РОЗДІЛ 26. Біодизельне паливо

3. Застановлена потужність двигунів кВт 10/40;

4. Розміри установки, мм. 6000 * 6000 * 8000; 6. Необхідна площа М2-36;

7. Ісходна сировина - олія рослинна, метанол, КОН;

8. Оператор, чол. 1.

Технологічний процес виробництва біодизеля відбувається наступним чином: рослинна олія з ємності 1 через сітчастий фільтр Ф1, проточний підігрівач ППМ насосом НІ подається в гідродинамічний змішувач СГД. Втрати олії контролюються ротаметром Р1. У вакуумну порожнину гідродинамічного змішувача через регулюючий вентиль ВР і ротаметр Р2 з ємності 3 надходить попередньо приготовлений розчин каталізатора в спирті ( КОН в метанолі). Перемішування розчину в ємностях проводиться насосом Н2. Вироблення приготованого розчину з ємностей 3 здійснюється почергово.

У гідродинамічному змішувачі відбувається перша ступінь реакції переетерифікації рослинної олії метаном. Закінчення реакції відбувається в насосі - кавітатор НК. Завдяки інтенсивним кавітаційним процесам в гідродинамічному змішувачі і насосі - кавітаторі відбувається розрив молекул жирних кислот, що значно збільшує швидкість протікання реакції і покращує якість енергетичних характеристик майбутнього палива. У порівнянні з існуючими технологіями пропонований нами комплекс дозволяє економити енергоресурси, завдяки великій швидкості реакції і безперервності процессу, на відносно не великих площах встановлювати високопродуктивне обладнання. Після насоса - кавітатора суміш потрапляє в колони- відстійники 4, де відбувається її поділ на біодизель та водно -гліцеринові суміші. Готове паливо насосом НЗ через фільтр водовідділювача ФВО надходить на відвантаження. Комплекс, за винятком ємностей 1 і 2 розмішується в опалювальному приміщенні. У результаті проведення реакції етерифікації в двухступеневому кавітаторі (гідродинамічний змішувач плюс механічний насос- кавігатор) відбувається повне засвоєння метанолу, його витрата не перевищує і 2% 13%. Реакція в кавітаторі відбувається нормально при температурі 40.... 50 ОС (105F 120F), тому підігрів вихідної сировини не становить труднощів.

Рис. 26.10. Комплекс безперервного виробництва біодизеля

Очищений біодизель

Таблиця 26.9

Фізико-хімічні показники отриманного біодизеля

Рис. 26.11. Компонування мінізаводу з виготовлення біодизелю потужністю 2000 лдобу.

Реактор (висота - 2,8 м. діаметр 1 м.) Для початку виробництва біодизеля досить мати тільки реактор. Промивання біодизеля забезпечить високу якість готового біодизелю, а змішувач та інше устаткування забезпечать механізацію процесів заправки реактора і зливу готової продукції. Продуктивність реактора - 2000 біодизеля в добу (не менше 800 м. куб. на рік.) При встановленні додаткового обладнання можна довести продуктивність реактора до 12 м. куб. готового біодизелю в добу (3 600 м. куб. готового біодизелю.) Додаткове обладнання можна монтувати до вже встановленого, без зупинки роботи заводу на тривалий час. При цьому необхідно заздалегідь передбачити площу приміщення не мене 50 м. кв. Майданчик - не мене 30 м.кв., висотою - 3 м.

Рис. 26.12. Мінізавод з виготовлення біодизелю потужністю 2000 л добу.

Таблиця 26.10.

Фізико-хімічні показники біодизеля в порівнянні е мінеральним літнім дизельним паливом

26.6.2 Малогабаритне обладнання для виробництва біодизельного палива.

Відома установка для виробництва біодизеля типу БДЦ - 200 [33,35,36]. Основні її технічні характеристики: виробничість – 200 л/ч, необхідна площа для розміщення обладнання - 60-80 м2, споживна потужність - 35 кВт, гарантійний строк роботи - 24 місяця. Установка БДЦ складається з біодизельного реактора, електронагрівача, статичного міксера, центробіжного насосу, пристрою для контролю тиску та температури. Основними недоліками такої установки є її низька виробничість, тривалість технологічного процесу, великі енерговитрати, низька ефективність виробництва біодизеля. Головним недоліком є те, що біодизельне паливо отримується у результаті простого механічного змішування компонентів які входять в біопаливо, міксером, при цьому відсутнє диспергування компонентів на молекулярному рівні. В результаті чого біодизельне паливо в процесі зберігання розшаровується на вхідні компоненти, що дуже негативно впливає на працездатність дизелів (підвищений знос паливної апаратури, гільзо-поршневої групи, клапанного механізму та інших складальних частин, складність запуску дизеля та нестабільність його роботи). Розроблена малогабаритна енергозберігаюча установка для для отримання біодизельного палива в умовах АПК (фермерських господарств, міні-цехів невеликої потужності) [27,28,37].

На рис. 26.13 пропонується принципіальна схема установки. Установка має приводной електродвигун 1; з'єднальну муфту 2; крани 4, 5, 7, 10 та манометр 9, які призначені для регулювання технологічного процесу та контролю тиску у системі; три технологічні ємності: для сировини 14 (рапсової олії або інший компонент із біомаси), ємність 11 для дизельного пального, 16 для готової продукції (біодизеля), в нагнітаючу магістраль 14, вмонтовані дозатор для дизпалива ежекторного типу та гідродинамічний кавітатор ударної дії, причому дозатор встановлений в магістраль 14 перед входом 17 в кавітатор, а вхід 17 в кавітатор 8 з'єднаний магістраллю 14 через бай-пас 19 з гідронасосом 3, вихід 18 кавітатора з'єднаний трубопроводом 20 до ємності готової продукції 16, отвір виходу 20 за внутрішнім діаметром більше ніж у входу 17. В установці є бай-пас 19 для регулювання робочого тиску в кавітаторі 16. Змішувач - дозатор 13 ежекторного типу служить для насичення дизельного палива рапсовою олією; гідродинамічний кавітатор 8 для інтенсивного диспергування дизпалива з олією. Магістраль (а) служить для подачі олії з ємності 15, магістраль (в) - для виходу готової продукції в технологічний бак. Установка працює таким чином. При включені приводного електродвигуна 1, через муфту 2, гідронасос 3 всасує олію із зовнішнього джерела в магістраль (а) до відкритого крану 4 та потрапляє у всасуючу магістраль гідронасосу 3. При цьому кран 5 повинен бути відкритим, акрани 7,10,12 - закриті. Після того як відрегулювали краном 12 подачу олії з

Рис. 26.13. Принципова схема малогабаритної установки [37].

ємності 15, та в змішувач-ежектор 13, відкриваємо кран 12 і краном 5 регулюємо спочатку робочий тиск у нагнітаючій магістралі 14, який контролюється манометром 9. Дизпаливо під тиском проходить по нагнітаючій магістралі 4 та потрапляє у кавітатор 8, де відбувається інтенсивне насичення дизпалива рапсовою олією. З виходу 18, кавітатора, гідродинамічна суміш по магістралі подається у технологічний бак 16. Після насичення дизпалива олією, крани 10, 12 закриваємо, а установку включаємо. Дисперговане таким чином дизпаливо з рапсовою олією, інакше кажучи біодизель потрапляє у магістраль (в), а потім в бак готової продукції 16. Установка апробована в умовах агровиробництва, отримані результати наведені у таблиці 26.12.