В. Германович - Альтернативные источники энергии и энергосбережение

♦ во-вторых, за счет эффективного перемешивания среды, что обеспечивает транспортировку метилового спирта и гидроокиси калия или натрия в требуемой пропорции в любую область прохождения реакции.

Примечание.

Это полностью исключает попадание в биодизельное топливо метилового спирта либо растительного масла, не вступивших в реакцию.

Интенсификация процесса протекания реакции происходит за счет кавитационного воздействия на компоненты реакции в специально спроектированных неразрушаемых насадках.

Известно, что при кавитационном воздействии на обрабатываемую среду, давление и температура в локальной зоне воздействия повышаются до тысяч градусов и атмосфер. При таких условиях реакция трансэтерификации происходит практически мгновенно и при минимальном энергопотреблении.

Для эффективного перемешивания компонентов реакции используется специальная технология «ТЕКМАШ» и оборудование в виде струйно-вихревых гидродинамических нагревателей типа ТЕК-БД.

В выпускаемых компанией «ТЕКМАШ» замкнутых гидродинамических аппаратах полностью отсутствуют застойные зоны, что обеспечивает 100 %-ую полноту прохождения реакции трансэтерификации.

Использование подхода «ТЕКМАШ» позволило при получении биодизеля осуществить основную реакцию этерификации с максимальной полнотой. Это дало возможность вписаться в американский стандарт качества биодизельного топлива ASTM, получив при этом:

♦ минимальное количество отходов, требующих утилизации (не более 2 % от массы растительного масла);

♦ минимальное энергопотребление (не более 10–20 кВт-ч) на 1 тонну произведенного биодизельного топлива.

Для сравнения, при производстве биодизельного топлива по классической технологии с применением нагрева с помощью электрокотла энергопотребление для получения 1 тонны биодизеля лежит в пределах 50—100 кВт-ч, т. е. практически в 3 раза больше, чем по технологии «ТЕКМАШ».

Сравнительная таблица (табл. 7.5) использования технологии «ТЕКМАШ» и классической технологии получения биодизельного топлива (из расчета производительности одна тонна в час).

Линия по производству биодизельного топлива (рис. 7.8) работает следующим образом.

Рис. 7.8. Линия по производству биодизельного топлива

Растительное масло из емкости перекачивается насосом Н1 в реактор-трансэтерификатор, куда добавляется порция спирта и гидроокиси калия (КОН) или натрия (NaOH) из дозатора. После заполнения реактора включается насос установки ТЕК-БД и компоненты реакции многократно циркулируют через зону гидромеханического воздействия по схеме:

«емкость —> ТЕК-БД —> насос —> турбулентная насадка — > емкость». При этом температура в реакторе ТЕК-БД поднимается на 10–12 °C. По окончании циркуляции продукты реакции перекачиваются насосом НЗ в одну из емкостей для разделения на биодизель и глицерин (процесс разделения длится 15–20 минут).

После разделения биодизель и глицерин перекачиваются насосами Н4 и Н5, соответственно, в свои емкости. После заполнения этих емкостей готовый продукт поступает на хранение или использование.

Перед началом работы линии предварительно готовится 4–5 порций смеси КОН (или NaOH) и спирта в реакторе, куда подается спирт и КОН из своих емкостей. Процесс приготовления смеси занимает 10 минут. С помощью насоса Н2 готовая смесь перекачивается в дозатор.

Достоинства

Одним из перспективных видов автомобильного горючего, в настоящее время, является метиловый спирт ( http://ugle-kislota.narod.ru).

Метиловый спирт (метанол) представляет собой бесцветную воспламеняющуюся жидкость со слабым спиртовым запахом, температура замерзания -98 °C, кипения +65 °C. Хорошо смешивается с водой. Как и все спирты, он обладает высокой детонационной стойкостью, октановое число метанола составляет 114,4 единицы. Для сравнения, октановое число этанола (винный, этиловый спирт) — 111,4 ед.

Из всех антидетонационных компонентов бензина, метанол является наиболее эффективной добавкой в отношении снижения выбросов СО, СН и NOx. Может метанол использоваться и как самостоятельное автомобильное горючее, в этом случае метанол имеет определенные достоинства.

Метанол представляет собой «чисто» сгорающее топливо, обладает лучшими топливными характеристиками, чем бензин, вследствие чего, при его применении повышается КПД двигателей внутреннего сгорания. Современные бензиновые двигатели могут хорошо работать на метаноле. При этом технические характеристики двигателя улучшаются:

♦ высокая детонационная стойкость;

♦ абсолютное отсутствие сернистой коррозии двигателя и выбросов серы и сажи в выхлопе;

♦ минимальное нагарообразование в двигателе;

♦ на 50 % меньшая токсичность продуктов сгорания.

Следует отметить, что повышается КПД, благодаря внутреннему охлаждению и повышению степени сжатия высокий коэффициент наполнения цилиндров горючей смесью (по сравнению с бензином выигрыш в мощности при работе на метаноле достигает 10 %).

Указанные достоинства метанола привели к тому, что он уже давно используется как топливо на гоночных автомобилях и авиамоделях, спортивных мотоциклах, где требуются компактные и вместе с тем мощные двигатели. Многие исследовательские институты считают его топливом будущего.

Недостатки

Вместе с тем метанол имеет и недостатки. Безводный метанол хорошо смешивается с бензином в любых соотношениях, но при попадании в топливный бак влаги, топливо расслаивается. В баке получаются две несмешиваемые жидкости. Для ликвидации этой причины желательно дополнять бак фильтром-осушителем или устанавливать отдельный бак с топливопроводом.

Другим недостатком метанола является более низкая, чем у бензина, испаряемость, что вызывает затруднения при пуске двигателя на холоде. Для улучшения пуска на холоде, приходится выполнять подогрев пускового объема холодного топлива (чаще всего электрический) или производить запуск двигателя на бензине.

Для горения метанола требуется в два раза меньше воздуха, чем для бензина, поэтому при работе на чистом метаноле необходима перерегулировка карбюратора бензинового двигателя.

Отрицательным свойством метанола является его ядовитость. Хотя многие химики, авиамоделисты и гонщики, десятилетиями вплотную обращающиеся с ним (естественно с соблюдением правил техники безопасности и санитарии) без каких-либо последствий для собственного здоровья.

Примечание.