Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Биодизельное топливо (биодизель) представляет собой горю­чую, довольно вязкую жидкость, которая состоит из алкил-эфиров жирных кислот, полученных из растительного масла или пищевого жира. Это топливо разработано для применения в двигателях с ком­прессионным воспламенением, подобных или идентичных тем, кото­рые работают на дизельном топливе, получаемом из нефти.

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ БИОДИЗЕЛЬ

Соевые бобы являются самым дешевым и наиболее широко рас­пространенным растительным сырьем для производства масла, которое подвергается очистке, чтобы получилось биодизельное топливо. Отжа­тое из бобов масло обрабатывается для того, чтобы удалить воду, грязь, посторонние примеси. Свободные жирные кислоты также удаляются. Смесь метилового спирта и катализатора, обычно гидроокиси натрия или калия, добавляется к очищенному маслу, и происходит так назы­ваемая реакция этерификации. Образующиеся в результате этой реак­ции химические соединения, называемые эфирами, затем очищаются и превращаются в пригодное для использования биодизельное топливо. На рисунке 7.3 упрощенно иллюстрируется процесс, описанный выше.

Отработанные растительные масла или животные жиры, которые в противном случае были бы выброшены, также можно подвергнуть очистке для производства биотоплива. Процесс подобен тому, кото­рый происходит при обработке соевого масла, только добавляется еще одна стадия (рис. 7.4). На этой стадии используются метиловый спирт и сера в процессе, называемом этерификация разбавленной кислотой, в ходе которого восстанавливается свежее растительное масло, а затем оно обрабатывается тем же методом, что и соевое мас­ло, чтобы получить конечный продукт.

Рис. 7.4. Производство биодизельного топлива (биодизеля) из отработанных растительных масел и животных жиров

Биодизельное топливо обычно смешивается с дизельным то­пливом, полученным из нефти. Процентное содержание биодизеля в смеси указывается на этикетке после буквы «В» для того, чтобы обозначить пропорцию. Например, смесь с содержанием 20% био­дизеля и 80% нефтяного дизельного топлива обозначается «В20»,

смесь, состоящая из равных частей биодизеля и нефтяного дизель­ного топлива, — «В50», а чистое (или почти чистое) биодизельное топливо — «В100».

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Почти все традиционные дизельные двигатели могут работать на смесях от чистого нефтяного дизельного топлива до В20 без каких- либо модификаций. В большинстве дизельных двигателей, созданных с 1994 года, смеси от В20 до В100 могут использоваться при минималь­ных модификациях, но транспортировка и хранение этих видов топли­ва требуют особого внимания. Рекомендуется, чтобы владельцы всех таких двигателей проверяли гарантийные обязательства на них, прежде чем пытаться использовать любые заменители чистого нефтяного ди­зельного топлива. Некоторые производители снимают гарантии, если двигатель работает на топливе с определенным процентом биодизеля.

При сгорании биодизеля выделяется меньше углекислого газа С02, чем при сгорании нефтяного дизельного топлива. Кроме того, биодизель содержит меньше серы, особенно когда он производится из растительных масел, таких как, например, соевое масло. В результате уменьшаются выбросы химических соединений, в том числе двуокиси серы (S02), которая, как известно, портит окружающую среду, так как способствует образованию кислотных осадков. Уменьшаются и выбросы многих других соединений, в том числе ядовитого угарного газа СО и сажи. Однако при использовании биодизеля вместо нефтя­ного дизельного топлива увеличивается выделение закиси азота.

Биодизель при полном сгорании выделяет энергию, равную при­мерно 1,17 х 105 БТЕ на галлон. Поэтому коэффициент GGE биоди­зельного топлива (обозначим его GM) можно рассчитать следующим образом:

Gbd = (1,25 х 105)/(1,17 х 105) = 1,07.

ПРЕИМУЩЕСТВА БИОДИЗЕЛЯ В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

• Сгорание биодизеля сопровождается меньшими выделениями вредных веществ (не считая закиси азота), чем сгорание того же количества нефтяного дизельного топлива.

• Биодизель получают из возобновляемых источнков. Его по­ставки, безусловно, можно увеличивать! А нефтяное дизельное топливо получают из невозобновляемых источников.

• Ненужные отработанные растительные масла и пищевые жиры могут использоваться для производства биодизеля.

• Широкое использование биодизеля может уменьшить зависи­мость от импортируемого топлива.

• Чистый биодизель нетоксичен при распаде, потому что он раз­лагается, превращаясь в биокомпоненты. Нефтяное дизель­ное топливо может испортить окружающую среду при распаде в больших количествах.

• Биодизель более безопасен, чем нефтяное дизельное топливо. Он менее воспламеним при хранении и транспортировке.

НЕДОСТАТКИ БИОДИЗЕЛЯ В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

• Во время написания этой книги биодизель не был столь широко распространен, как нефтяное дизельное топливо. В тех местах, где биодизельное топливо доступно, оно обычно дороже, чем ди­зельное топливо из нефти. (Сейчас условия могут измениться.)

• Хранение, погрузка и транспортировка биодизеля требуют спе­циальной организации.

• При сгорании биодизеля выделяется больше закиси азота, чем при сгорании того же количества нефтяного дизельного топлива.

• Существует мнение, что поскольку часть биодизельного топли­ва производится из соевых бобов, являющихся хорошим источ­ником протеина так же, как и масла, то широкое распростра­нение биодизельного топлива косвенно скажется на увеличении голода в масштабах планеты.

• Биодизель имеет свойства растворителя, что может вызвать про­блемы в старых дизельных двигателях. Фильтры системы по­дачи топлива могут засориться субстанциями, образовавшимися при растворении. Могут также пострадать детали из резины.

• В большинстве применений существует незначительное ухудше­ние основных параметров и пробега транспортного средства при использовании биодизеля вместо нефтяного дизельного топлива.

Задача 7.4

Можно ли отработанное растительное масло или животный жир, который сливают из сковородок, налить в топливный бак транспорт­ного средства с двигателем на дизельном топливе и использовать в качестве биодизельного топлива? Например, если у повара рестора­на после приготовления завтраков для клиентов остается полгаллона свиного жира, может он налить горячий жир прямо в бак грузовика с дизельным двигателем и надеяться, что жир будет работать как биодизельное топливо?

Решение 7.4

Абсолютно нет! Использованное растительное масло или жир должны пройти процесс обработки, который показан на рис. 7.4, прежде чем они смогут служить биодизельным топливом. Это совер­шенно очевидно в случае со свиным жиром, который застывает при температуре, близкой к комнатной. Но это справедливо даже для жиров, которые остаются жидкими при сравнительно низких темпе­ратурах, например кукурузного, рапсового или даже соевого масла.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Отвечая на эти вопросы, вы можете пользоваться текстом книги. Восемь правильных ответов — хороший результат. Ответы помеще­ны в конце книги.

1. Биогаз — это другое название:

(а) бензина, производимого из соевых бобов;

(б) пропана, производимого путем ферментации кукурузы;

(в) метана, производимого из компоста;

(г) биодизеля, производимого из животного жира.

2. Предположим, что коэффициент GGE альтернативного жидкого топлива точно равен двум. Это означает, что если определенный объем бензина выделяет х БТЕ энергии при полном сгорании, то альтернативное топливо при полном сгорании выделяет:

(а) 4* БТЕ;

(б) 2х БТЕ;

(в) 0,5* БТЕ;

(г) 0,25* БТЕ.

3. Топливо, называемое В70, состоит из:

(а) 70% этанола;

(б) 70% бензина;

(в) 30% биодизеля;

(г) ни один из предложенных ответов не верен.

4. Что из нижеприведенного нужно вставить на место пробела, что­бы сделать следующее утверждение верным: «Двигатели на ди­зельном топливе, построенные до 1994 года, будут работать на без модификации»?

(а) В10;

(б) В40;

(в) В70;

(г) В100.

5. В Бразилии этанол получается большей частью из:

(а) сахарного тростника;

(б) соевых бобов;

(в) кукурузы;

(г) кокосовых орехов.

6. Какой из нижеперечисленных видов выбросов выделяется в мень­шем количестве при горении нефтяного дизельного топлива, чем биодизельного топлива?

(а) двуокись серы;

(б) двуокись углерода;

(в) окись углерода;

(г) закись азота.

7. Какое из следующих утверждений о биодизеле несправедливо?

(а) при горении биодизеля выделяется меньше двуокиси серы, чем при горении нефтяного дизельного топлива;

(б) биодизель может производиться из отработанного пищевого жира;

(в) биодизель получается из восстанавливаемых ресурсов;

(г) биодизель — это побочный продукт производства пропана.

8. Какой из нижеперечисленных видов топлива обычно является газом при хранении?

(а) пропан;

(б) биодизель;

(в) метан;

(г) ни один из перечисленных.

9. Смесь этанола и бензина в различных пропорциях может ис­пользоваться в:

(а) дизельных двигателях;

(б) двигателях с регулируемой системой подачи топлива;

(в) двигателях на пропане;

(г) во всех перечисленных.

10. При полном сгорании одного литра пропана выделяется:

(а) в 1,5 раза больше энергии, чем при полном сгорании одного литра бензина;

(б) примерно такое же количество энергии, как при полном сго­рании одного литра бензина;

(в) около двух третей от количества энергии, выделяемой при полном сгорании одного литра бензина;

(г) около половины энергии, выделяемой при полном сгорании одного литра бензина.

Комментарии запрещены.