Биодизель (решение проблем экологии)

· Хорошие смазывающие свойства. Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазывающие способности. Биодизель же, несмотря на почти полное отсутствие серы, характеризуется хорошими смазывающими свойствами.

· Высокая температура воспламенения. Для биодизеля её значение превышает 100 0С, что позволяет назвать его относительно безопасным веществом.

Анализ экологических показателей двигателей свидетельствует о снижении токсичных выбросов при работе на биотопливе. Содержание окиси углерода СО (угарный газ) при любой нагрузке и выбросы углеводородов СН сокращаются в два раза, количество твердых частиц (дымность) в режиме максимальной нагрузки снижается в два раза, а в режиме малой нагрузки дымность практически отсутствует. Исследования по замене дизельного топлива биодизельной смесью ( при соотношении в ней 1:1) показали существенное улучшение экологических характеристик двигателя. Выбросы оксидов азота при нормальном режиме работы двигателя сократились на 15 – 20%, сажи – на 30 – 35%, оксидов углерода и углеводородов – на 10 – 15%.

Сырьевая база для производства эфиров жирных кислот отличается большим разнообразием. Более 150 видов растений по всему миру, способных вырабатывать масла, - это шанс, позволяющий регионам самостоятельно на местном уровне решать свои региональные энергетические проблемы. К числу масляных растений относятся: земляные орехи, соя, рапс, лен, горчица, подсолнечник, рицина, хлопок, фундук, оливы, бук, пальмы.

По элементному составу растительные масла близки друг другу, а от нефтяного топлива отличаются присутствием кислорода (9,6 – 11,5%). Их главные недостатки как топлива (по сравнению с нефтепродуктами) - меньшая теплота сгорания (на 7 – 10%), более высокая вязкость (в 6 раз и более), повышенная склонность к нагарообразованию, низкая испаряемость и др. Поэтому большинство современных дизельных двигателей могут работать на чистых растительных маслах весьма непродолжительное время.

Показателен пример рапса – технической масличной культуры, урожайность которой составляет 24 – 26 центнеров с гектара. Из тонны рапса можно получить порядка 270 кг биодизельного топлива. Метиловый эфир рапсового масла по всей физико-химической характеристике близок к дизельному топливу: при его использовании не требуется подогрев топлива, в меньшей степени образуются отложения на деталях цилиндро-поршевой группы.

По химическому составу рапсовое масло представляет сбой смесь триглицеридов различной молекулярной массы. Но в целом оно имеет более высокую молекулярную массу и более длинную, по сравнению с углеводородами дизельного топлива, углеродную цепь. Помимо этого, при переработке рапса, кроме самого масла, получается ещё и рапсовый шрот – ценный белковый корм для птицеводства и животноводства.

Биодизель может смешиваться с дизельным топливом. При малых долях биотоплива в смеси возможно использование этих биотоплив без каких-либо переделок в двигателях. Другие виды биотоплива, такие, как чистое растительное масло, биометанол, биогаз, биодиметилэфир и биоводород, требуют при своем использовании существенного изменения как инфраструктуры снабжения, так и модификации двигателей.

Европейский опыт показывает, что к такому топливу предъявляется ряд специфических требований, изложенных в европейском стандарте EN 14214:2003 «Automotive fuels. Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines. Requirements and test methods» (EN 14214:2003 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Метиловые эфиры жирных кислот (FAME) для дизельных двигателей. Требования и методы испытаний»).

В России разработан и введен в действие ГОСТ Р 52368 – 2005 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия», допускающий содержание биологических добавок до 5 % от объема топлива. Однако указанный стандарт не решает всех вопросов о нормативно-правовом обеспечении использования метиловых эфирных жирных кислот – основного компонента биотоплива для двигателей внутреннего сгорания, в частности для дизельных двигателей.

Это связано с тем, что, несмотря на кажущуюся простоту реакции переэтерификации растительных масел, технологический процесс получения метиловых эфиров протекает с образованием ряда промежуточных и побочных продуктов, весьма нежелательных в дизельном топливе. К таким соединениям относятся эфиры линоленовой кислоты, которые в силу наличия в молекуле трех двойных связей склонны к полимеризации с образованием высокомолекулярных соединений. Ограничивается также содержание моно-, ди- и триглицеридов и свободного глицерина; строго нормируется содержание калия, натрия, фосфора и свободного метанола. Соединения калия и натрия используются в качестве катализаторов переэтерификации. Но, если их не удалить после завершения процесса, они могут вызвать расщепление метиловых эфиров с образованием свободных жирных кислот - сильных коррозионных агентов. Фосфор, содержащийся в маслах в виде фосфолипидов, может отравлять нейтрализаторы выхлопных газов автомобилей, а метанол сам по себе является сильным ядом.

Другое по теме

Проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение для ЗАО НПК Мера
Основным видом деятельности предприятия является научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки в области приборостроения. Предприятие располагает станочным парком в количестве ...

Экологическая обстановка Северо-Западного округа Москвы
Цель моей работы заключается в исследовании экологической обстановки в Северо-Западном административном округе Москвы и её оценка по проанализированной информации, полученной из различных ис ...