Утилизация отработки переработка отработанного масла в дизель: Переработка отработанных моторных масел: способы восстановления

Характеристики катализатора

XRD-анализ

Поскольку интенсивность дифракции XRD (картина) наночастиц CaO представлена ​​на рис. 1, а значение 2θ синтезированного CaO-катализатора было видно в диапазоне 15–70 °.

Результат XRD синтезированного нанокатализатора CaO.

Как видно на рис.1, острые спектры показали высокую кристалличность порошка. Острые пики проявлялись при 2-тета (2θ) 32,25 °, 37,41 °, 43,03 °, 53,92 ° и 64,2 °. Диаметр кристаллитов (D) наночастиц CaO в нанометрах был рассчитан с использованием уравнения Дебая-Шеррера (D = Kλ / β cos θ), и, как видно из таблицы 2, размер частиц синтезированного CaO составляет от 27,02 нм до 31,21 нм. нм, при среднем размере кристаллов 29.072 нм.

Анализ SEM

Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) выполняли при увеличении 50 мкм, 10 мкм и 5 мкм, как показано на рис. 2 (a – c), соответственно. Согласно изображениям, полученным с помощью SEM, приготовленный нанокатализатор CaO обычно содержит частицы неправильной формы, пористую структуру и обладает активными центрами. Другими словами, были частицы разных размеров и форм, что указывает на то, что катализатор имеет большую площадь поверхности для реакции.

( a — c ) показаны СЭМ-изображения синтезированного нанокатализатора CaO при увеличении 50 мкм, 10 мкм и 5 мкм соответственно.

Оптимизация параметров реакции

Загрузка катализаторов

Чтобы учесть влияние катализатора на выход биодизельного топлива, проводили базовую реакцию без катализатора при температуре реакции 50 ° C, времени реакции 90 минут и превращении масла в метанол соотношение при реакциях 1: 8, и это не дает биодизеля. Следовательно, наличие и количество используемого катализатора играет жизненно важную роль в процессе оптимизации производства биодизельного топлива в реакции переэтерификации.В этой исследовательской работе количество катализатора, используемого для выхода количества биодизеля, было исследовано путем изменения количества процентной массы катализатора в диапазоне от 0,5% до 5% масс / масс в зависимости от массы WCO и поддержания постоянной температуры реакции при 50 ° C, время реакции 90 минут и соотношение масла к метанолу 1: 8, как показано на рис. 3.

Влияние количества катализатора CaO (%) на выход биодизельного топлива (%).

Как видно из результата, выход биодизеля увеличивается при увеличении концентрации катализатора от 0.От 5 до 1% по весу, в то время как дальнейшее увеличение концентрации загрузки катализатора указывает на снижение выхода биодизельного топлива. Соответственно, оптимальное количество катализатора было отмечено при загрузке катализатора 1% мас. / Мас. С выходом биодизельного топлива 96%. Избыток катализатора немного снизил выход биодизельного топлива, поскольку избыточное количество катализатора также увеличивает образование реакционного мыла и препятствует дальнейшему производству биодизеля ²⁵ . В отличие от других гетерогенных нанокатализаторов, нано-CaO были получены без особых усилий, и для этого требуется только подготовка и активация путем прокаливания приготовленного катализатора ²⁶ .Кроме того, он недорогой, экологически чистый, простой в обращении, с низкой растворимостью в органических растворителях, высокой основностью и возможностью повторного использования ^26,27,28 . Возможность повторного использования CaO в этой исследовательской работе не проводилась. Однако во многих исследованиях можно увидеть, что катализатор Nano-CaO можно повторно использовать без значительного каталитического декремента с трех ²⁶ до шести ²⁸ раз.

Молярное отношение WCO к метанолу

Влияние переменного молярного отношения масла к метанолу на выход биодизельного топлива было изучено для соотношений 1: 4, 1: 5, 1: 6, 1: 7, 1: 8, 1 : 9 и 1:10.Стехиометрическое молярное отношение триглицерида к метанолу в реакции переэтерификации составляет 1: 3. Итак, 1: 4 было принято в качестве начального значения для отношения нефти к метанолу. Отношение масла к метанолу варьировалось от 1: 4 до 1:10, поддерживая постоянную температуру реакции на уровне 50 ° C, время реакции на уровне 90 минут и поддерживая оптимальное значение количества катализатора 1% с массой WCO и наблюдается процентное изменение доходности.

Как ясно показано на рис. 4, молярное отношение масла к метанолу оказывает существенное влияние на выход биодизельного топлива.Когда молярное соотношение увеличивается с 1: 4 до 1: 8, выход биодизеля также увеличивается. Оптимальное молярное отношение масла к метанолу составляет 1: 8 с выходом биодизеля 96%. Чтобы повысить скорость метанолиза, количество метанола должно быть избыточным, чтобы способствовать образованию метоксигрупп на поверхности катализатора. Это сместит равновесие в сторону образования биодизеля. Более того, выход биодизельного топлива немного снижается, когда молярное отношение масла к метанолу выше оптимального соотношения 1: 8.Кроме того, наличие избытка спирта в продукте влияет на качество биодизельного топлива за счет снижения его вязкости, плотности и температуры вспышки ²⁹ . В процессе переэтерификации в качестве побочного продукта реакции получают глицерин. Глицерин хорошо растворяется в избытке метанола и позже препятствует реакции метанола с реагентами и катализатором. Следовательно, это делает отделение глицерина от продукта очень сложным и позволяет равновесию сместиться в обратном направлении и, как следствие, снижает выход биодизельного топлива.

Влияние диапазона отношения WCO к метанолу от 1: 4 до 1:10 на выход биодизеля (%).

Температура реакции

Поддерживая постоянное молярное соотношение метанола и масла и загрузку катализатора на их оптимальном уровне (1: 8 и 1%) и изменяя температуру реакции от 30 ° C до 70 ° C, мы получили результат, показанный на рис. 5. Это показывает, что выход биодизеля из отработанного кулинарного масла при различных температурах реакции от 30 до 70 ° C.

Влияние температуры реакции на выход биодизеля (%).

Выход биодизеля увеличивается при повышении температуры до 50 ° C, что является оптимальной точкой и дает 96% выход биодизеля. Выше этой температуры выход резко снижается и достигает 74% при 70 ° C. Приложенной тепловой энергии должно быть достаточно, чтобы преодолеть сопротивление диффузии, развиваемое в трех фазах реакционной смеси (т.е. масло-спирт-катализатор). Однако применение температуры за пределами оптимального диапазона не является предпочтительным. Поскольку по мере того, как температура достигает точки кипения метанола, он быстро испаряется и образует большое количество пузырьков, что затрудняет реакцию и приводит к снижению выхода биодизельного топлива.

Время реакции

Изменение времени реакции от 30 до 130 минут и поддержание молярного отношения метанола к маслу, количества загруженного катализатора и постоянной температуры на их оптимальном значении дало результат, показанный на рис. 6. Это показывает выход биодизельного топлива из отработанного кулинарного масла в результате реакции переэтерификации при различной продолжительности реакции от 30 до 130 минут.

Влияние времени реакции (минуты) на выход биодизеля (%).

На первых стадиях реакции переэтерификации прямая реакция или производство биодизельного топлива происходило быстро, пока не достигло равновесия. Однако обратная реакция начиналась после того, как реакции превышали оптимальную продолжительность реакции. Следовательно, слишком большая продолжительность реакции снижает выход биодизеля. В связи с этим, определение оптимальной продолжительности реакции для переэтерификации имеет жизненно важное значение, и в этом случае исследовательской работы оптимальная продолжительность реакции составляла 90 минут с выходом биодизельного топлива 96%.

Общее влияние параметров реакции

Как показано на рис. 7, экспериментальные результаты показали максимальный выход 96,0% (мас. / Мас.), Поэтому был сделан вывод, что максимальный выход биодизеля был получен при 1% (мас. / мас.) загрузки катализатора, молярное отношение масла к метанолу 1: 8 при температуре 50 ° C и продолжительности реакции 90 минут.

Общее влияние параметров реакции на выход биодизеля (%).

Вязкость произведенного биодизеля, удельный вес, вода и осадок, общая кислотность, зольность и содержание серы были проверены в соответствии с ASTM D6571, и было обнаружено, что они хорошо согласуются, см. Таблицу 3.Биодизельное топливо из отработанного кулинарного масла можно использовать в качестве дизельного топлива и в качестве более чистого домашнего источника энергии для приготовления пищи.

Биотопливо, от этанола до биодизеля, факты и информация

Биотопливо существует дольше, чем автомобили, но дешевый бензин и дизельное топливо долгое время держали их на обочине. Скачки цен на нефть, а теперь и глобальные усилия по предотвращению наихудших последствий изменения климата, придали новую актуальность поиску экологически чистых возобновляемых видов топлива.

На наши автомобильные путешествия, авиаперелеты и морские перевозки приходится почти четверть мировых выбросов парниковых газов, и сегодня транспорт по-прежнему сильно зависит от ископаемого топлива. Идея биотоплива заключается в замене традиционных видов топлива на те, которые производятся из растительного материала или другого возобновляемого сырья.

Но концепция использования сельскохозяйственных угодий для производства топлива вместо продуктов питания сопряжена со своими проблемами, и решения, основанные на отходах или другом сырье, еще не могут конкурировать по цене и масштабу с традиционными видами топлива.Мировое производство биотоплива должно утроиться к 2030 году, чтобы достичь целей Международного энергетического агентства по обеспечению устойчивого роста.

Скрытые затраты на превращение пищи в топливо

Существуют различные способы производства биотоплива, но обычно они используют химические реакции, ферментацию и нагревание для расщепления крахмала, сахара и других молекул. в растениях. Полученные продукты затем очищаются для производства топлива, которое можно использовать в автомобилях или других транспортных средствах.

Большая часть бензина в Соединенных Штатах содержит одно из наиболее распространенных видов биотоплива: этанол. Этанол, полученный путем ферментации сахаров из растений, таких как кукуруза или сахарный тростник, содержит кислород, который помогает двигателю автомобиля более эффективно сжигать топливо, уменьшая загрязнение воздуха. В США, где большая часть этанола производится из кукурузы, топливо обычно состоит на 90 процентов из бензина и на 10 процентов из этанола. В Бразилии — втором по величине производителе этанола после США — топливо содержит до 27 процентов этанола, при этом основным сырьем является сахарный тростник.

Альтернативы дизельному топливу включают биодизель и возобновляемое дизельное топливо. Биодизель, полученный из жиров, таких как растительное масло, животный жир и переработанный кулинарный жир, можно смешивать с дизельным топливом на основе нефти. Некоторые автобусы, грузовики и военные автомобили в США работают на топливных смесях, содержащих до 20 процентов биодизеля, но чистый биодизель может быть скомпрометирован холодной погодой и может вызвать проблемы в старых транспортных средствах. Возобновляемое дизельное топливо, химически отличный продукт, который может быть получен из жиров или растительных отходов, считается «добавляемым» топливом, которое не нужно смешивать с обычным дизельным топливом.

Созданы другие виды растительного топлива для авиации и судоходства. Более 150000 рейсов использовали биотопливо, но количество авиационного биотоплива, произведенного в 2018 году, составило менее 0,1 процента от общего потребления. В судоходстве внедрение биотоплива также находится на уровне, намного ниже целевых показателей на 2030 год, установленных Международным энергетическим агентством.

Возобновляемый природный газ или биометан — еще одно топливо, которое потенциально может использоваться не только для транспорта, но также для производства тепла и электроэнергии.Газ может собираться со свалок, животноводческих хозяйств, сточных вод или других источников. Затем этот уловленный биогаз необходимо дополнительно очистить для удаления воды, диоксида углерода и других элементов, чтобы он соответствовал стандарту, необходимому для топлива транспортных средств, работающих на природном газе.

Для производства биотоплива можно использовать самые разные материалы или сырье. Хотя кукуруза и сахарный тростник являются общепризнанным сырьем для этанола, процесс выращивания сельскохозяйственных культур, производства удобрений и пестицидов и переработки растений в топливо потребляет много энергии — столько энергии, что ведутся споры о том, действительно ли этанол из кукурузы дает достаточно экологической выгоды стоит вложенных средств.

Таким образом, ученые и стартапы изучают другие материалы, которые могут служить топливом, без сопутствующих проблем с поставками продуктов питания и воздействием на окружающую среду. В целлюлозном этаноле, например, используется кукурузная солома, древесные отходы или другой растительный материал, который в противном случае не использовался бы. Другим потенциальным сырьем для биотоплива являются травы, водоросли, отходы животноводства, кулинарный жир и отстой сточных вод, но исследования продолжаются, чтобы найти наиболее эффективные и рентабельные способы их преобразования в пригодное для использования топливо.

Rudolf Diesel — обзор

Биотопливо

Последние достижения в области технологий дистилляции и смешивания широко признаются как влияющие на глобальное распространение биотоплива. Идея биотоплива не нова; Фактически, Рудольф Дизель предвидел значение биотоплива еще в девятнадцатом веке, заявив: «Использование растительных масел в качестве моторного топлива сегодня может показаться незначительным. Но со временем такие масла могут стать такими же важными, как нефть и продукты из каменноугольной смолы в настоящее время »(Cowman, 2007).

Первые двигатели Rudolf Diesel с воспламенением от сжатия работали на арахисовом масле на Всемирной выставке в Париже. Нынешнее стремление к более широкому использованию биотоплива подталкивается диверсификацией источников энергии с использованием возобновляемых продуктов, поскольку использование топлива на основе углерода становится проблемой и необходимость замены компонента метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), используемого во многих из мировые нефтепродукты. Переход с топлива с компонентом МТБЭ начался как экологическая проблема в различных частях мира.

Этанол был признан естественным выбором для замены МТБЭ, и потребность в добавлении этанола в нефтепродукты в настоящее время является глобальным требованием. Бразилия долгое время была мировым лидером по производству этанола, но Соединенные Штаты пытаются превзойти эту и другие страны Западного полушария, быстро увеличивая его производство. Европейское законодательство установило существенные цели на ближайшие годы, а Директива ЕС 2003/30 / EC, продвигающая использование биотоплива на транспорте, поставила цель — 5.75% использования к 2010 году. В соответствии с Директивой 2009/28 / EC о продвижении использования энергии из возобновляемых источников эта доля возрастает до минимум 10% в каждом государстве-члене в 2020 году. Что касается расширения использования биотоплива в Директива ЕС направлена ​​на обеспечение использования только экологически безопасных видов биотоплива, которые обеспечивают четкую и чистую экономию парниковых газов без негативного воздействия на биоразнообразие и землепользование. Стандарты для биотоплива уже установлены, причем неразбавленные базовые продукты определены как B100 (100% биодизель) и El00 (100% этанол).Последующее смешивание изменит это число, например, смесь 80% бензина и 20% этанола, обозначенная как E20, или смесь 95% дизельного топлива и 5% биодизеля, обозначенная как B5 (Cowman, 2007).

Биодизель может использоваться в любой концентрации с дизельным топливом на нефтяной основе, и для существующих дизельных двигателей не требуется никаких модификаций. Биодизель — это отечественное возобновляемое топливо для дизельных двигателей, получаемое из растительных масел и животных жиров, включая отработанные масла и жиры. Соевое масло является ведущим растительным маслом, производимым в США, и основным сырьем для производства биодизеля.Биодизель — это не то же самое, что сырое растительное масло; скорее, его получают с помощью химического процесса, который удаляет глицерин и превращает масло в метиловые эфиры.

При использовании существующей инфраструктуры распределения нефти смешивание обычно осуществляется на складе или на погрузочном терминале. Наиболее частыми местами для смешивания являются резервуар для хранения, коллекторы грузовой стойки или, что наиболее эффективно, рычаг загрузки. Самым важным требованием для этого процесса является точное измерение объема каждого продукта.Это можно сделать посредством последовательного смешивания или смешивания по соотношению, но наиболее выгодно использовать метод смешивания с боковым потоком.

Хотя нефтепродукты, содержащие МТБЭ, можно смешивать на нефтеперерабатывающем заводе и транспортировать на грузовые или танкерные погрузочные терминалы по трубопроводу или железнодорожному вагону, топливо, содержащее этанол, обладает свойствами, которые затрудняют это. Этанол по своей природе притягивает любой H ₂ O, встречающийся на маршруте или в резервуарах для хранения. Если это происходит в 10% -ной смеси, и концентрация H ₂ O в смешанном топливе достигает 0.4% объединенный этанол и H ₂ O выпадают из смеси. Точная точка отсева зависит от процентного содержания этанола, количества добавляемой смеси и температуры. Если это выпадение происходит, этанол соединяется с H ₂ O и отделяется от топлива, опускаясь на дно резервуара для хранения. Полученная смесь выходит за рамки спецификации, и для возврата к правильной спецификации необходимо отправить загрязненный этанол обратно на завод-изготовитель.

Решение этой проблемы состоит в том, чтобы хранить этанол в чистой и сухой среде и смешивать этанол с нефтепродуктами при загрузке транспортных средств и цистерн.Перемещение точки смешивания к точке загрузки сводит к минимуму риск загрязнения топлива H ₂ O.

При обычной переработке биодизельного топлива жир или масло очищают от слизи, а затем подвергают реакции со спиртом, таким как метанол, в присутствии катализатор для производства глицерина и метиловых эфиров (биодизель). Метанол поставляется в избытке, чтобы способствовать быстрому преобразованию, а неиспользованная часть восстанавливается и используется повторно. Используемый катализатор обычно представляет собой гидроксид натрия или калия, который уже был смешан с метанолом (Cowman, 2007).

Хотя топливо, произведенное в сельском хозяйстве, в сегодняшних климатических условиях имеет лишь незначительное использование, использование биотоплива дает политические, экологические, законодательные и финансовые преимущества. Поскольку цены на нефть остаются высокими и маловероятно, что они снизятся, спрос на биотопливо будет продолжать расти и открывает захватывающие перспективы роста как для инвесторов, так и для производителей оборудования.

Как сделать биодизель — Изготовление комплектов биодизеля

Старший редактор Майк Аллен (который раньше преподавал органическую химию в предыдущей карьере) натягивает перчатки, чтобы закачать метанол в процессор.

«Сделайте собственное дизельное топливо по цене 70 центов за галлон», — гласило объявление в Интернете. Я устал платить за 30 галлонов обычного дизельного топлива каждую неделю, чтобы заправить пикап, поэтому я скачал инструкцию. Вскоре я начал откачивать отработанное масло для жарки из резервуаров за рестораном и смешивать его с щелоком и метанолом в 5-галлонной бутылке, прежде чем заливать его в старый водонагреватель.

Два часа спустя я открыл клапан внизу нагревателя, и из шланга потекла черная слизь — биоразлагаемое вещество, называемое глицерином.Вскоре глицерин вытек и превратился в жидкую прозрачную жидкость янтарного цвета: у меня была первая партия биодизеля.

Я сделал первую партию топлива пять лет назад. Если учесть все время, которое я потратил на изготовление самодельного биодизельного процессора (преобразованный электрический водонагреватель) и эксперименты с его конструкцией (некоторые партии пошли, ммм, менее чем идеально — мне пришлось заменить два инжекторных насоса на моем грузовике), Мой опыт работы с самодельным топливом часто был неприятным, а иногда и очень дорогостоящим процессом.

С тех пор индустрия биодизеля и технологии эволюционировали. Благодаря профессионально разработанным системам биодизеля, доступным сегодня, этот процесс проще, безопаснее, занимает меньше времени и дает более стабильные результаты. Поэтому я решил попробовать один из имеющихся в продаже процессоров — он поставлялся в коробке со всем оборудованием и реагентами, необходимыми для производства стабильного высококачественного биодизельного топлива. Используемый здесь процессор FuelMeister имеет на пять клапанов меньше, чем восемь в моем старом самодельном.Он также смешивает щелок и метанол внутри резервуара, чтобы предотвратить опасные разливы.

Безопасность биодизеля

Да, вы можете приготовить биодизель в пластиковом ведре, используя немного больше, чем очиститель для слива, антиобледенитель на газовой линии и деревянную ложку, если вы знаете, что делаете. Но это может быть опасно. Брызги щелока и / или метанола в глаза могут ослепить. А электрические насосы, оставленные без присмотра, в присутствии сотен галлонов легковоспламеняющихся веществ, по понятным причинам заставят вашего местного пожарного начальника нервничать.К тому же некачественный продукт повредит ваш очень дорогой дизельный ТНВД. Наш совет? Тщательно исследуйте производство биодизеля, прежде чем приступить к рутине сумасшедшего ученого.

2. Затем нам нужно провести титрование, чтобы увидеть, насколько кислотно масло. Добавьте небольшое количество индикаторного красителя фенолфталеина к тщательно приготовленной смеси метанола и гидроксида натрия. Добавьте в смесь образец кислого отработанного масла с помощью калиброванной пипетки.

3. Добавьте струйкой подготовленный основной реагент, пока смесь не станет фиолетовой в течение 10 секунд взбалтывания.Количество добавляемого здесь реагента определяет количество метоксида (смесь метилового спирта и гидроксида натрия), добавляемого к маслу для завершения процесса переэтерификации. Для расчета суммы требуется простая математика или справочная таблица.

В процессе преобразования растительного масла в биодизель в процессе, известном как переэтерификация, задействовано довольно много химии. Растительное масло (VO) состоит из цепочек жирных кислот, удерживаемых вместе молекулами глицерина.Метанол разрывает цепочки жирных кислот. Едкий щелочной щелок (гидроксид натрия, хотя вы также можете использовать гидроксид калия) отщепляет глицерин (тяжелый спирт) от этих цепей, а метанол (легкий спирт), в свою очередь, заменяет глицерин, оставляя более короткие и легкие, больше горючих молекул. В результате получается масло, которое хорошо горит как прямая замена дизельному топливу на нефтяной основе, с остатками глицерина на дне бака от 12 до 15 процентов. Щелок в этом случае действует только как катализатор и не расходуется в процессе.

С другой стороны, отработанное растительное масло (WVO), которое мы получаем через черный ход в ресторанах, является несколько кислым, потому что оно содержит свободные жирные кислоты, которые образуются при нагревании и приготовлении пищи. К счастью, эта кислотность нейтрализуется чрезвычайно щелочным щелоком, необходимым для переэтерификации. Добавление щелока превращает свободные жирные кислоты в форму мыла, большая часть которого будет стекать вместе с глицерином. Оставшееся мыло удаляется при стирке. Конечно, мы должны быть уверены, что количества щелочного щелока достаточно, чтобы уравновесить кислотность, иначе мы получим некачественное топливо.

5. Слейте глицерин снизу до тех пор, пока из клапана не вытечет более светлый и жидкий биодизель. Затем используйте воду, чтобы смыть излишки метанола, щелока и мыльного раствора с биодизельного топлива. Через несколько часов вода осядет на дно емкости, откуда ее можно будет слить.

6. Дайте топливу проветриться в течение дня или двух с закрытым верхом, чтобы дать рассеяться любой мутности (вызванной небольшим количеством оставшейся воды).

Вы не сможете производить биодизель , если у вас нет пары высококачественных ресторанов в вашем районе. Жирные ложки применять не нужно. Это потому, что чем чище WVO, тем лучше биодизель. В ресторанах, которые пережаривают еду, не часто меняют масло или готовят много замороженных продуктов, масло будет с высоким содержанием свободных жирных кислот.

Что касается воды, то лучше меньше. Всего лишь 5 процентов в WVO может оставить в вашем процессоре порцию мыльной глотки вместо биодизеля.Вы не хотите иметь дело с беспорядком по уборке, поэтому осторожность при выборе сырья окупится в долгосрочной перспективе. Нагрейте пару унций WVO на сковороде. Если он шипит, значит, воды слишком много. Эту воду можно удалить, нагрея масло до температуры выше 220 градусов в открытом контейнере, а затем дав ему остыть. Но это потребляет много энергии, и вам придется присматривать за всем бизнесом из-за опасности возгорания. Лучше всего просто найти более качественный WVO.

Оживленные рестораны похожи на конвейеры по приготовлению пищи.Они нагревают масло в одно и то же время при правильной температуре и каждый день жарят примерно одинаковое количество еды. Они также меняют масло для жарки в одно и то же время и одним и тем же способом каждую неделю. Другие места не так осторожны, и их масло дает мне меньше биодизеля более низкого качества за партию. Я получаю почти весь свой WVO из двух местных ресторанов, и у меня никогда не было воды в масле. Переработка биодизеля стала популярной. Раньше рестораны приходили в восторг, когда я забирал старое масло, не заряжая его.Теперь WVO — это товар, мало чем отличающийся от сырой нефти. Когда обычное дизельное топливо стоит около 2,50 доллара за галлон, я плачу 0,30 доллара за галлон. Когда дизельное топливо стоило 4,85 доллара за галлон, я платил 0,60 доллара за галлон.

Процессор на 40 галлонов, который мы использовали здесь, стоит почти три тысячи. Мы сэкономили около 1,20 доллара за галлон по сравнению с нынешней ценой на бензин и дизельное топливо, если не считать 2995 долларов за процессор. Это означает, что нам нужно будет сделать 62 или более партии, чтобы окупить вложения, или одну партию каждые шесть дней — в течение года. Пару партий может быть забавным, но проводить каждую субботу с жирными руками может оказаться утомительным занятием.Вам также необходимо создать место для хранения WVO, метанола и биодизеля, которые легковоспламеняющиеся, и место для работы. Не забывайте, что вам также необходимо утилизировать остатки некачественного WVO, изрядное количество глицерина и случайную партию глопа. После переэтерификации остается избыток метанола и щелочи, и коммерческие производители биодизельного топлива извлекают метанол и используют его для следующей партии. У местных властей может быть мнение относительно правильной и законной утилизации глицерина.

Вам по-прежнему необходимо использовать изрядное количество обычного минерального дизельного топлива в вашем баке вместе с домашним топливом, особенно зимой, когда низкие температуры превращают даже самое качественное биодизельное топливо в желе.

Кроме того, нынешнее производство дизелей с прямым впрыском не очень хорошо работает при концентрациях биологических веществ выше 10 процентов. Почему? Чтобы термически очистить сажевый фильтр (DPF), система впрыска периодически впрыскивает топливо в цилиндр во время такта выпуска, чтобы повысить температуру выхлопных газов до такой степени, чтобы зажечь углерод внутри DPF.Уголь просто сгорает, оставляя DPF готовым для фильтрации большего количества частиц. Биодизель, более вязкий, чем минеральное дизельное топливо, прилипает к стенкам цилиндра и смывается мимо колец в картер. Это может привести к разбавлению моторного масла и потенциально вызвать повреждение двигателя. Большинство производителей автомобилей запрещают использование биодизеля с содержанием более 10 процентов, если вы ожидаете гарантийной защиты. Биодизель лучше всего работает в старых дизельных транспортных средствах с механическим впрыском в камеру предварительного сгорания.

Не говоря уже о том, что вы можете производить дизельное топливо экологически рационально, а также сокращать загрязнение окружающей среды.Получение хорошего поставщика WVO при низких ценах на топливо должно гарантировать адекватное предложение при повышении спроса. Биодизель очень хорошо хранится в прохладном и сухом месте, если вы впрыснете немного азота из сварочного цеха в верхнюю часть бочки. Создание большого количества вещей сейчас может быть одним из способов сделать ваши собственные небольшие инвестиции в фьючерсы на домашнее биодизельное топливо, поскольку обычные цены на дизельное топливо растут.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Использование биодизельного топлива в вашем двигателе

Введение

Биодизельное топливо — это моторное топливо, которое создается путем химической реакции жирных кислот и спирта. На практике это обычно означает объединение растительного масла с метанолом в присутствии катализатора (обычно гидроксида натрия). Биодизель гораздо более подходит для использования в качестве моторного топлива, чем простое растительное масло по ряду причин, наиболее заметной из которых является его более низкая вязкость.Многие крупные и мелкие производители начали производство биодизеля, и теперь это топливо можно найти во многих частях Пенсильвании и за ее пределами либо в виде «чистого биодизеля», либо в виде смеси с традиционным нефтяным дизельным топливом (например, B5 — это 5% биодизеля, 95% нефти. дизель).

Процесс производства биодизеля достаточно прост, и фермеры могут рассмотреть возможность производства биодизеля для удовлетворения своих собственных потребностей путем выращивания и сбора урожая масличных культур и преобразования их в биодизельное топливо. Таким образом, фермеры могут «выращивать» собственное топливо (см. Публикацию «Безопасность биодизельного топлива и лучшие методы управления для мелкомасштабного некоммерческого производства» , Penn State Extension).Есть много возможных причин для выращивания или использования биодизеля, включая экономику, поддержку местной промышленности и экологические соображения.

Однако большое беспокойство вызывает влияние биодизеля на двигатели. Ходит много историй о снижении производительности, повреждении ключевых компонентов или даже отказах двигателя, виной которых является биодизель. Некоторые производители с осторожностью относятся к соблюдению своих гарантий на двигатели, если используется биодизель, в то время как другие поощряют использование биодизеля.Учитывая огромное количество запутанных отчетов, понять истинную суть дела непросто.

К счастью, существует довольно много тщательных исследований, и они продолжают тестировать характеристики биодизеля в двигателях, как в лабораторных условиях, так и в реальных условиях эксплуатации. Эти контролируемые исследования устраняют большую часть путаницы, связанной с использованием биодизеля, и могут использоваться в качестве надежного руководства для определения реальных характеристик биодизельного топлива в двигателях.

Характеристики двигателя при использовании биодизеля

Хотя мы не знаем всего о его характеристиках, можно с уверенностью сказать, что биодизельное топливо хорошего качества обычно хорошо работает в двигателях.Некоторые из наиболее важных моментов, о которых следует помнить, заключаются в следующем:

• Мощность двигателя: мощность и крутящий момент двигателя, как правило, на 3-5 процентов ниже при использовании биодизеля. Это связано с тем, что биодизельное топливо имеет меньше энергии на единицу объема, чем традиционное дизельное топливо.
• Топливная эффективность: при использовании биодизеля эффективность использования топлива обычно немного ниже из-за более низкого содержания энергии в топливе. Обычно падение находится в том же диапазоне, что и снижение пиковой мощности двигателя (3-5 процентов).
• Износ двигателя: кратковременный износ двигателя при использовании биодизеля был меньше, чем износ дизельного топлива. Хотя результаты долгосрочных испытаний не опубликованы, ожидается, что двигатели будут испытывать меньший износ в долгосрочной перспективе при использовании биодизеля.
• Отложения и засорение: отложения и засорения из-за биодизеля широко известны, но, как правило, связаны с биодизелем, который либо низкого качества, либо подвергся окислению. Если качество топлива высокое, отложения в двигателе обычно не должны быть проблемой.
• Загрязнение выхлопными газами двигателя: биодизель приводит к гораздо меньшему загрязнению воздуха из-за более высокого содержания кислорода и отсутствия как «ароматических соединений», так и серы. Единственным исключением из этого правила являются выбросы оксида азота (NOx), которые, как правило, немного выше при использовании биодизеля. Однако правильная настройка двигателя может свести к минимуму эту проблему.
• Работа в холодную погоду: как и в случае с нефтяным дизелем, двигатели, испытанные в холодную погоду, обычно испытывают значительные проблемы в работе, вызванные, главным образом, засорением фильтров и / или закоксовыванием форсунок.Использование присадок, улучшающих текучесть, и «зимних смесей» биодизельного топлива и керосина доказало свою эффективность в расширении диапазона рабочих температур биодизельного топлива. Чистый биодизель обычно хорошо работает при температурах примерно до 5 ° C (это заметно варьируется в зависимости от типа используемого масла). Добавки обычно уменьшают этот диапазон примерно на 5-8 градусов, в то время как зимние смеси доказали свою эффективность при температурах до -20 ° C и ниже.

Жизненно важно качество биодизеля

Важно не путать характеристики высококачественного биодизеля с характеристиками биодизеля низкого качества.Разница может быть огромной, и производители, не уделяющие должного внимания производственному процессу, почти гарантированно получат некачественное биодизельное топливо. Надлежащее качество топлива и уход жизненно важны для любого моторного топлива, и это, безусловно, верно для биодизеля.

Наиболее частые проблемы с качеством топлива: (1) биодизельное топливо может содержать некоторое количество «непревращенного» растительного масла (неполная обработка), (2) следы химикатов, образующихся при производстве биодизеля (например, метанол, щелочь), могут оставаться в биодизель, (3) продукты реакции (например,(например, глицерин, мыла) не могут быть полностью удалены из биодизельного топлива, (4) избыточная вода, которая используется для «промывки» топлива, может оставаться в биодизельном топливе, и (5) топливо может полимеризоваться / окисляться из-за длительное хранение или воздействие от умеренных до высоких температур.

Воздействие некачественного биодизеля, вероятно, не будет сразу заметно при работе вашего двигателя, но со временем могут накапливаться отложения, коррозия и повреждения, пока ваш двигатель не выйдет из строя. Нелегко обнаружить разницу между хорошим и некачественным биодизелем, а требуемые лабораторные тесты довольно дороги.Некоторые недорогие тестовые наборы коммерчески доступны, и, хотя они не так точны, как тесты в квалифицированной лаборатории, они обещают предоставить недорогую альтернативу. Основным стандартом качества биодизельного топлива в Соединенных Штатах является стандарт ASTM D6751, который требует, чтобы топливо прошло широкий спектр испытаний, прежде чем оно будет признано удовлетворительным. Если вы покупаете биодизель на коммерческой основе, вы должны настоять на том, чтобы топливо было сертифицировано на соответствие стандарту. Мелким производителям следует, по крайней мере, рассмотреть возможность приобретения тестового набора.

Возможные проблемы с двигателем при использовании биодизеля

Люди, использующие биодизельное топливо, сообщали о многих проблемах. Тщательное расследование показывает, что большинство этих трудностей может быть связано с некачественным биодизельным топливом и почти идентичны проблемам, связанным с некачественным нефтяным дизельным топливом. Однако некоторые из проблем (в первую очередь проблемы с холодной погодой) связаны не с плохим качеством топлива, а с присущими биодизельному топливу свойствами. К счастью, большинства этих проблем можно избежать или свести к минимуму.Ниже представлены распространенные проблемы с двигателем при использовании биодизеля, их возможные причины и способы решения. Этот список не предназначен для использования в качестве исчерпывающего руководства по ремонту, а скорее для того, чтобы дать представление о некоторых проблемах производительности, связанных с биодизельным топливом.

Проблема

Отложения на форсунках влияют на форму распыления топлива. Наиболее частые симптомы — пропуски зажигания или затрудненный запуск. Это, скорее всего, вызвано либо работой в холодную погоду с частично затвердевшим топливом, либо топливом, которое не было полностью преобразовано из масла в биодизельное топливо.Растительное масло имеет тенденцию к образованию отложений на форсунках, особенно когда двигатель работает с частичной нагрузкой.

Решение

Поручите чистку форсунок квалифицированным механиком — точная природа форсунок затрудняет очистку этих деталей, если у вас нет специального обучения и оборудования. Низкотемпературные присадки, улучшающие текучесть, могут использоваться для улучшения работы топлива в холодных условиях и помочь избежать этой проблемы в будущем. Вы также должны убедиться, что топливо не содержит загрязняющих веществ и полностью преобразовано из масла в биодизельное топливо. .

Проблема

Отложения в насосе форсунки (лак и смолы) влияют на производительность. Наиболее частыми симптомами являются затрудненный запуск, снижение мощности и пропуски зажигания. Это может быть вызвано либо неполностью преобразованным биодизельным топливом, либо частично окисленным биодизельным топливом.

Решение

Поручите очистить насос форсунки квалифицированному механику. Как и в случае с инжекторами, эта работа непрактична для домашнего механика из-за точного характера компонентов насоса.

Проблема

Смазочное масло становится разбавленным, что приводит к повышению уровня масла, потере давления масла и / или износу подшипников. Часто это происходит из-за чрезмерного прорыва в цилиндре из-за плохой формы распыления топлива и / или изношенных колец.

Раствор

Регулярно проверяйте свое смазочное масло и принимайте меры по исправлению положения, если появляются какие-либо признаки разжижения.

Проблема

Двигатель либо отказывается запускаться в холодную погоду, либо работает всего несколько секунд после запуска.Вероятно, фильтр забился частицами затвердевшего биодизеля.

Решение

Вы можете дождаться прихода весны или, возможно, попытаться согреть топливный фильтр — доступны 12-вольтовые нагреватели рубашки. «Антиобледенительные» присадки для нефтяного дизельного топлива могут применяться также и для биодизеля. Если вы живете в холодном климате, вам следует подумать об использовании присадки, предназначенной для улучшения характеристик топлива в холодную погоду, или об установке «подогревателя» для разогрева топливного бака и фильтра.Возможно, потребуется подготовить ваше топливо к зиме, смешав биодизель с керосином или зимним бензиновым дизельным топливом в самые холодные месяцы года. Опыт работы на ферме штата Пенсильвания показал, что если тракторы хранятся в теплом гараже (выше нуля), они, как правило, легко заводятся и хорошо работают в течение дня, даже при довольно низких температурах наружного воздуха.

Проблема

Утечка топлива из топливопровода. Биодизель — очень эффективный растворитель для некоторых материалов, включая определенные типы эластомеров (например,g., буна-нитриловый каучук).

Решение

Перед использованием биодизельного топлива в вашем двигателе убедитесь, что двигатель «рассчитан на использование биодизеля», что означает, что все материалы совместимы с биодизельным топливом. В противном случае вам нужно будет найти все материалы в двигателе (например, уплотнения и шланги), которые могут быть повреждены биодизелем, и заменить их компонентами, рассчитанными на биодизель. Это может быть довольно утомительно. Обычно компоненты, изготовленные из «фторэластомеров» (например, витона или тефлона), можно считать безопасными для использования в биодизельном двигателе.

Проблема

Топливный фильтр засорен, но не из-за холодной погоды. Есть три основных варианта: качество вашего биодизельного топлива низкое, что приводит к образованию смол или гелей в топливной системе; в вашем аквариуме скапливаются водоросли; или биодизель «вычищает» старые отложения из ила, который обычно накапливается на дне старых топливных баков. Операторы, которые переходят с нефтяного дизельного топлива на биодизельное топливо, с большей вероятностью столкнутся с этой проблемой, поскольку более старые автомобили, которые использовали нефтяное дизельное топливо в течение многих лет, вероятно, будут иметь довольно много отложений в топливном баке.

Решение

Если проблема вызвана некачественным топливом, устраните эту проблему, используя только топливо, сертифицированное ASTM. Если проблема вызвана водорослями, может помочь добавка альгицида. Кроме того, простые меры, такие как наполнение топливного бака в конце дня, могут снизить уровень влажности в топливе и препятствовать росту водорослей. Если вы просто переключаетесь на биодизель после многих лет использования нефтяного дизельного топлива, вам нужно будет сначала часто менять фильтры, поскольку биодизель разжижает отложения внутри вашего топливного бака и двигателя.В крайних случаях вам может потребоваться тщательно очистить или заменить топливный бак, прежде чем добавлять в следующий бак биодизеля.

Имеет ли значение тип двигателя?

Не все дизельные двигатели одинаковы. Конструкция каждого производителя включает некоторые уникальные особенности, которые могут повлиять на его характеристики при использовании биодизеля. В настоящее время этот вопрос не совсем ясен. Однако современные дизельные двигатели достаточно похожи в том смысле, что различия в характеристиках, как ожидается, будут минимальными при условии, что все материалы, используемые в двигателе, совместимы с биодизелем.

Однако то же самое может не относиться к более старым двигателям, особенно к тем, в которых не используются системы зажигания с общей топливной магистралью, которые почти повсеместно используются сегодня. Некоторые тесты показали, что старые двигатели с непрямым впрыском испытывают меньше трудностей при использовании биодизельного топлива и даже перспективны для работы на прямом растительном масле, которое не было химически переработано в биодизельное топливо. Потенциал может существовать для изучения старых конструкций двигателей в поисках подсказок относительно того, как лучше всего создавать двигатели для использования биодизеля.В некоторых старых двигателях используются уплотнения и шланги, изготовленные из каучука Buna N, который может растворяться биодизелем. Обязательно проверьте это и при необходимости замените, прежде чем переходить на биодизельное топливо.

Уход за двигателем при работе на биодизельном топливе

Как правило, биодизельное топливо можно использовать взаимозаменяемо с традиционным дизельным топливом. Однако некоторые производители рекомендуют сократить интервал технического обслуживания (часто на 50 процентов), чтобы фильтры оставались незасоренными, а смазочное масло оставалось в хорошем состоянии.Однако важно проконсультироваться с производителем вашего двигателя для получения конкретных рекомендаций.

Кроме того, из-за склонности биодизеля к окислению вам следует проявлять осторожность, если вы планируете хранить свой двигатель в течение какого-либо периода времени. Может оказаться целесообразным слить из двигателя все топливо перед хранением, вернуться к бензиновому дизельному топливу перед хранением или в качестве альтернативы добавить стабилизатор топлива.

Резюме

Высококачественное биодизельное топливо, за которым должным образом ухаживают, должно обеспечить отличные рабочие характеристики в течение всего срока службы.В общем, его можно использовать точно так же, как нефтяное дизельное топливо. Единственное заметное исключение — в холодных погодных условиях, когда биодизель имеет тенденцию «загустевать» раньше, чем традиционное дизельное топливо. На рынке доступно множество присадок, которые могут помочь сохранить качество и улучшить характеристики биодизеля в холодную погоду, и их использование является одним из вариантов улучшения характеристик топлива при использовании биодизеля. Однако использование «зимней топливной смеси» является рекомендуемым подходом для суровых зимних условий в Пенсильвании.

Однако качество топлива чрезвычайно важно, а некачественное топливо может иметь множество негативных последствий для двигателя. Для защиты от этого любое биодизельное топливо, которое вы используете, должно соответствовать соответствующему стандарту для использования (например, стандарту ASTM D6751).

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к следующим информационным бюллетеням и отчетам Penn State Extension:

• Биодизель: возобновляемый, внутренний энергетический ресурс
• Фактические данные о возобновляемых и альтернативных источниках энергии: Чем отличается биодизельное топливо?
• Создание собственного биодизеля: краткие процедуры и меры безопасности
• Безопасность биодизеля и лучшие методы управления для мелкомасштабного некоммерческого производства

Ссылки

• Agarwal, A.K., J. Bijwe и L. Das. «Оценка износа двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на биодизельном топливе». Журнал инженерии газовых турбин и энергетики 125 (2003): 820-26.
• Bhale, P., N. Deshpande, and S. Thombre. «Улучшение низкотемпературных свойств биодизельного топлива». Возобновляемая энергия (2008): 1-7.
• Cambray, G. «Как помочь биодизелю избавиться от застревания». Наука в Африке, декабрь 2007 г.
• Cetinkaya, M., Y. Улусой, Ю. Текин, Ф. Караосманоглу. «Характеристики двигателя и зимних дорожных испытаний отработанного биодизельного топлива, полученного из растительного масла.«Преобразование энергии и управление 46 (2005): 1279-91.
• Фернандо С., П. Карра, Р. Эрнандес и С.К. Джа.« Влияние неполностью переработанного соевого масла на качество биодизеля ». Energy 32 (2007) : 844-51.
• Флитни, Р. 2007. «Какие эластомерные уплотнительные материалы подходят для использования в биотопливе?» Технология уплотнения 9 (2007): 8-11.
• Грабоски, М., и Р. Маккормик ». Сжигание жиров и растительных масел в дизельных двигателях. «Progress in Energy Combustion Science 24 (1998): 125-64.
• Hancsok, J., M. Bubalik, A. Beck, and J. Baladincz. «Разработка многофункциональных добавок на основе растительных масел для высококачественного дизельного топлива и биодизеля». Исследования и разработки в области химической инженерии 86 (2008): 793-99.
• Кнот, Г. «Зависимость свойств биодизельного топлива от структуры алкиловых эфиров жирных кислот». Технология переработки топлива 86 (2005): 1059-70.
• Лапуэрта М., О. Армас и Х. Родригес-Фернандес. «Влияние биодизельного топлива на выбросы дизельных двигателей.«Прогресс в области энергетики и науки о сгорании» 34 (2008): 198-223.
• Райан, Т., Л. Додж и Т. Каллахан. «Влияние свойств растительного масла на впрыск и сгорание в двух различных дизельных двигателях». Журнал Американского общества химиков-нефтяников 61, № 10 (1984): 1610-19,
,
• , Шарма Ю., Б. Сингх и С.