Rapi ulei drept combustibil alternativ pentru motorină

Titlul lucrării: ulei de semințe de rapiță drept combustibil alternativ pentru motoarele diesel

Specializarea: Fabricarea și tehnologii industriale

Descriere: Motoarele cu ardere internă (ICE), până în prezent, sunt principalii consumatori de combustibili derivați din petrol. Datorită creșterii constante a numărului motorului cu ardere internă și pentru a reduce numărul de depozite nou descoperite de petrol este exacerbat.

Dimensiune fișier: 39.56 KB

Job descărcat: 83 de persoane.

Motoarele cu combustie internă (ICE), până în prezent, sunt principalii consumatori de combustibili derivați din petrol. Datorită creșterii constante a numărului de motoare cu ardere internă și reducerea numărului de câmpuri de petrol nou descoperite exacerbat problema crizei energetice. În plus, arderea ICE agrava situația de mediu. Prin urmare, sarcina actuală este de a identifica și de a pune în aplicare metode de preparare și utilizare a combustibililor, ulei alternativă, pentru a aborda problemele de mediu și de energie. Una dintre direcțiile promițătoare în rezolvarea acestor probleme este utilizarea combustibililor pe bază de uleiuri vegetale. Pentru țările cu climă temperată, bazată pe posibilitatea cultivării, randament, conținutul de ulei în semințe, posibil, și, în același timp, producția de combustibil cel mai rentabil este recunoscut pe bază de ulei de rapiță.

Pentru România, cercetările în acest domeniu sunt, de asemenea, relevante, în ciuda prezenței propriilor sale câmpuri petroliere. Relevanța acestor studii se datorează următoarele: în primul rând, epuizarea rezervelor de petrol, iar pe de altă parte, interesul regiunilor rurale și agricole în reducerea dependenței energetice de furnizorii de petrol, și al treilea, în paralel cu soluția de energie și problemele de mediu cu care ne rezolva problema ocupării forței de muncă prin de locuri de muncă suplimentare în producția de combustibil din ulei de rapiță și în al patrulea rând, ulei de rapiță pur este considerabil mai mic Sebesta imost comparativ cu ulei combustibil convențional.

Dar, pe termen lung va fi cel mai interesant, cel mai probabil, este combustibilul din resurse regenerabile. Și, mai presus de toate, # 151; . Biomasa (. Din lemn, produse agricole etc.), care 170-200 miliarde de tone produse anual din lume care este energetic echivalent cu 70 # 151; 80 miliarde de tone de petrol .. În acest caz, atât teoretic, cât și experimental a dovedit că uleiurile vegetale cele mai promițătoare # 151; floarea-soarelui, semințe de bumbac, soia, semințe de in, de palmier, de arahide, de semințe de rapiță și altele. Ele pot fi folosite în forma sa inițială sau după un tratament chimic (rafinare) și, de asemenea, în amestec cu uleiuri combustibile sau alcooli. Mai mult, nu cele mai interesante uleiuri și esterii lor metilici, derivată din deșeuri de prelucrare a alimentelor, și în mod direct din uleiuri vegetale. Acesta este motivul pentru care în Europa (Anglia, Germania, Polonia, Franța, Suedia) și în Asia (China, India, Indonezia) au început deja să aplice combustibil PBX din uleiuri și produse rezultate din prelucrarea lor chimice vegetale # 151; ester metilic și alcool. Mai mult decât atât, în aceste țări dispun de o legislație în ceea ce privește producția de amestecuri de motorină și de astfel de produse.

Avantajele și dezavantajele [4] (Tabel. 1, în care semnul „+“ denotă prezența de avantaje comparativ cu combustibilul Diesel regular,

Tabelul 1. Avantaje și dezavantaje ale combustibililor

semnul „-“ - absența lor și „+“ / „-“ - combinația și ordine, sau alți combustibili alternativi) și în special utilizarea acestora în motoarele diesel, datorită compoziției lor, proprietățile fizice și chimice, precum și posibilitatea de a obține din materii prime regenerabile.

După cum se poate observa din ea, cea mai promițătoare, într-adevăr să fie considerate drept combustibil derivat din uleiuri vegetale, în primul rând # 151; din ulei de rapiță. Inclusiv pentru că, în primul rând, randamentul ridicat de rapiță îi permite să 1 ha de culturi au 1000-15000 litri de biocombustibili; în al doilea rând, ea face ca sursă de energie practic inepuizabilă de materii prime.

ulei de canola este un amestec de mono-, di- și triacilgliceroli, care conține în moleculele sale compoziția de acizi grași diferiți, adică. E. macromoleculari compuși de hidrocarburi oxigenate cu o bază asociată cu o moleculă de glicerol.

Principalul avantaj al combustibililor derivați din ulei de rapiță, # 151; biodegradabilitate practic completă. [2] Ele conțin 10 # 151; 12% în greutate oxigen poate reduce semnificativ emisiile de poluanți, cum ar fi hidrocarburi și funingine și oxizi de azot # 151; din cauza temperaturilor de ardere mai mici. In plus, uleiul de rapiță conține de fapt nici un compus de sulf; nu are, și hidrocarburi aromatice policiclice # 151; substanțe cancerigene, conținute de obicei în gazele de eșapament ale motoarelor diesel.

Este considerată promițătoare ca și în cazul altor uleiuri nu se ulei de rapiță și de metil, rezultând un ester al acestuia: în unele țări europene este deja utilizat drept combustibil independent sau aditivi pentru motorină de origine petrolieră. De exemplu, în Germania există mai mult de 90 de plante pentru producerea de ulei de rapiță și de combustibil „biodiesel“ (raport de 43: 8), pe baza de ester metilic al uleiului de rapiță produs opt companii.

ester activ este un amestec de esteri metilici ai acizilor grași. Preparat prin transesterificare său acilglicerol directă a uleiului de rapiță cu alcool metilic, la o temperatură de 353 151 #, 363 K (80 # 151; 90 ° C), în prezență de hidroxid de potasiu. Conform proprietăților lor fizico-chimice, este aproape de combustibilii standard de motorină, t. E. Uleiul diferă de joasă densitate, vâscozitate, punctul de aprindere, numărul cetanic mai mare poate, prin urmare, este foarte important, să fie alimentată în aparatul de alimentare cu combustibil nominal cilindrii motorului. Cel mai important lucru atunci când se lucrează pe ea devine mai curat diesel ecologic.

Firma "VW" [4] a efectuat un studiu al unui serial cu patru cilindri, aspirat natural diesel vihrekamernogo dimensiune S / D # 151; 8,64 / 7,65 și o putere de 40 kW (.. 54 ps), în timpul căreia este inițial lucrat cu motorină (caracteristici: interval de fierbere # 151; 449 # 151; 621 K, 176 sau # 151, 348 ° C, densitatea # 151; 821 kg / m 3. Numărul cetanică # 151; 52), și apoi metil eter cu o temperatură de fierbere de 575 # 151; K 629 (# 302, 151; 386 ° C). Stabilit: hârtia să stea pentru testare și ECE translație la motorină la emisiile de ester din ulei de rapiță de monoxid de carbon se reduce 4.5-3.57 g / încercare, hidrocarburi # 151; de la 0,82 la 0,37 oxizi g / test, și azot, dimpotrivă, crește cu 2,56 până la 3,01 g / test. Redusă și smokiness a gazelor de eșapament. De exemplu, în condiții de încărcare maximă # 151; 2 unități. pe scara de „Bosch“, în întreaga gamă de viteze funcționează pe parțială # 151; 0,5 # 151; 1 unitate. Emisie scade ca fiind cancerigene hidrocarburi aromatice. De exemplu, FTP 75 este de 2 ori mai mic în SUA a primit în modul ciclu.

Cu toate acestea, în cazul consumului de ester metilic al ciclurilor este ușor (-12%) mai mult combustibil diesel. Acest lucru se datorează mai mică decât cea din urmă (37,8 vs. 42,5 MJ / kg), valoarea calorică. Atunci când se lucrează la metileter și crește emisiile de aldehide. Dar, în general, diesel, care lucrează la o astfel de combustibil, caracterizat printr-o toxicitate scăzută totală a gazelor de eșapament.

Din păcate, metilester ulei de rapiță # 151; activ chimic (agresiv) lichidul [5]. Prin urmare, atunci când este utilizat ca aditiv la rezervoarele de combustibil diesel, țevi și alte elemente ale desenelor sistemului de combustibil, în contact cu ele, trebuie să aibă un strat protector. În plus, producția nu poate fi atribuită unui număr de prietenos cu mediul. În cele din urmă, este de combustibil diesel mai scump. Prin urmare, ulei de rapiță, pare a fi încă de preferat. Cu toate acestea, atunci când motorul diesel se ridică, de asemenea, o serie de probleme. În special, mulți experți spun că 100 prin # 151; 200 părți ale motorului diesel observat pe acesta suma depozitelor de carbon au crescut pe suprafața camerei de ardere și cocsificare duzele duze de pulverizare. Ceea ce este legitim: în acest ulei sunt multe substanțe rășinoase, prin urmare, cocsificarea (0,4%) mai mare de combustibil diesel de cocsificare (0,2%). Cu toate acestea, având în vedere că 305 standard # 151; 82 limitează valoarea finală de 0,3%, este destul de evident motorină alege și amestecuri de ulei de rapiță, care îndeplinesc cerințele GOST, muncă specială nu este.

O altă problemă cu motorul diesel pe uleiul de rapiță, # 151; vâscozitate crescută a acestuia din urmă: normal (293 K, sau 20 ° C) Temperatura este mult mai mare decât cea a combustibilului standard de motorină (75 și 3,8 mm2 / s). Cu toate acestea, pe măsură ce temperatura crește, această diferență este redusă. De exemplu, la 313 K (40 ° C), viscozitatea uleiului de rapiță # 151; 36 mm2 / s, r. E. redus la jumătate și la 343 K (70 ° C) # 151; la 17,5 mm2 / s, sau chiar mai mult de două ori. Dar lucrul cel mai important este că prezintă o vâscozitate amestecuri semnificativ mai mici de ulei de rapiță cu motorină. Astfel, vascozitatea unui amestec care conține (în volum), motorină 80% și 20% ulei de rapiță, la o temperatură de 292 K (20 ° C) este de 9 mm 2 / s, iar la 313 K (40 ° C), sisteme de condiții tipice combustibil diesel, # 151; 5 mm2 / s. Cu alte cuvinte, este proporțională cu vâscozitatea combustibilului diesel pur (specificație: # 3 151, 6 mm2 / s).

Astfel, deoarece uleiul de rapiță în proprietățile lor fizico-chimice diferite de combustibil diesel standard este recomandabil să se aplice un amestec al acestuia din urmă. Mai ales pentru că aceste componente sunt bine amestecate și amestecurile au proprietăți care le permit să ardă într-un motor diesel fără modificarea structurii sale.

oamenii de știință români au realizat propria lor încercare de motorină D-245.12S (4 CHN 11 / 12,5), produs de Minsk Motor Plant, în două versiuni de setul său complet.

Prima variantă a fost echipat cu un turbocompresor turbocompresor 6 Borisov agregate auto instalație, moduri de pompare. PP4M10Ulf (diametrul plunger si accident vascular cerebral # 151; 10 mm) a companiei cehe „MOTORPAL“ ajutaje de „Kuroapparatura“ (Vilnius) ajustarea presiunii de injecție de pornire de 21,5 MPa (215 kgf / cm2) și având pulverizare 119S534 companie diametru DOP „MOTORPAL“ cinci împroșcării hole 0 34 mm și suprafața efectivă totală a ansamblului atomizor, egală cu 0,250 mm 2. rezultatele cercetărilor sale pe ciclu de testare de 13 etape a arătat că: atunci când motorul diesel pe un amestec de „80% din motorină 20% ulei de rapiță“ performanța de mediu îmbunătățește simțitor emisia luminii scăderi hidrocarburi 1.519-0.965 g / (kW • h), adică 36,5% ..; NOx # 151; 7.442-7.159 g / (kW • h), sau 3,8%. Cu toate acestea, emisiile de monoxid de carbon, în contrast, crește cu 9,5% # 151; cu W, până la 482 W, 814 g / (kW • h).

Acestea din urmă se datorează unor (6 # 151; 10%), creșterea consumului de combustibil și timp creșterea puterii diesel corespunzătoare. În special, motorul de traducere pe îmbinarea biocarburanți în modul de cuplu maxim (n = 1500 min -1) putere crescută 53.6-57.1 kW (72.8-77.6 l. C.), Și nivelul maxim de putere (n = 2,400 min-1) # 151; 75.5-78.2 kW (de la 102,6 la 106,3 litri. s.). Excesul de aer coeficient α, astfel, a rămas practic neschimbată (1,7 și 2,2, respectiv, pe numitul modurile) datorită cantității mai mici de aer necesară pentru arderea 1 kg de combustibil (14,3 kg / kg în motorină și 13,9 kg / kg în amestec).

Caracteristic, trecerea de la motorină în amestec avute în vedere afectează consumul specific de combustibil: mod la cuplul maxim crește cu până la 231,8 g 225,8 / (kW • h) sau 166.2-170.6 g / (h • CP), iar la putere maximă # 151; 249.0-255.1 g / (kW • h) sau 183.3-187.8 g / (CP. • h). motiv # 151; mai puțin de motorină, valoarea calorică a amestecului (respectiv 41,5 și 42,5 MJ / kg).

Eficiența efectivă a motorului diesel la această tranziție practic neschimbat: la modul de cuplu maxim, în ambele cazuri, este egală cu 37,5%, iar la putere maximă # 151; 34%. opacității gazelor de evacuare la modul de cuplu maxim a scăzut de la de 25 la 16%, pe un cartuș de scară, și la putere maximă # 151; 11-8%. În cele din urmă, nu au fost observate după 100 de ore de utilizare a injectoarelor diesel putere cocsificare.

A doua întruchipare echipare diesel D-245.12S: Sistem de producere a combustibilului Noginsky fabrica de echipamente de combustibil, modurile pulverizatoare. produse de precizie a plantelor 171R.10.03 Altai având pulverizator 10 orificii cu un diametru de 0,23 mm. Testat pe un tractor „Belarus“, și în utilizarea reală. INSTALAȚII: după 500 ore de funcționare a motorului diesel pe un amestec de motorină 70% și 30% ulei de rapiță, este doar cocsare parțială a duzele de injecție, care, în practică, nu conduce la pierderea eficienței, chiar dacă puterea motorului scade.

Astfel, este evident că utilizarea de duze cu un număr mai mic de găuri pulverizator și în consecință mai diametrul lor reduce semnificativ sau de a evita cocsificare. Și pentru eliminarea completă (și nu numai atunci când se lucrează la uleiul din semințe de rapiță), este suficient să se aplice măsurile de bine-cunoscute. De exemplu, funcționează periodic în condiții de înaltă performanță, alimentat intermitent prin găurile de atomizare și emulsie apă-combustibil t. N.

PERSPECTIVELE ULEI DE RAPITA în străinătate și în România

Care este starea și perspectivele pentru producția de ulei de rapiță și de biodiesel în România? În România, este cultivat în principal în rapiță de primăvară. Zona de sub crescut apoi a scăzut, și au ocupat aproximativ 650 de hectare, adică 0,10 # 150 ;. 0,27% din suprafața totală cultivată în țară, și 0,6 # 150; 1,2% culturi de rapiță din lume. Astfel, numai 20 # 150; 26% în volum de rapiță este procesat local # 151; nu a existat nici o capacitate corespunzătoare. O parte substanțială din semințe produse (50%) a fost exportată din țară, mai ales în Germania și Țările de Jos, unde importate înapoi ulei de rapiță, în valoare de 80% din totalul uleiurilor de import. Produce rapiță subiect 43 România, în principal RT (37%) și Stavropol (20%). extins considerabil culturile sale în Siberia, în special în Omsk, Tyumen, Irkutsk și Altai. Solului și condițiile climatice fac posibilă extinderea ariei de sub rapiță în România până la 5 milioane de hectare.

1. Vyrubov DN Motoarele cu combustie internă: Teoria și motoarele cu piston combinate. Manual pentru colegii tehnice speciale. „Motoare cu combustie interna“ / DN Vyrubov, NA Ivaschenko, VI Ivin și colab.; Ed. AS Orlin, MG Kruglov. - 4a ed. Revizuit. și ext. - M. Inginerie Mecanică, 1983. - 372 p.