity lost in the desulfurization treatment. This research is focused on the performance of an 11,000cc diesel engine and the emission characteristics by the introduction of ULSD(Ultra Low Sulfur Diesel), BD20(Diesel 80%+Biodiesel 20%) and a diesel oxidation catalyst, where BD20 is used to improve the lubricity of fuel in fuel injection systems as fuel additives or alternative fuels.
Automobile industry has been developed rapidly as a key manufacturing industry in Korea. Meanwhile, air pollution is getting worse noticeably than ever. In the diesel emission, PM (Particulate Matter) and NOx (Nitrogen Oxides) have been exhausted with a great amount and the corresponding emission regulations are getting stringent. In order to develop low emission engines, it is necessary to research on better qualified fuels. Sulfur contained in fuel is transformed to sulfur compound by DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and then it causes to the increase of sulfate-laden PM on the surface of catalyst. In this research, ULSD (Ultra Low Sulfur Diesel) is used as a fuel and some experimental results are investigated. ULSD can reduce not only PM but also gas materials because cetane value, flash point, distillation 90%, pour point and viscosity are improved in the process of desulfurization. However, excessively reduced sulfur may cause to decease lubricity of fuel and engine performance in fuel injection system. Therefore, it requires only modest adjusted amount of sulfur can improve engine performance and DOC, as well as decrease of emission.
The reduction of sulfur content in the diesel fuel has caused the poor lubricity of diesel fuel in the distributor type injection pumps of diesel engines that use the diesel for lubrication of their moving parts. To investigate the reason for poor lubricity of low sulfur diesel fuels, the wear scar diameters by HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) were measured on the diesel fuels from Korean markets and the results were compared with their physical and chemical properties. Also, the lubricity change and the improvement effects on lubricity additives for the ultra low sulfur diesel fuel, were made experimentally, that will be regulated to a maximum of 0.005 wt% from about 2005 were evaluated. As a result, a good correlation was found between the wear scar diameter and the polyaromatic compound which includes heterocyclic compound in the diesel fuel. It was also found that the content of polyaromatic compound including heterocyclic compound was affected by the amount of desulfurization treatment fraction. And the lubricity additives with ester base were more effective than that with acid base on the ultra low sulfur diesel fuel. Therefore, it is suggested that the factors affecting the lubricity stated above should be taken into account to improve the lubricity property of the diesel fuel in the refining process.
Sulfur content of diesel fuel has been cut down to under 10 ppm ULSD (ultra low sulfur diesel) level by environmental regulation with the aim of reducing exhaust emissions. This review discusses the methods and principles of sulfur reduction in diesel and presents an overview of new approaches for ultra-deep desulfurization. The deep HDS (hydrodesulfurization) problems of diesel streams is exacerbated by the inhibiting effect of co-existing aromatics, nitrogen compounds and $H_2S$. The new approaches to deep desulfurization includes non-HDS type processing schemes such as adsorptive, extractive and oxidative desulfurization.
Recently, lots of researchers have been attracted to develop various alternative fuels and to use renewable fuels in order to solve the exhaust emission problems. DME (Dimethylether) is synthetic fuel, and can be produced from natural gas, coal and biomass. The emission is clean because it contains little sulfur and aromatic components In this study, the fuel was tested to investigate the applicability as an alternative fuel for diesel. This study was carried out by comparing the exhaust emissions and performance of diesel engine with DME, ULSD (ultra low sulfur diesel), LSD (low sulfur diesel) respectively. In order to measure regulated emissions, CO, $NO_{3}$, HC from vehicle different fuel types were used on chassis dynamometer CVS (constant volume sampler)-75 mode and EPA TO-I1A method was chosen for aldehydes analysis.
To develop a low emission engine, it is necessary to obtain some better quality of automotive fuels. Sulfur in fuel is transformed to sulfate-laden PM as DOC is applied. Therefore, it necessary to provide low sulfur fuels before DOC is applied. According to the specification of test fuels, flash point, distillation 90%, cetane index are improved but viscosity is decreased in the process of desulfurization. Excessively reduced sulfur may cause to decrease lubricity of fuel and engine performance in fuel injection system. Therefore, this research was emphasized how the application of Bio-diesel affects on the emission characteristics and engine performance under the circumstance of ULSD and DOC.
Recently among after-treatment devices which have high possibility of utility diesel oxidation catalyst(DOC) is concerned over the world. DOC oxidizes pollutants by means of activate-reaction during by-passing in the catalyst in doing so conversion efficiency of PM, CO and HC is high and this device does not have an effect on engine performance because back pressure is not nearly increased, But as a small amount of sulfur content in fuel is oxidized it makes sulfate which is absorbed on the surface of catalyst. So in this study the experiment is carried out by means of using ordinary fuel(0.1wt%) and low sulfur fuel(0.05wt%) with DOC and the emission gas of diesel engine is measured.
Marine diesel engines with high thermal efficiency and fuel diversity used for propulsive power have been taking charge of important position on marine transport. However, marine environment has recently focused on emissions such as nitrogen oxide and sulfur oxide which is generated from combustion of low grade fuels. EGR(Exhaust gas recirculation) system is one of effective methods to reduce the nitrogen oxide emission from marine diesel engines. In general, it is considered that recirculating gas influences fuel combustion and emissions in diesel engines. However, along with positive effects of EGR, the EGR system using fuels of including high sulfur concentration should be considered about re-combustion and activation of sulfur dioxide in recirculating gas. Therefore, in experimental study, an author investigates effects of sulfur dioxide mixture concentration in intake air on combustion and exhaust emission characteristics in a direct injection diesel engine. In results, change of sulfur dioxide concentrations in intake air had negligible impact on combustion chamber pressure, rate of heat release and emissions compared with effects of oxygen decreasing and carbon dioxide increasing of EGR.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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