А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
 Скачать 2.39 Mb.
|
Метиловый эфир рапсового маслаМетиловый эфир как топливо по своим характеристикам наи- более близок к дизельному топливу. Метиловый эфир рапсового масла или другой биодизель хорошо смешиваются с дизельным топливом. Биодизель — это эфиры соответствующих масел, кото- рые используются как дизельное топливо. Метиловый эфир обычно получают методом, известным как трансэтерификация. Молекула глицерольного эфира жирной кисло- ты расщепляется на молекулы метилового эфира. При этом масла и жиры реагируют со спиртом (обычно с метанолом), а катализа- тором является натриевый или содовый гидроксид (сода, щелок, поташ или едкий натрий). В результате этой реакции получают метиловый эфир рапсового или другого масла и глицерин. В про- цессе реакции для получения 1 т метилового эфира расходуется 980 кг масла, 125 кг метилового спирта, 14,2 кг катализатора. Рассмотрим энергетический баланс производства метилового эфира рапсового масла и смесевого топлива на основе рапсового масла на примере 1 га посева рапса. Затраты на производство рап- совых семян составляют 17,7 ГДж, на извлечение масла — 0,7 ГДж. Из табл. 2.25 видно, что затраты энергии при производстве мети- лового эфира рапсового масла выше, чем выход по топливной со- ставляющей. Это связано с необходимостью тратить дополнитель- ную энергию при реакции трансэтерификации. Для растительного масла выход энергии по топливной составляющей выше, чем за- траты, и достигает 10,4 ГДж, что эквивалентно 298 л дизельного топлива. Однако при условии рационального использования шро- та и соломы по обоим видам топлива наблюдается положительный баланс энергии: 85,4 % для растительного масла и 62,1 % для ме- тилового эфира рапсового масла. Таблица2.25 Энергетический баланс альтернативных видов топлива, ГДж/га
Метиловый эфир может подаваться в двигатель как в чистом виде, так и в смеси с дизельным топливом через штатную топли- воподающую систему. Необходима лишь замена некоторых уплот- нительных материалов, к которым эфир агрессивен. По сравнению с дизельным топливом метиловый эфир рапсового масла имеет ряд достоинств: высокое цетановое число, высокую температуру вспышки, лучшие смазывающие свойства. Однако он имеет и не- достатки: низкую стабильность при хранении, отрицательное вли- яние на моторное масло. Метиловый эфир растворяет лакокрасоч- ные покрытия и резину. При использовании смесевых топлив на основе эфира рапсо- вого масла изменяются показатели рабочего процесса дизеля. При неизменных регулировках топливной аппаратуры с увеличением содержания эфира жесткость и максимальное давление сгорания растут. Эти изменения заметны при работе дизеля на топливе с со- держанием более 10 % метилового эфира рапсового масла. Присутствие кислорода в метиловом эфире (до 11 %) улучша- ет процесс сгорания, что приводит к уменьшению выбросов CnHmна 10...56 %, СО — на 10...43 %, СО2 и сажи — на 50...55 %. В мети- ловом эфире рапсового масла практически полностью отсутству- ют сера (10...15 ppm) и ароматические соединения, поэтому в от- работавших газах дизеля почти нет оксидов серы и полицикличе- ских ароматических углеводородов (ПАУ). При этом наблюдается увеличение эмиссии NOxна 10 %. Биодизельное топливо может использоваться в дизельных двигателях вместе со стандартным дизельным топливом: B5: смесь 5 % биодизеля и 95 % дизеля; B20: смесь 20 % биодизеля и 80 % дизеля; B100: чистый биодизель (100 %). Согласно СТБ 1658–2012 в дизельном топливе, выпускаемом в Республике Беларусь, допускается содержание метиловых эфи- ров жирных кислот (FAME) в количестве 5 % (объемная доля). При использовании биодизельного топлива рекомендуется вы- полнять ряд мероприятий, направленных на повышение надежно- сти эксплуатации дизелей: биодизель должен соответствовать спецификациям (EN 14214, ASTM D 6751 или DIN 51606), и поставщик должен поддерживать высокое качество топлива; следует приобретать уже готовые биодизельные смеси. При самостоятельном смешивании дизельного топлива с биодизелем можно получить неоднородную смесь, что может привести к непо- ладкам; необходимо следить за тем, чтобы в топливо не попадала вода. Биодизель собирает влагу из атмосферы. Топливные баки нужно держать максимально наполненными, чтобы ограничить проникновение в них воздушных и водных паров. Ежедневно не- обходимо спускать воду с топливных фильтров двигателя и филь- тров предварительной очистки; биодизельные смеси не должны содержаться в топливной системе машины более 3 месяцев. Биодизель может снимать со стенок баков ржавчину и частицы, которые обычно оседают на стенках баков и не вызывают никаких проблем. Эти частицы впо- следствии попадут в топливные фильтры и приведут к их засоре- нию и сокращению срока службы. При неизбежности долгих пе- риодов хранения техники необходимо, чтобы двигатель предвари- тельно поработал на дизельном топливе в течение 20 ч; следует проверять топливные фильтры как минимум раз в неделю и менять при необходимости; пролитый биодизель надо немедленно вытирать, иначе он может испортить краску на машине; при использовании смеси выше В5 и до В20 включительно рекомендуется переходить на дизель, если температура окружаю- щей среды ниже –9 С. В таких условиях в баке и топливных труб- ках образуются твердые отложения, которые, как парафиновые от- ложения в дизельном топливе, будут собираться в топливном фильтре, что может впоследствии привести к его засорению; если на машине установлено устройство для предваритель- ной очистки выхлопных газов, например дизельный сажевый фильтр (DPF) или система снижения токсичности выхлопа (SCR), необходимо проконсультироваться с поставщиком по вопросу со- вместимости устройства с биодизелем; каждые 3 месяца или каждые 150 ч работы необходимо про- верять шланги, соединения и прокладки; при переходе с биодизеля на дизель топливные фильтры, масло и масляные фильтры следует заменить, даже если это про- исходит в промежутке между сервисными интервалами. Несоблюдение условий использования биодизеля может при- вести к сильному повреждению двигателя и аппаратуры системы впрыска топлива.
 Под местными видами топлива будем подразумевать биомассу и торф.Биомасса — это углеродсодержащие органические вещества растительного и животного происхождения (древесина, солома, растительные остатки сельскохозяйственного производства, навоз и др.). Также к ней относят органическую часть твердых бытовых отходов и иногда торф. Для производства энергии преимуществен- но применяют твердую биомассу и полученные из нее жидкие и газообразные топлива — биогаз, биодизель, биоэтанол (послед- ние были рассмотрены выше). В качестве биотоплива могут быть использованы: древесина и отходы древесины, образующиеся при ее рубке и обработке; био- масса быстрорастущих кустарниковых и травянистых растений; лигнин; горючая часть коммунальных отходов; отходы, получае- мые при мелиоративных работах, расчистке территорий под новое строительство; отходы растениеводства; горючие отходы перераба- тывающей и пищевой промышленности, животноводства. |