Cách bắt đầu sản xuất diesel sinh học: một kế hoạch kinh doanh sẵn sàng

Một thuật ngữ chẳng hạn như "dầu diesel sinh học

”, Số đông hiểu hoàn toàn theo trực giác. Nhưng thường có một số nhầm lẫn nhất định liên quan. Không sao cả, nhưng vẫn tốt hơn nếu không có nó và tìm hiểu biodiesel là gì.

Một chút lý thuyết
Khi làm việc trong xi lanh của nó, nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel được đốt cháy. Cả hai đều là sản phẩm của quá trình lọc dầu, trữ lượng có hạn, ngoài ra khi đốt cháy các loại nhiên liệu này sẽ hình thành các chất gây hại cho con người và môi trường. Một trong những lựa chọn để tránh điều này là sử dụng dầu diesel sinh học làm nhiên liệu cho động cơ. Nó là cần thiết để giải thích nó là gì. Thực tế là việc sản xuất dầu diesel sinh học dựa trên việc sử dụng mỡ động vật và dầu thực vật làm nguyên liệu. Có thể rút ra một phép tương tự đơn giản - nhiên liệu xăng và diesel được lấy từ dầu, và nhiên liệu cho hoạt động của động cơ đốt trong có thể được lấy từ dầu hoặc mỡ.

Một làm rõ nhỏ - các chất khác nhau có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho hoạt động của động cơ, ví dụ, cùng một loại cồn thu được từ mùn cưa, nhưng trong trường hợp này, chúng tôi đang xem xét nhiên liệu dành riêng cho động cơ diesel và nguyên liệu thô cho diesel sinh học, như loại này của nhiên liệu được gọi, là dầu hoặc mỡ dư.

Làm thế nào để sử dụng nhiên liệu sinh học?

Việc sử dụng mỡ và dầu làm nhiên liệu có thể được thực hiện theo các cách sau: ✔ Trực tiếp bằng cách đổ dầu vào thùng. Nhược điểm của phương pháp này là quá trình đốt cháy không hoàn toàn, trộn lẫn với chất bôi trơn và làm giảm tính năng bôi trơn của nó, cũng như xuất hiện cặn bám trên vòi phun, vòng đệm, piston do độ nhớt của nhiên liệu thực vật tăng lên. ✔ Bằng cách trộn nó với dầu hỏa hoặc dầu diesel. ✔ Bằng cách chuyển đổi dầu thực vật, nguồn của chúng có thể là hạt cải dầu, ngô, hướng dương, v.v., và cuối cùng thu được dầu diesel sinh học. Phức tạp nhất trong số này được coi là công nghệ chuyển hóa dầu, nhưng tuy nhiên, nó đơn giản đến mức dễ thực hiện, nhờ đó bạn có thể lấy dầu diesel sinh học tại nhà.

Dầu diesel sinh học là gì?

Trên thực tế, diesel sinh học là một hỗn hợp của các ete, chủ yếu là metyl ete, là kết quả của một phản ứng hóa học. Ưu điểm của nó bao gồm: ✔ nguồn gốc thực vật, nhờ khả năng trồng cây, chúng ta có được một nguồn nhiên liệu tái tạo; ✔ an toàn sinh học, diesel sinh học thân thiện với môi trường, việc thải ra môi trường không gây hại cho nó; ✔ mức độ phát thải carbon dioxide và các chất độc hại khác thấp hơn; ✔ hàm lượng lưu huỳnh không đáng kể trong khí thải của động cơ sử dụng dầu diesel sinh học; ✔ đặc tính bôi trơn tốt.
Về cơ bản, dầu thực vật là một hỗn hợp của este với glycerin, tạo độ nhớt cho nó. Quá trình sản xuất biodiesel dựa trên việc loại bỏ glycerin và thay thế nó bằng rượu. Cần lưu ý rằng nhược điểm của loại nhiên liệu này là cần phải đun nóng ở nhiệt độ thấp hoặc sử dụng hỗn hợp dầu diesel sinh học và nhiên liệu diesel thông thường.

Thiết bị sản xuất diesel sinh học

Trên thị trường Nga, có rất nhiều đề xuất về việc bán các đơn vị sản xuất diesel sinh học từ các nhà sản xuất trong và ngoài nước. Các thiết bị khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu và khối lượng sản xuất theo kế hoạch. Hãy xem xét một bộ thiết bị được sản xuất tại Nga để sản xuất metyl este (dầu diesel sinh học) từ dầu thực vật.

Diện tích của cài đặt sẵn sàng hoạt động là khoảng 15 sq. m.Khu vực này không bao gồm không gian dành riêng cho các container, vì số lượng của chúng phụ thuộc vào nhu cầu của một doanh nghiệp cụ thể. Nhà máy sản xuất dầu diesel sinh học nhỏ gọn và di động, có thể được đặt trong container (20 feet) và vận chuyển. Hiệu suất của thiết bị phụ thuộc vào nguyên liệu thô đã chọn, vì vậy nó có thể được chỉ định khoảng: 2 mét khối. m. trong 1 giờ vận hành thiết bị.

Cho 1 mét khối m. nhiên liệu sinh học, 1 tấn dầu được tiêu thụ, 110 lít. metanol và 10 kg. xút ăn da. Không có bình chịu áp lực trong đơn vị sản xuất metyl ete, vì vậy không cần xin phép đặc biệt để vận hành. Bộ thiết bị tiêu chuẩn bao gồm:

• một lò phản ứng trộn để sản xuất nhiên liệu sinh học;
• tập hợp các kết nối;
• van đóng ngắt;
• tủ điện điều khiển;
• máy bơm;
• thùng đựng hàng.

Trang thiết bị tùy chọn:

• thùng chứa nguyên liệu và thành phẩm;
• máy phát điện diesel tự động cung cấp điện (chạy bằng nhiên liệu sinh học của chính nó);
• bộ lọc để làm sạch dầu khỏi các tạp chất (nếu cần, làm sạch như vậy);
• thiết bị lọc dầu thực vật.

Video: Mô-đun tự động sản xuất diesel sinh học

Kỹ thuật sản xuất

Công nghệ sản xuất biodiesel khá đơn giản. Nó thường được làm từ nhiều loại dầu thực vật khác nhau. Đối với điều này, hạt cải dầu, đậu nành, ngô, vv có thể được sử dụng, danh sách chung các chất thích hợp để lấy nguyên liệu là khá đáng kể. Dầu thừa từ quá trình nấu ăn cũng thích hợp để sản xuất dầu diesel sinh học. Sơ đồ của một quá trình tương tự có thể được nhìn thấy trong hình dưới đây.

Vì chúng tôi đang xem xét nhiên liệu có nguồn gốc thực vật nên công nghệ sản xuất nó nên bao gồm quá trình trồng nguyên liệu thô. Loại thích hợp nhất cho việc này được coi là hạt cải dầu, vì nó đòi hỏi ít chi phí sản xuất hơn. Mặc dù hiện nay có nhiều triển vọng cho diesel sinh học từ tảo. Đồng thời, đất không được sử dụng để trồng cây làm nhiên liệu, và giá thành của dầu diesel sinh học sẽ thấp hơn so với các trường hợp khác. Vì vậy, các loại hạt (hạt cải dầu, đậu nành, hướng dương, v.v.), sau khi kiểm tra chất lượng, sẽ được đem đi ủ. Bột còn lại sau khi sản xuất dầu có thể được sử dụng bởi ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi và dầu thu được, do công nghệ cung cấp, sẽ được chế biến tiếp. Nó được gọi là quá trình este hóa, và sau nó, metyl este trong dầu diesel sinh học nên chứa hơn chín mươi sáu phần trăm. Bản thân công nghệ này rất đơn giản nên có thể tổ chức sản xuất diesel sinh học tại nhà. Metanol (9: 1) được thêm vào dầu, và một lượng nhỏ kiềm được sử dụng làm chất xúc tác. Metanol có thể được lấy từ mùn cưa, và nó cũng được phép sử dụng rượu isopropyl hoặc etanol để thay thế. Quá trình este hóa diễn ra ở nhiệt độ cao và mất đến vài giờ. Sau khi kết thúc phản ứng, sự phân tầng chất lỏng được quan sát thấy trong thùng chứa - dầu diesel sinh học ở trên, glycerin ở dưới. Glycerin được loại bỏ (thoát nước từ phía dưới) và có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong một số quy trình khác. Dầu diesel sinh học thu được phải được tinh chế, đôi khi bay hơi, lắng và lọc tiếp theo là khá đủ. Quy trình sản xuất công nghiệp được thể hiện chi tiết hơn trong video.

Nhiên liệu sinh học diesel được sản xuất như thế nào?

Nguyên liệu cho loại nhiên liệu này có thể là bất kỳ loại cây trồng nào mà từ đó thu được một lượng lớn dầu thực vật. Thông thường đây là hạt cải dầu và đậu nành, quá trình chế biến chúng mang lại sản lượng nguyên liệu thô tối đa và do đó, sản phẩm cuối cùng ở dạng dầu diesel sinh học.

Mỡ động vật, là chất thải từ các nhà máy chế biến thịt, xưởng thuộc da và các xí nghiệp khác cũng được sử dụng. Dầu thực vật cháy từ các nhà hàng và các cơ sở dịch vụ ăn uống khác cũng rất thích hợp.

Cần lưu ý rằng dầu diesel sinh học từ dầu thực vật và động vật được sản xuất bằng công nghệ tương đối đơn giản. Các giai đoạn chính của quy trình công nghệ như sau:

• làm sạch thô và mịn nguyên liệu thô (dầu) từ các tạp chất nhỏ nhất;
• trộn dầu và rượu metylic với việc bổ sung chất xúc tác kiềm trong lò phản ứng. Tỷ lệ nguyên liệu và metanol là 9: 1, chất xúc tác là natri hoặc kali hiđroxit;
• gia nhiệt đến 60 ° C và khuấy ở nhiệt độ này trong khoảng 2 giờ. Giai đoạn được gọi là ester hóa;
• chất tạo thành được lắng trong một thùng chứa riêng biệt và được phân tầng thành 2 chất - một phần glycerin và chính dầu diesel sinh học;
• Các chất được tách ra trong một thiết bị phân tách, sau đó nhiên liệu được xử lý nhiệt để làm bay hơi nước khỏi nó.

Thiết bị công nghệ để sản xuất diesel sinh học cũng không phức tạp lắm và bao gồm một số bồn chứa được nối với nhau bằng đường ống, cũng như các máy bơm - một chính và một số bơm định lượng. Vì tại các xí nghiệp, tất cả các công đoạn đều được tự động hóa nên lò phản ứng và các bồn chứa khác được trang bị cảm biến nhiệt độ và mức, máy bơm được điều khiển bởi bộ điều khiển. Tất cả dữ liệu về quá trình đang diễn ra được hiển thị trên màn hình của người vận hành.

Dầu diesel sinh học tại nhà

Có thể thấy từ mô tả được trình bày, công nghệ sản xuất khá đơn giản và cho phép bạn tạo ra dầu diesel sinh học bằng tay của chính mình, đến mức bạn có thể lấy nhiên liệu tại nhà, và đôi khi không chỉ cho nhu cầu của riêng bạn. Những lý do tại sao bạn có thể đảm nhận công việc như vậy có thể khác nhau đối với mọi người, nhưng không cần chạm vào chúng, cần lưu ý rằng việc tiêu thụ dầu diesel sinh học chỉ đang tăng lên trên toàn thế giới. Khi diesel sinh học được sản xuất tại nhà bằng tay của chính họ, vấn đề chính sẽ không phải là vấn đề sản xuất ra nó, mà là đảm bảo chất lượng của thành phẩm. Các cơ sở cung cấp nguyên liệu có thể là các cơ sở cung cấp dịch vụ ăn uống có đủ lượng dầu sử dụng và có thể mua được với giá cả phải chăng. Việc trồng hạt cải dầu nên được thực hiện khi dầu diesel sinh học được tiêu thụ với số lượng lớn, chẳng hạn như để bán ở bên cạnh hoặc có một đội ngũ thiết bị lớn. Khi tổ chức sản xuất tại nhà, những vấn đề cấp bách nhất sẽ là: ✔ Sản lượng kém, tức là không quá chín mươi ba phần trăm thành phẩm thu được từ các nguyên liệu thô ban đầu. Điều này có thể là do các tính năng của cài đặt được sử dụng tại nhà hoặc các chế độ ester hóa lại. ✔ Lọc kém. Quá trình này khá phức tạp, và để có được dầu diesel sinh học chất lượng cao tại nhà, cần đặc biệt chú ý đến nó. Đối với điều này, các công nghệ hoặc chất hấp phụ đặc biệt được sử dụng. Trực tiếp với việc cài đặt để sản xuất nhiên liệu như vậy, bạn có thể xem video. Có các lựa chọn nhà máy diesel sinh học công nghiệp khác có sẵn.

Làm thế nào để tạo một mô-đun canh tác tái chế?

Để làm một hệ thống xử lý rác thải thành nhiên liệu sinh học, ít nhất bạn cần nắm rõ nguyên lý hoạt động của các thiết bị đó, cũng như có ý tưởng về mạch điện.

Sơ đồ của một đơn vị phản ứng sinh học: 1 - lò phản ứng sinh học; 2 - máy khuấy; 3 - lò sưởi; 4 - máy bơm; 5 - phần tử lọc; 6 - máy nén khí; 7 - ngăn chứa khí; 8 - một bộ sưu tập phân; 9 - sản lượng phân bón (bùn); 10 - bảng điều khiển sưởi

Chúng ta hãy xem xét cả hai, nhưng cần lưu ý: việc xây dựng một lắp đặt chính thức là một công việc kinh doanh khá rắc rối và tốn kém. Ở nhà, như một quy luật, chỉ có thể làm một số việc tương tự như các trạm xử lý. Tuy nhiên, một số nỗ lực đã thành công.

Nguyên lý hoạt động của nhà máy sinh học

Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học thường hỗ trợ cách tiếp cận hệ thống sau:

1. Bể phản ứng sinh học (bể) được nạp phân.
2. Trong một thời gian nhất định, quá trình lên men diễn ra bên trong lò phản ứng.
3. Một môi trường khí được hình thành.
4. Các khí được loại bỏ khỏi bình phản ứng.
5. Hỗn hợp khí được làm sạch và được sử dụng làm nhiên liệu.

Thành phần của hỗn hợp khí thu được ở đầu ra được đặc trưng bởi độ bão hòa đủ cao với các chất khác nhau. Metan (60%), carbon dioxide (35%) và các chất khác, bao gồm hydro sunfua (5%), có mặt nhiều nhất theo tỷ lệ phần trăm.

Đây là cách biểu đồ phân bố khí của hỗn hợp như sau: 1 - Hàm lượng mêtan khoảng 63-65%; 2 - hàm lượng carbon dioxide khoảng 30-33%; 3 - hàm lượng hydro sunfua khoảng 2%; 4 - nội dung của amoniac là khoảng 1%; 5 - hàm lượng hydro khoảng 1%

Trong khi đó, để vận hành hiệu quả một trạm sản xuất khí đốt trong gia đình, cần có nguồn dự trữ chất thải đáng kể từ các đại diện của thế giới động vật.

Vì vậy, điều đầu tiên cần quan tâm trong việc giải quyết vấn đề có được nhiên liệu sinh học trong điều kiện trong nước (trong nước) là sự sẵn có của nguồn nguyên liệu cho nhà máy chế biến.

Làm lò phản ứng sinh học bằng chính tay bạn

Sau khi quyết định về nguồn nguyên liệu, sau đó bạn cần phải quyết định địa điểm để đặt lò phản ứng sinh học tại nhà (hoặc quốc gia). Bản thân lò phản ứng là một bình kín, đủ mạnh, có thể tích dựa trên lượng phân nguyên liệu thô nạp vào hàng ngày để xử lý (để tham khảo: để thu được 100 m3 hỗn hợp khí, cần khoảng 1 tấn phân).

Bảng tỷ lệ giữa loại phân và lượng khí sinh học được tạo ra

Một bảng cho thấy hiệu quả của một loại chất thải sinh học cụ thể về khối lượng khí được tạo ra. Có thể thấy từ bảng này, hiệu quả nhất là phân lợn, có thể tạo ra lượng nhiên liệu sinh học lớn nhất.

Một thùng chứa như vậy sẽ phải được lắp đặt trên một nền tảng vững chắc, được trang bị van đóng ngắt và các thuộc tính kỹ thuật khác theo sơ đồ cổ điển. Nên làm cho phần trên của bình có thể tháo rời, với các chốt bắt vít và một miếng đệm làm kín.

Để đảm bảo tính liên tục của chu trình, bể chứa phải được trang bị mô-đun gia nhiệt nhân tạo. Nếu vào mùa hè, hiệu quả của quá trình lên men phân và tốc độ tạo khí được cung cấp đầy đủ bởi điều kiện nhiệt độ bên ngoài thì vào mùa đông, tình hình thay đổi.

Đối với hoạt động vào mùa đông của lò phản ứng sinh học, cần có hệ thống sưởi nhân tạo, với điều kiện ngừng hoạt động của vi khuẩn lên men đã ở nhiệt độ 4-10 ° C trên 0. Theo đó, bình chứa phải có chất liệu cách nhiệt cao cấp. Phương pháp cổ điển cách nhiệt bằng bông khoáng rất thích hợp cho việc này.

Một ví dụ minh họa về việc cô lập một lò phản ứng sinh học cho hoạt động mùa đông của nó. Bông khoáng được sử dụng ở đây như một vật liệu cách nhiệt. Lớp bông gòn trên cùng được phủ bằng chất liệu giấy bạc

Có một số tùy chọn để tổ chức sưởi ấm. Ví dụ, việc sử dụng lò sưởi điện hoặc hệ thống sưởi ấm dựa trên nước (áo nước).

Công suất của mạch gia nhiệt phải được tính toán dựa trên định mức nhiệt độ tối ưu bên trong lò phản ứng là 25-40 ° C, cần thiết để đạt được quá trình lên men sinh khối hiệu quả.

Ngoài máy gia nhiệt, mức độ ứ đọng ảnh hưởng đến hoạt động lên men của sinh khối. Thực tế, bên trong bể, phân thô phải chuyển động liên tục. Sự di chuyển của sinh khối giúp tăng cường quá trình lên men và giảm thời gian thu nhận thành phần khí.

Tùy chọn lắp đặt vào mùa hè để xử lý phân và sản xuất nhiên liệu sinh học. Trong trường hợp này, việc gia nhiệt được thực hiện dưới dạng một bể nước bê tông, trong đó bình phản ứng được nhúng vào.Tuy nhiên, cài đặt này không thể hoạt động trong thời gian mùa đông.

Vấn đề tổ chức chuyển động được giải quyết bằng cách đưa một máy khuấy cơ học đặc biệt vào thiết kế của lò phản ứng sinh học. Trục của thiết bị này được nối với trục của động cơ tốc độ thấp, thực hiện chuyển động quay. Việc bật và tắt quá trình trộn có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động.

Chúng tôi có một bài viết khác trên trang web của chúng tôi, hướng dẫn cách lắp đặt một công trình khí sinh học cho nhu cầu của một ngôi nhà riêng.

Quy trình sản xuất khí sinh học và phân bón

Thiết kế của hệ thống sản xuất nhiên liệu sinh học tại nhà theo công nghệ cung cấp khả năng nạp phân vào tàu khoảng 1/3 công suất. Để tải phân, một cửa sập tải có cửa đóng kín được thực hiện. Phần diện tích tự do còn lại phía trên của lò phản ứng sinh học được sử dụng để tích tụ các khí thải ra.

Lò phản ứng sinh học thu nhỏ tự chế dựa trên một thùng 200 lít thông thường. Về nguyên tắc, để đáp ứng nhu cầu khiêm tốn về nhiên liệu sinh học, nó khá phù hợp để sử dụng cho các hộ gia đình tư nhân. Đây là thiết kế thực sự có thể được sản xuất tại nhà để sản xuất nhiên liệu sinh học.

Các cửa xả phải được thực hiện ở tầng trên và tầng dưới của tàu. Bên trên là lỗ thoát khí, bên dưới là lỗ thoát phân (phân bón) đã qua xử lý. Ngoài ra, ở khu vực phía trên của tàu, nên lắp cửa sổ quan sát để theo dõi quá trình.

Đường ống nhánh cho đầu ra của hỗn hợp khí được nối với nhau bằng một ống kín có gắn thiết bị thực hiện đồng thời các chức năng của bình tách và phớt thuỷ lực. Đối với thông tin liên lạc, một ống (kim loại hoặc polyetylen) có đường kính nhỏ (25-32 mm) được sử dụng.

Bản thân thiết bị phân tách là một bình có dung tích tương đối nhỏ, chứa đầy nước. Khí đi qua cột nước được lọc sạch, xả vào bình chứa khí sau đó cung cấp cho các hộ tiêu thụ.

Ví dụ về thiết bị phân tách hai giai đoạn - một phớt thủy lực để cung cấp hỗn hợp khí từ lò phản ứng sinh học. Tùy chọn lọc này cho phép bạn có được sản phẩm tinh khiết chất lượng cao

Đường ống nhánh dưới của lò phản ứng (để thoát phân - bùn thải đã qua sử dụng) tốt nhất nên được làm càng lớn càng tốt. Các van đóng (van cổng) được kết nối với nó và một nhánh được tạo ra với bể để thu gom bùn. Khối lượng dành cho nông trại có thể được sử dụng thành phân bón.

Thông tin chi tiết về việc xác định thể tích yêu cầu của bể, cũng như tính toán hiệu quả của bể phản ứng sinh học và tính khả thi của việc sử dụng khí sinh học, chúng tôi sẽ xem xét trong bài viết tiếp theo.

Quan điểm

Như đã lưu ý, việc sản xuất nhiên liệu như vậy chỉ đang phát triển. Và mặc dù dầu thực vật đóng vai trò là nguyên liệu thô cho việc này, nhưng nó được lấy ở những nơi khác nhau từ các nền văn hóa khác nhau. Ở châu Âu - hạt cải dầu, ở Indonesia - dầu cọ, ở Mỹ - đậu nành, v.v. Tuy nhiên, hứa hẹn nhất là sản xuất diesel sinh học từ tảo. Đối với việc canh tác của chúng, có thể sử dụng cả các ao riêng biệt và các lò phản ứng sinh học đặc biệt, cũng như các khu vực của bờ biển. Ngoài ra, điều này không chỉ làm tăng sản lượng nhiên liệu mà còn giải phóng đất để trồng lương thực. Mặc dù dầu diesel sinh học được làm từ dầu thực vật chứ không phải mùn cưa, nhưng nó là một chất thay thế tuyệt vời cho nhiên liệu diesel thông thường. Đặc biệt là với trữ lượng dầu có hạn. Và bên cạnh đó, không thể loại trừ khả năng sản xuất tại gia đình. Mặc dù thực tế là trong sản xuất công nghiệp, nó đắt hơn nhiên liệu diesel, tuy nhiên, nó là một loại nhiên liệu thay thế tuyệt vời cho động cơ diesel.

Quy trình hóa học để sản xuất dầu diesel sinh học

Để thu được dầu diesel sinh học, tất cả các loại dầu thực vật đều được sử dụng - hướng dương, hạt cải dầu, hạt lanh, v.v. Đồng thời, diesel sinh học thu được từ các loại dầu khác nhau có một số khác biệt.Ví dụ, dầu diesel sinh học cọ có nhiệt trị cao nhất, nhưng cũng có khả năng lọc và nhiệt độ đông đặc cao nhất. Dầu diesel sinh học hạt cải dầu có phần kém hơn so với dầu diesel sinh học cọ về hàm lượng calo, nhưng nó chịu lạnh tốt hơn, do đó nó phù hợp nhất cho các nước Châu Âu và Nga. Về mặt hóa học, biodiesel là metyl ete, là sản phẩm của phản ứng este hóa dầu thực vật ở nhiệt độ khoảng 50 C với sự có mặt của chất xúc tác. Về nguyên tắc, quá trình này khá đơn giản. Cần phải giảm độ nhớt của dầu thực vật, có thể đạt được bằng nhiều cách khác nhau. Bất kỳ loại dầu thực vật nào cũng là hỗn hợp của chất béo trung tính, tức là các este kết hợp với phân tử glixerol với một rượu trihydric (C3H8O3
). Chính glycerin tạo ra độ nhớt và tỷ trọng cho dầu thực vật. Thách thức trong điều chế diesel sinh học là loại bỏ glycerin bằng cách thay thế nó bằng cồn. Quá trình này được gọi là
quá trình chuyển hóa
... Phản ứng chung trông như thế này:
CH2OC = OR1 | CHOC = OR2 + 3 CH3OH> (CH2OH) 2CH-OH + CH3COO-R1 + CH3COO-R2 + CH3OC = O-R3 | CH2COOR3 |
Triglycerid + metanol> glycerol + ete, MA "Navigator" Công nghệ và thiết bị sản xuất dầu diesel sinh học 10 Trong đó R1, R2, R3: các nhóm ankyl. Theo do, dung dch metanol, metyl ete sinh ra, do dung dch etanol, ete etylic. Từ một tấn dầu thực vật và 111 kg rượu (với 12 kg chất xúc tác), người ta thu được khoảng 970 kg (1100 L) dầu diesel sinh học và 153 kg glyxerin sơ cấp. Là một chất kiềm, kali hydroxit KOH hoặc natri hydroxit - NaOH được lấy. Đối với người mới bắt đầu, nên sử dụng NaOH.

Lợi ích của dầu diesel sinh học

Ưu điểm chính của dầu diesel sinh học
- đó là nó được sản xuất từ ​​các nguồn tài nguyên nhanh chóng được phục hồi (chẳng hạn như trữ lượng dầu mỏ là thực tế không thể thay thế được). Ví dụ, vấn đề này rất liên quan đến các trang trại tập thể có hoạt động chế biến dầu, mọi người đều có một điểm nhức nhối là lấy nhiên liệu diesel ở đâu vào đầu mùa vụ. Câu trả lời rất đơn giản, hãy tạo ra dầu diesel sinh học từ nguyên liệu thô của chính bạn và hoàn toàn tự chủ trong việc tiêu thụ nhiên liệu.
Nguồn gốc thực vật
... Chúng tôi nhấn mạnh rằng dầu diesel sinh học không có mùi benzen và được làm từ dầu, nguyên liệu thô là thực vật cải thiện cấu trúc và thành phần hóa học của đất trong các hệ thống luân canh cây trồng. Nguyên liệu để sản xuất diesel sinh học có thể là các loại dầu thực vật khác nhau: hướng dương, hạt cải dầu, đậu tương, đậu phộng, cọ, hạt bông, hạt lanh, dừa, ngô, mù tạt, thầu dầu, cây gai dầu, vừng, dầu thải (ví dụ như dùng trong nấu ăn ), và mỡ động vật.
Sinh thái học
... Điểm mạnh của dầu diesel sinh học là nó thải ra ít khí độc hại hơn nhiều vào khí quyển trong quá trình đốt cháy (dầu diesel sinh học, so với chất tương tự khoáng của nó, hầu như không chứa lưu huỳnh (Tính vô hại về mặt sinh học. So với dầu khoáng, 1 lít trong số đó có khả năng gây ô nhiễm 1 triệu lít nước uống và dẫn đến cái chết của động thực vật thủy sinh, như các thí nghiệm cho thấy, khi nó vào nước không gây hại cho cả thực vật và động vật. Ngoài ra, nó trải qua quá trình phân hủy sinh học gần như hoàn toàn: trong đất hoặc nước , vi sinh vật xử lý 99% diesel sinh học mỗi tháng, điều này cho phép chúng ta nói về việc giảm thiểu ô nhiễm sông hồ khi chuyển giao vận tải nước sang nhiên liệu thay thế.
Ít phát thải CO2 hơn
... Khi đốt cháy dầu diesel sinh học, chính xác lượng carbon dioxide được thải ra từ khí quyển mà nhà máy đã tiêu thụ, đây là nguyên liệu thô ban đầu để sản xuất dầu, trong suốt thời gian hoạt động của nó. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng sẽ không chính xác nếu gọi diesel sinh học là nhiên liệu thân thiện với môi trường. Nó thải ít carbon dioxide vào khí quyển hơn so với nhiên liệu diesel thông thường, nhưng vẫn không phải là không phát thải.
Đặc tính bôi trơn tốt
... Được biết, khi các hợp chất lưu huỳnh bị loại bỏ khỏi nhiên liệu diesel khoáng, nó sẽ mất khả năng bôi trơn. Dầu diesel sinh học, mặc dù có hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn đáng kể, nhưng được đặc trưng bởi tính chất bôi trơn tốt. Điều này là do thành phần hóa học và hàm lượng oxy của nó. Ví dụ, một chiếc xe tải từ Đức đã lọt vào sách kỷ lục Guinness, đã đi được hơn 1,25 triệu km bằng động cơ nguyên bản của nó.
Tăng tuổi thọ động cơ
... Khi động cơ chạy bằng dầu diesel sinh học, các bộ phận chuyển động của nó được bôi trơn đồng thời, do đó, như các thử nghiệm cho thấy, tuổi thọ của chính động cơ và bơm nhiên liệu tăng lên trung bình là 60%. Điều quan trọng cần lưu ý là không cần nâng cấp động cơ.
Điểm chớp cháy cao
... Một chỉ số kỹ thuật khác được các tổ chức lưu trữ và vận chuyển nhiên liệu và chất bôi trơn quan tâm: điểm chớp cháy. Đối với dầu diesel sinh học, giá trị của nó vượt quá 150 ° C, điều này cho phép chúng ta gọi nhiên liệu sinh học là một chất tương đối an toàn. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là nó có thể được xử lý một cách cẩu thả.

Nhiên liệu sinh học tự làm: sản xuất nhiên liệu sinh học, ưu và nhược điểm của việc tự sản xuất

Quan tâm đến thông tin về cách làm nhiên liệu sinh học bằng tay của chính bạn và nó có thể được bao nhiêu? Sau đó, hãy đọc phần dưới đây về nhiên liệu sinh học là gì, nó có thể thu được từ những nguyên liệu thô nào và những công nghệ nào được sử dụng cho việc này.

Vấn đề cung cấp cho hộ gia đình cá nhân của bạn các nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động của nó là một vấn đề, ở mức độ này hay cách khác, nảy sinh trước bất kỳ chủ sở hữu nào. Thông thường, những khó khăn nằm ở chỗ không thể thực hiện được các thông tin liên lạc thích hợp, ví dụ, trong trường hợp không có mạng lưới phân phối khí trong khu vực cư trú. Nhưng tất cả đều giống nhau, nếu chúng ta xem xét mọi thứ trong một sự phức tạp, thì vấn đề chính là mức thuế cao đối với các nhà cung cấp năng lượng, thường đặt ra câu hỏi về lợi nhuận của nền kinh tế hộ gia đình. Thật không may, ngay cả việc giảm giá của các nguồn năng lượng chính trên thị trường thế giới cũng không ảnh hưởng đến người tiêu dùng cuối cùng - thuế quan vẫn ở mức cũ và thậm chí có xu hướng tăng lên.

Nhiên liệu sinh học tự làm

Đương nhiên, trong tình huống như vậy, ngày càng nhiều chủ sở hữu bắt đầu nghĩ đến khả năng sử dụng các nguồn năng lượng thay thế. Đặc biệt, hiện nay người ta nói nhiều đến nhiên liệu sinh học - chất mang năng lượng calo cao (lỏng, rắn hoặc khí), thu được bằng cách xử lý nguyên liệu thô, thường theo nghĩa đen là "nằm dưới chân". Đặc biệt, nhiều người quan tâm đến câu hỏi thực tế như thế nào để sản xuất nhiên liệu sinh học như vậy bằng chính tay mình, trong một nền kinh tế tư nhân nhỏ.

Có rất nhiều ý kiến ​​về vấn đề này, cho rằng việc thành lập một siêu phẩm nhỏ như vậy đúng là "một cặp bài trùng". Bạn có thể tin những lời đảm bảo lạc quan như vậy không? Nhiều khả năng là không - bất kỳ loại nhiên liệu sinh học nào cũng sẽ yêu cầu thiết bị đặc biệt, thường rất đắt tiền, kiến ​​thức và kỹ năng cần thiết, và nguồn nguyên liệu không đổi. Hãy hiểu chi tiết hơn ...

Nhiên liệu sinh học là gì và nó đến từ đâu?

Hầu hết tất cả các nguồn năng lượng được sản xuất trên hành tinh là sản phẩm của quá trình xử lý chất hữu cơ trong nhiều năm tự nhiên. Các quá trình sinh hóa phức tạp diễn ra trong các lớp thực vật lạc hậu và xác động vật, dưới tác động của các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, áp suất), theo thời gian dẫn đến sự hình thành các cặn than, các lớp chứa dầu, dẫn đến sự tích tụ của các chất khí dễ cháy trong đất. Chính những nguồn tài nguyên thiên nhiên này cho đến ngày nay vẫn là nguồn năng lượng chính mà con người sử dụng.

Việc khai thác năng lượng thường được thực hiện trong những điều kiện khắc nghiệt nhất

Vấn đề là tất cả các nguồn tài nguyên này không phải là không giới hạn, và số lượng của chúng đang giảm dần từ năm này qua năm khác. Chúng thực tế không phục hồi (điều này mất hàng triệu năm). Tất cả chúng, phần lớn, nằm ở độ sâu lớn, thường ở những nơi khó tiếp cận (ở các vùng Bắc Cực hoặc trên thềm biển), việc sản xuất chúng đòi hỏi sử dụng các công nghệ phức tạp và thêm vào đó là vận chuyển vấn đề cũng khá khó khăn.

Nói một cách ngắn gọn, những vấn đề như vậy, rõ ràng, sẽ chỉ phát triển theo thời gian, và nhân loại không có lựa chọn nào khác ngoài việc xem xét các khả năng của các nguồn năng lượng thay thế. Năng lượng sinh học hiện đang được coi là một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất.

Quả thực, quy luật sinh hóa không thay đổi, chất hữu cơ là loại nguyên liệu có thể tái tạo, vậy tại sao không nhân tạo trong một thời gian ngắn, tiến hành chính quá trình thu nhận năng lượng mang theo? Hơn nữa, với tư cách là nguyên liệu thô, bạn không chỉ có thể sử dụng các loại cây trồng đặc biệt mà còn có thể sử dụng nhiều loại chất thải sinh học và công nghệ, đồng thời giải quyết vấn đề xử lý chúng.

Nguyên liệu thô để sản xuất nhiên liệu sinh học thường nằm dưới chân.

Bảng dưới đây trình bày sơ đồ các hướng chính trong sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học liên quan. Tôi phải nói rằng những cách tiếp cận như vậy có thể được áp dụng trên quy mô lớn và trong các hệ thống tự trị, biệt lập, ví dụ, các khu liên hợp nông nghiệp vừa hoặc nhỏ.

Một số quốc gia có cơ sở hạ tầng kỹ thuật nông nghiệp phát triển đang nâng sản lượng nhiên liệu sinh học lên hàng đầu trong các chương trình quốc gia toàn cầu. Một ví dụ nổi bật là Brazil, nơi mà việc giới thiệu các công nghệ sản xuất nhiên liệu thay thế đang được tiến hành một cách nhảy vọt, và rất có thể quốc gia này sẽ sớm có được danh hiệu là một trong những nhà cung cấp lớn nhất cho các hãng năng lượng như vậy.

Ở Brazil và nhiều quốc gia khác, máy rút xăng sinh học không còn là điều đáng ngạc nhiên.

Tuy nhiên, chúng ta hãy trở về "đất khách quê người" của chúng ta. Trong điều kiện của chúng ta, cũng có thể sản xuất hầu hết mọi loại nhiên liệu sinh học, sử dụng nguyên liệu thô được trồng đặc biệt cho những mục đích này, hoặc sử dụng công nghệ xử lý chất thải từ các ngành nông nghiệp, sản xuất thực phẩm, khai thác gỗ hoặc chế biến gỗ. Đặc biệt, chúng ta có thể xem xét quá trình tạo ra nhiên liệu sinh học lỏng (biodiesel) và rắn (nhiên liệu viên).

Giá cho các khối nhiên liệu và nhiên liệu sinh học cho các lò đốt cháy sinh học

Khối nhiên liệu và nhiên liệu sinh học cho các lò đốt cháy sinh học

Sản xuất dầu diesel sinh học

Những ưu điểm của dầu diesel sinh học và những kiến ​​thức cơ bản về sản xuất của nó

Có thể thu được nhiên liệu điêzen - nhiên liệu điêzen, một sản phẩm thu được từ quá trình chỉnh lưu, tức là chưng cất trực tiếp dầu - từ nguyên liệu thực vật không? Hóa ra, hoàn toàn, vì cấu trúc phân tử của dầu thực vật và động vật rất giống với nhiên liệu diesel cổ điển.

Trên thực tế, đây là những phân tử hydrocacbon "dài" giống nhau, nhưng không ở trạng thái mạch thẳng tự do, mà được liên kết thành "bộ ba" bởi một khung ngang gồm các axit béo - glycerol. Điều này có nghĩa là để chiết xuất chính xác thành phần dễ cháy năng lượng từ dầu, bạn cần phải làm sạch nó khỏi glycerin. Đây là quy trình công nghệ sản xuất biodiesel bao gồm.

Dầu diesel sinh học từ các loại dầu khác nhau

Kết quả là, bạn sẽ nhận được chất lỏng màu vàng (có thể có nhiều màu khác nhau), không có mùi đặc trưng của nhiên liệu diesel thông thường. Tuy nhiên, nó là một loại nhiên liệu làm sẵn có thể được sử dụng cả ở dạng nguyên chất và như một chất phụ gia cho nhiên liệu diesel "cổ điển". Điều thú vị là động cơ diesel thông thường không cần bất kỳ sửa đổi nào khi chuyển sang sử dụng diesel sinh học nguyên chất.

(Thông thường, do nhiệt độ điểm đóng băng cao, diesel sinh học được sử dụng trong hỗn hợp với nhiên liệu diesel thông thường và nhiên liệu tạo thành thường được biểu thị bằng chữ "B" với một con số cho biết phần trăm thành phần sinh học của nhiên liệu từ tổng khối lượng. Ví dụ, nhiên liệu phổ biến nhất "B20" - 20% diesel sinh học và 80% nhiên liệu diesel).

Đồng thời, nhiên liệu sinh học như vậy, trong khi vẫn giữ được nhiệt trị của nó, thậm chí khác theo nhiều cách so với một sản phẩm tinh chế từ dầu để tốt hơn:

• Nhiên liệu như vậy có tác dụng bôi trơn rõ rệt, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của các bộ phận động cơ diesel.
• Loại nhiên liệu như vậy thực tế không chứa lưu huỳnh, chất này làm ôxy hóa dầu động cơ, nhanh chóng loại bỏ dầu động cơ khỏi trạng thái thích hợp, và "ăn" các vòng đệm cao su, và đơn giản là cực kỳ có hại cho môi trường, nơi nó bị thải ra ngoài.
• Điểm chớp cháy của diesel sinh học cao hơn đáng kể so với nhiên liệu diesel thông thường (khoảng 150 ° C). Điều này có nghĩa là nhiên liệu sinh học an toàn hơn nhiều khi lưu trữ, vận chuyển và sử dụng. Tính độc hại của nhiên liệu này thấp hơn nhiều so với nhiên liệu thu được từ quá trình lọc dầu.
• Một trong những số đo cơ bản của nhiên liệu diesel là "số cetan", là khả năng bốc cháy khi bị nén. Càng lên cao, nhiên liệu càng tốt, động cơ chạy càng êm và ít hao mòn các bộ phận của nó. Nếu đối với nhiên liệu diesel thông thường, chỉ số này bắt đầu từ 40 - 42, thì đối với diesel sinh học, số cetan thấp hơn 51 và không xảy ra (nhân tiện, theo tiêu chuẩn chất lượng châu Âu, số cetan trong bất kỳ nhiên liệu diesel nào được sử dụng ở Liên minh châu Âu không được thấp hơn 51) ...

Những nhược điểm của dầu diesel sinh học bao gồm nhiệt độ bắt đầu kết tinh cao hơn (thông thường nhiên liệu như vậy yêu cầu gia nhiệt sơ bộ) và thời gian bảo quản thành phẩm tương đối ngắn (thường lên đến 3 tháng).

Các cây trồng có chứa dầu năng suất cao - ví dụ, hướng dương, đậu nành, ngô - được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp dầu thực vật kỹ thuật, và sau đó là dầu diesel sinh học.

Sản phẩm sản xuất dầu thực vật kỹ thuật - nguyên liệu sản xuất diesel sinh học

Gần đây, hạt cải dầu đã bắt đầu được nông dân đặc biệt chú ý, do năng suất cực cao, không đắt, và bên cạnh đó, nó làm cạn kiệt đất ở mức độ thấp hơn nhiều so với tất cả các loại cây trồng được liệt kê.

Một trong những cây công nghiệp có triển vọng nhất là cây cải dầu

Tuy nhiên, xu hướng phát triển sản xuất dầu diesel sinh học khiến việc sử dụng các khu vực canh tác có giá trị cho nó được coi là không phù hợp, vốn có thể có nhiều nhu cầu hơn cho mục đích thực phẩm.Các trang trại nuôi trồng tảo lục thuộc các loài đặc biệt, phát triển cực nhanh và cung cấp nguyên liệu sinh học với hàm lượng năng lượng tuyệt vời, đang trở thành hướng đi hứa hẹn nhất.

Từ tảo lục đến nhiên liệu hoàn chỉnh

Khi một số điều kiện nhất định được tạo ra cho sự phát triển và sống của tảo trong các bể chứa nhân tạo (lò phản ứng sinh học), chúng sẽ tích tụ chất béo và đường thực vật, sau đó, trong quá trình chế biến, chúng trở thành sản phẩm ban đầu để thu được hydrocacbon dễ cháy. Nhìn chung, chỉ riêng thiết bị đã có giá cao và tảo chỉ cần nước, ánh sáng mặt trời và carbon dioxide để phát triển tích cực.

Đây là những gì các nhà máy sản xuất dầu diesel sinh học từ tảo lục sẽ trông như thế nào

Thông thường, được sử dụng để sản xuất dầu diesel sinh học và các loại dầu khác - cọ, dừa, cũng như mỡ động vật - dưới dạng chất thải từ các ngành công nghiệp chế biến hoặc thực phẩm.

Quá trình "phá vỡ" chuỗi hiđrocacbon khỏi gốc glixerin không cần thiết là gì? Bạn chỉ cần thay chất kết dính đậm đặc này bằng một chất kết dính khác, hoạt tính hóa học và dễ bay hơi hơn. Metanol (metanol) là thích hợp nhất làm thuốc thử như vậy. Bản thân nó là một chất rất dễ cháy và thậm chí trong một số trường hợp có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu hoàn toàn riêng biệt, do đó nó sẽ không làm giảm các đặc tính của diesel sinh học theo bất kỳ cách nào.

Quá trình hóa học dịch chuyển thành phần glycerol (trong các tài liệu khoa học, quy trình này được gọi là quá trình peresterification) sẽ tự diễn ra, nhưng nó không phải là không thể đảo ngược - chất có thể đi cả vào trạng thái cần thiết và trở lại trạng thái ban đầu. Để tránh sự mất ổn định như vậy và để tăng tốc quá trình, một chất xúc tác được sử dụng. Chất kiềm (NaOH hoặc KOH) thường được sử dụng nhiều nhất. Để có sự đồng nhất tối đa của quá trình trao đổi, hỗn hợp đã xử lý phải được khuấy liên tục và gia nhiệt đến nhiệt độ khoảng 50 độ.

Thông thường, tùy thuộc vào khối lượng và chất lượng của các sản phẩm ban đầu, quá trình này có thể mất từ ​​1 đến 10 giờ. Kết quả là, hỗn hợp sẽ tạo ra sự phân tầng rõ rệt. Ở phần trên của lò phản ứng (bình nơi diễn ra quá trình), một phần ánh sáng vẫn còn lại - thực chất là bản thân dầu diesel sinh học. Ở dưới cùng có một khối dày đặc rõ rệt - một thành phần glycerin.

Phân lớp của chế phẩm sau khi transesterification

Bây giờ nó vẫn còn để tách diesel sinh học, làm sạch nó khỏi metanol dư thừa và dư lượng chất xúc tác. Phần glyxerol còn lại cũng được trải qua quá trình tinh chế, vì bản thân glyxerol là một sản phẩm rất có giá trị với nhiều ứng dụng.

Ý kiến ​​chuyên gia: A.V. Masalsky

Biên tập viên của hạng mục "xây dựng" trên cổng thông tin Stroyday.ru. Chuyên gia về hệ thống kỹ thuật và thoát nước.

Liều lượng tối ưu của các thành phần được xem xét như sau: để xử lý một tấn dầu thực vật, cần 111 kg rượu metylic và khoảng 12 kg chất xúc tác - natri hoặc kali hydroxit là cần thiết. Nếu quy trình công nghệ được tuân thủ, sản lượng sẽ là khoảng 970 kg (hoặc 1110 lít) dầu diesel sinh học tinh chế thành phẩm và 153 kg glycerin.

Tất nhiên, bạn có thể mô tả một công thức hóa học phức tạp, nhưng chưa chắc đã nói lên được điều gì hữu ích cho người đọc. Tốt hơn là nên đưa ra một sơ đồ trực quan về quy trình sản xuất, để có thể thấy rõ khó khăn như thế nào để thực hiện tất cả các hoạt động với chất lượng cao.

Sơ đồ quy trình sản xuất biodiesel điển hình

Dầu thực vật hoặc được ép tại chỗ, hoặc ở dạng thành phẩm, hoặc chất thải béo từ sản xuất thực phẩm được sử dụng. Sau quá trình tinh chế, nó đi vào các lò phản ứng transesterification. Một hỗn hợp đã chuẩn bị của chất xúc tác và thuốc thử, metanol, được cung cấp ở đó thông qua kênh riêng của nó. Hơn nữa, có các chu trình công nghệ tách các phân đoạn và tinh chế nhiều tầng của chúng.Kết quả là, dầu diesel sinh học và glycerin tinh chế được chuyển đến nhà kho như sản phẩm cuối cùng, và lượng metanol dư thu hồi được trả lại để tái sử dụng.

Có thể tự sản xuất được không?

Có vẻ như mọi thứ đều đơn giản và rõ ràng, nhưng đây là một dây chuyền công nghệ được cân nhắc kỹ lưỡng. Nhưng liệu có thể tự sản xuất dầu diesel sinh học không?

1. Đầu tiên, người ta phải nhận ra ngay rằng tổ chức sản xuất nhỏ như vậy sẽ chỉ hợp lý nếu có một nguồn nguyên liệu thô đáng tin cậy và thực tế vô tận - chất béo thực vật hoặc động vật ở mức độ tinh sạch cần thiết. Ví dụ, nếu có cơ hội tại các doanh nghiệp thực phẩm hoặc các cơ sở cung cấp dịch vụ ăn uống công cộng với một số lượng rất thấp để mua dầu còn lại đã qua sử dụng. Để tự sản xuất dầu bằng cách trồng các loại cây thích hợp cho việc này hoặc bằng cách mua hạt giống để ép - ở quy mô kinh tế cá nhân, một triển vọng như vậy thậm chí không nên được xem xét, vì doanh nghiệp sẽ cố tình không có lãi.

2. Khía cạnh quan trọng tiếp theo là những khó khăn đáng kể khi làm việc với các thành phần hóa học.

• Các hợp chất kiềm rất hút ẩm, ngay lập tức hút ẩm, tức là việc bảo quản chúng trở thành một vấn đề đáng kể. Điều này cũng đang tính đến thực tế là natri và kali hydroxit là những chất cực kỳ "hung hăng" và dễ dàng phản ứng với hầu hết các kim loại. Do đó, chỉ có thể bảo quản chúng trong các hộp đựng bằng thủy tinh hoặc không gỉ, hoặc hộp đựng bằng polypropylene.
• Methanol cũng sẽ tạo ra rất nhiều vấn đề. Trước hết, bạn cần liên tục nhớ về độc tính cao nhất của nó - ngộ độc với rượu như vậy thường gây tử vong. (Đặc biệt chú ý nếu trong nhà có người nghiện rượu - methanol về hình dáng và mùi khác với rượu etylic, "rượu"). Tất cả các công việc với methanol phải được thực hiện với sự bảo vệ bắt buộc của hệ thống hô hấp, mắt, da, niêm mạc.

Tất nhiên, phản ứng có thể được thực hiện với rượu etylic an toàn hơn, nhưng cuối cùng nhiên liệu đặc hơn và nhớt hơn, chất lượng của nó đối với động cơ tiếp nhiên liệu thấp hơn đáng kể.

• Bằng thủ công, "bằng mắt thường", rất khó để duy trì liều lượng chính xác của các thành phần ban đầu và xác định chất lượng của chúng.

- Người ta thường cho rằng tỷ lệ metanol và dầu ở trên cho quá trình phản ứng bình thường có thể không đủ - nó phụ thuộc phần lớn vào thành phần sinh hóa của nguyên liệu thô được mua. Do đó, metanol luôn được thêm vào dầu một lượng dư, xấp xỉ 1: 4 theo thể tích. Than ôi, không thể tính toán chính xác hơn nếu không có nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

- Trước đó, không phải vô cớ mà người ta đã đề cập rằng nguyên liệu thô phải có độ "tinh khiết" nhất định - nếu bạn sử dụng ngẫu nhiên bất kỳ chất thải béo hoặc dầu thu được nào, bạn không những không có được loại dầu diesel sinh học mong muốn tại đầu ra, mà còn nghiêm trọng hóa thiết bị. Ví dụ, nếu dầu chứa quá nhiều nước, thì nó sẽ chỉ phá hủy chất xúc tác, quá trình này sẽ mất kiểm soát và xà phòng sẽ bắt đầu hình thành trong lò phản ứng thay vì dầu diesel sinh học như mong đợi (cái gọi là xà phòng hóa). Hơn nữa, nếu sử dụng NaOH thì rất có thể xảy ra hiện tượng "nổi váng" - xà phòng nhanh chóng đặc lại và lấp đầy toàn bộ thể tích của bình phản ứng, hấp thụ hoàn toàn dầu chưa phản ứng.

Trong các xí nghiệp, các chất làm khô đặc biệt được sử dụng để loại bỏ nước dư thừa, sau đó, sau khi xử lý, loại bỏ bằng cách lọc. Tất nhiên, có thể loại bỏ nước tại nhà bằng cách làm nóng dầu thông thường đến 110 ÷ 120 độ - nước sẽ bốc hơi và bay hơi. Tuy nhiên, việc đun nóng dầu thường dẫn đến một “phiền toái” khác - đó là sự gia tăng nồng độ các axit béo tự do. Đây là điểm tiếp theo.

- Lỗ hổng thứ hai của nguyên liệu là nồng độ của các axit béo tự do (FFA) - có những hạn chế nhất định về mặt công nghệ đối với hàm lượng của chúng. Một nhược điểm như vậy - nồng độ FFA tăng lên, thường là đặc trưng của chất thải thực phẩm, tức là dầu đã được xử lý nhiệt, vì bản thân các axit này là sản phẩm của quá trình phân hủy nhiệt của dầu. Khi phản ứng với chất xúc tác, FFAs biến thành nước và xà phòng, những nguy hiểm của chúng đã được đề cập ở trên. Trên dây chuyền công nghệ, vấn đề này được giải quyết bằng cách phân tích nguyên liệu thô đầu vào và xây dựng công thức phù hợp để có tỷ lệ chất xúc tác tối ưu.

Vì vậy, dầu để chế biến nên chứa một lượng nước và FFA tối thiểu. Nhưng ở nhà, hầu như không thể thực hiện các nghiên cứu cần thiết trong phòng thí nghiệm. Có nghĩa là, nhà sản xuất chịu rủi ro rất lớn về cả chất lượng của sản phẩm và sự an toàn của thiết bị của chính họ.

3. "Khối vấn đề" thứ ba là thiết bị cần thiết cho quy trình. Mặc dù có những mô tả và hình ảnh về các "dây chuyền" tự tạo để sản xuất diesel sinh học trên Internet, hãy gọi chúng là thành công, tiện lợi, v.v. - không hoạt động.

Thật không may, các thiết bị thủ công vẫn còn rất xa mới hoàn hảo.

Bạn có thể tri ân các tác giả vì sự độc đáo, vì việc sử dụng các bộ phận và cụm lắp ráp không mong đợi nhất, ví dụ, máy giặt hoặc tủ lạnh cũ, vì các giải pháp thú vị cho các vấn đề phân tách và tinh chế của sản phẩm cuối cùng, nhưng vẫn yêu cầu một số loại của mô hình "đột phá" của việc cài đặt được khuyến khích để tự sản xuất, nó là không thể.

Video - Ví dụ về việc lắp đặt tự chế để sản xuất dầu diesel sinh học

Một trong những quy trình khó khăn và tốn công sức nhất là tách phần chứa glycerin từ dầu diesel sinh học, và sau đó - làm sạch nhiên liệu khỏi cặn xà phòng, các thành phần kiềm và metanol dư. Nhân tiện, metanol là một nguyên liệu thô rất đắt tiền, và chỉ cần bay hơi nó vào khí quyển là cực kỳ không có lợi. Điều này có nghĩa là với độ bay hơi tăng lên của nó, cần phải có các buồng kín làm sạch đặc biệt, cho phép thực hiện quá trình chưng cất mà không bị thất thoát.

Thành phần xà phòng được tách ra bằng cách lắng, rửa nước, tiếp theo là lọc và làm bay hơi phần thừa. Để loại bỏ kiềm, các hợp chất axit hóa (ví dụ, axit axetic) được sử dụng.

Một số thợ thủ công tại gia thích lắp đặt một cột thông khí đặc biệt, trong đó dầu diesel sinh học được lắng xuống và với sự trợ giúp của các bong bóng khí được tạo ra bởi một máy nén nhân tạo, nó sẽ được loại bỏ các tạp chất hóa học. Một ví dụ tương tự được hiển thị trong phần tiếp theo của video:

Video - Cách sản xuất dầu diesel sinh học

Nói một cách ngắn gọn, khó có thể nói về lợi nhuận cao (hoặc ít nhất là một số) của việc sản xuất thủ công mỹ nghệ đó. Năng suất của việc lắp đặt như vậy là thấp, không thể tổ chức một chu trình liên tục, thiết bị sản xuất tại nhà đòi hỏi phải có người giám sát liên tục. Và chất lượng của dầu diesel sinh học thu được rất khó kiểm soát. Đó là, đối với nhu cầu của nền kinh tế cá nhân, để tiếp nhiên liệu cho ô tô của chính bạn (với nguy cơ và rủi ro của riêng bạn), điều này có thể được sử dụng, nhưng nhiên liệu như vậy sẽ không trở nên đắt hơn nhiên liệu diesel thông thường?

Và nếu bạn coi việc tổ chức sản xuất nhiên liệu sinh học là công việc kinh doanh của riêng bạn, thì trong trường hợp này bạn không thể làm được nếu không mua lại các đơn vị công nghệ đặc biệt.

Nhiều mô hình dây chuyền mini sản xuất diesel sinh học được trình làng thu hút sự chú ý của những người quan tâm.

Nếu bạn đặt mục tiêu, sẽ không quá khó để tìm được một khu phức hợp sản xuất nhỏ cần thiết và tối ưu cho không gian có sẵn. Có nhiều cách lắp đặt công nghệ tương tự trên các trang Internet, khác nhau về mức tiêu thụ điện năng, năng suất, mức độ tự động hóa, số lượng người vận hành cần thiết để bảo dưỡng chúng, và tất nhiên, về chi phí thiết bị. Các công ty trong nước và châu Âu đều đã làm chủ được dây chuyền sản xuất biodiesel.

Video: dây chuyền sản xuất diesel sinh học mô-đun tự động

Nhiên liệu sinh học rắn - dạng viên

Gần đây, có rất nhiều tin đồn hay thậm chí là một kiểu "truyền thuyết" rằng một trong những loại hình kinh doanh nhỏ có triển vọng và mang lại lợi nhuận cao nhất có thể là sản xuất viên nhiên liệu - một loại nhiên liệu sinh học đặc biệt. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn những giá trị của nhiên liệu dạng hạt rắn và quy trình sản xuất nó.

Tại sao và làm thế nào viên nhiên liệu được sản xuất?

Ngoài các sản phẩm chính, các doanh nghiệp khai thác gỗ, chế biến gỗ, khu liên hợp nông nghiệp, một số dây chuyền sản xuất khác nhất thiết phải sản xuất ra một lượng rất lớn gỗ hoặc chất thải thực vật khác, dường như không còn giá trị thực tế nào nữa. Cách đây không lâu, chúng chỉ đơn giản là bị đốt cháy, tung khói vào bầu khí quyển, hoặc thậm chí bị phân hủy một cách lãng phí bởi những "đống rác thải" khổng lồ. Nhưng chúng có một tiềm năng năng lượng rất lớn! Nếu chất thải này được đưa vào trạng thái thuận tiện cho việc sử dụng dưới dạng nhiên liệu, thì cùng với việc giải quyết vấn đề thải bỏ, bạn cũng có thể kiếm được lợi nhuận! Dựa trên những nguyên tắc này, việc sản xuất nhiên liệu sinh học rắn - viên nén được xây dựng.

Dạng viên vô cùng tiện lợi khi bảo quản, vận chuyển, sử dụng

Thực chất đây là những hạt hình trụ nén có đường kính từ 4 ÷ 5 đến 9 ÷ 10 mm và chiều dài khoảng 15 ÷ 50 mm. Hình thức phát hành này rất thuận tiện - các viên dễ dàng đóng vào bao, dễ vận chuyển, chúng rất thích hợp cho việc cung cấp nhiên liệu tự động cho các lò hơi đốt nhiên liệu rắn, chẳng hạn như sử dụng máy xúc trục vít.

Nồi hơi dạng viên có khả năng tự động nạp nhiên liệu từ boongke

Viên nén được ép từ chất thải gỗ tự nhiên và từ vỏ cây, cành cây, kim, lá khô và các sản phẩm phụ khác của việc khai thác gỗ. Chúng được lấy từ rơm, rạ, trấu, bánh, và trong một số trường hợp, phân gà còn được sử dụng làm nguyên liệu. Trong quá trình sản xuất viên nén, than bùn được khởi động - ở dạng này, nó đạt được sự truyền nhiệt tối đa trong quá trình đốt cháy.

Viên nén có thể được sản xuất từ ​​nhiều loại vật liệu khác nhau.

Tất nhiên, các nguyên liệu thô khác nhau cung cấp các đặc điểm khác nhau của các viên tạo thành - về sản lượng năng lượng của chúng, hàm lượng tro (lượng thành phần không cháy còn lại), độ ẩm, tỷ trọng và giá cả. Chất lượng càng cao, các thiết bị sưởi càng ít rắc rối, hiệu quả của hệ thống sưởi càng cao.

Một số viên nén không chỉ có thể được sử dụng làm nhiên liệu mà còn được dùng làm phân bón hoặc chế phẩm để phủ đất. Tuy nhiên, mục đích chính của chúng, tất nhiên, là nhiên liệu cho lò hơi, và ở đây chúng có nhiều lợi thế rõ rệt so với các loại nhiên liệu rắn khác. Vì vậy, ví dụ, đây là một loại nhiên liệu hoàn toàn sạch theo quan điểm của sinh thái học. Không có phụ gia hóa học hoặc cát đúc được sử dụng trong quá trình sản xuất viên nén.

Các loại viên nén và mô tả

Ý kiến ​​chuyên gia: A.V. Masalsky

Biên tập viên của hạng mục "xây dựng" trên cổng thông tin Stroyday.ru. Chuyên gia về hệ thống kỹ thuật và thoát nước.

Bằng nhiệt trị riêng của chúng (về khối lượng), viên nén để lại tất cả các loại củi và than. Việc lưu trữ nhiên liệu như vậy không đòi hỏi diện tích lớn hoặc tạo ra bất kỳ điều kiện đặc biệt nào. Gỗ nén, không giống như mùn cưa, không bao giờ bắt đầu phân hủy hoặc gây tranh cãi, vì vậy không có nguy cơ tự phát đốt nhiên liệu sinh học như vậy.

Bây giờ - đến vấn đề sản xuất thức ăn viên. Trên thực tế, toàn bộ chu trình được mô tả đơn giản và rõ ràng trong sơ đồ (nguyên liệu nông nghiệp được hiển thị, nhưng điều này áp dụng như nhau đối với bất kỳ chất thải gỗ nào):

"Khóa học ngắn hạn" về sản xuất thức ăn viên

Trước hết, chất thải trải qua công đoạn nghiền (thường có kích thước phoi có chiều dài đến 50 mm và chiều dày từ 2 ÷ 3 mm). Tiếp theo là quy trình làm khô - độ ẩm còn lại không vượt quá 12%.Nếu cần thiết, các mảnh vụn được nghiền thành một phần nhỏ thậm chí còn mịn hơn, làm cho trạng thái của nó gần như bằng bột gỗ. Nó được coi là tối ưu nếu kích thước của các hạt đi vào dây chuyền ép viên nằm trong khoảng 4 mm.

Trước khi nguyên liệu thô đi vào máy tạo hạt, nó được hấp nhẹ hoặc ngâm trong nước một thời gian ngắn. Và cuối cùng, trên dây chuyền ép viên, “bột gỗ” này được ép qua các lỗ định chuẩn của một ma trận đặc biệt, có dạng hình nón. Cấu hình này của các kênh góp phần vào việc nén tối đa gỗ nghiền, tất nhiên, với sự gia nhiệt mạnh mẽ của nó. Đồng thời, chất lignin có trong bất kỳ cấu trúc chứa xenlulo nào "kết dính" một cách đáng tin cậy tất cả các hạt nhỏ nhất, tạo ra một hạt rất dày và bền.

Hình thành viên trong ma trận hình trụ

Tại lối ra từ ma trận, "xúc xích" thu được được cắt bằng một con dao đặc biệt, tạo ra các hạt hình trụ có chiều dài cần thiết. Họ đi đến phễu, và từ đó đến bộ nhận các viên thành phẩm. Trong thực tế, tất cả những gì còn lại là để làm nguội các hạt thành phẩm và đóng gói chúng vào túi.

Sơ đồ của bộ máy với ma trận phẳng

Ma trận có thể có dạng hình trụ hoặc dạng phẳng. Những cái đầu tiên có năng suất cao hơn, chúng được sử dụng chủ yếu trong các cơ sở công nghiệp mạnh mẽ. Trên máy tạo hạt nhỏ, thường được sử dụng cho các hộ gia đình cá nhân, chúng thường phẳng.

Video: sản xuất nhỏ chế biến gỗ phế liệu thành viên nén

Nhưng những gì về một "chủ sở hữu tư nhân"?

Vì vậy, mọi thứ dường như trở nên đơn giản. Nhưng "sự đơn giản" này là để sản xuất tinh gọn, nhưng liệu có đáng để tự mình bắt đầu một quá trình như vậy không?

1. Trước hết, bạn cần hết sức “soi mói” trên quan điểm nguồn nguyên liệu sản xuất tư nhân.

• Nếu có bất kỳ nhà máy chế biến gỗ (xưởng lớn) nào gần đó và ở đó bạn có thể thường xuyên nhận được mùn cưa làm sẵn với giá “vô lý” hoặc thậm chí miễn phí bằng cách tự lấy thì rất đáng để thử. Rất có thể, tất cả các chi phí ban đầu sẽ sớm được giải quyết - sẽ có cơ hội không chỉ để tự cung cấp đầy đủ nhiên liệu sinh học dạng hạt, mà còn để nhận ra thặng dư.

Nếu bạn quản lý để tìm một nhà cung cấp như vậy - thì nó sẽ hoạt động!
Rõ ràng là sự hiện diện của dây chuyền viên nén sẽ rất có lợi nếu chủ sở hữu tự giải quyết các vấn đề về chế biến gỗ và mùn cưa trong trang trại, như họ nói, "không được chuyển đi."

• Còn tệ hơn nếu chỉ có chất thải gỗ lớn - trong trường hợp này, bạn sẽ phải suy nghĩ về vấn đề nghiền nát nó, và đây đã là chi phí không cần thiết cho thiết bị và điện.
• Nếu việc tính toán dựa trên các giả định tự nguyện - “những gì tôi tìm thấy, tôi sẽ xử lý nó”, thì rất có thể, sẽ chẳng có gì tốt đẹp đến với nó. Thiết bị để tạo viên không hề rẻ, và không có khả năng nó sẽ tự biện minh cho mình bằng cách tiếp cận này.

Khi đánh giá khả năng thu được nguyên liệu, cần đánh giá loại gỗ. Hầu như không đáng để liên lạc với cây dương hoặc cây liễu - không chỉ bản thân gỗ có hàm lượng calo thấp, nó còn không nung kết thành hạt do hàm lượng lignin thấp. Linden cũng không phải là một lựa chọn tốt. Nhưng mùn cưa từ cây lá kim, do hàm lượng nhựa cao nên phù hợp với tất cả mọi người, không có ngoại lệ.

2. Vấn đề lớn tiếp theo là vấn đề phần cứng.

Trên thực tế, không có vấn đề gì đặc biệt với điều này - có rất nhiều bản lắp đặt với nhiều công suất và hiệu suất khác nhau, các bộ lắp ráp trong nước, Châu Âu hoặc Trung Quốc đang được bán. Gọi chúng là rẻ có lẽ là không thể. Cái nào trong số đó tốt hơn hay tệ hơn cũng rất khó để đánh giá, tốt hơn là bạn nên tìm hiểu kỹ chủ đề này trên các diễn đàn Internet.

Máy tạo viên đúc sẵn

Cũng tại nơi này, trên các diễn đàn, bạn có thể tìm thấy đề xuất của các bậc thầy tham gia sản xuất máy tạo hạt theo yêu cầu. Họ có các kế hoạch đã được chứng minh, bản vẽ của riêng họ, kinh nghiệm trong việc lắp ráp và thiết lập các cài đặt.Có thể một thiết bị như vậy sẽ trở nên hấp dẫn hơn nhiều so với giá xuất xưởng.

Video: Mô hình máy nghiền viên phẳng cố định 4 kW

Nhưng về việc tự sản xuất - một vấn đề còn rất nhiều tranh cãi. Trước hết, hầu như không thể có được bản vẽ làm sẵn của các sản phẩm như vậy - có lẽ ngoại trừ việc sao chép từ thiết bị đã lắp ráp. Những người thợ thủ công đã thành thạo việc sản xuất các thiết bị lắp đặt như vậy khó có thể chia sẻ tất cả các sắc thái của thiết kế và lắp ráp.

Khó khăn thứ hai là các bộ phận chuyển động và cố định trong buồng tạo hạt phải chịu tải trọng rất lớn, và nếu không có kiến ​​thức thích hợp về vật liệu cường độ và cơ học ứng dụng, hầu như không thể tính toán chính xác chúng. Để làm điều đó "bằng mắt" - sẽ không hoạt động.

Các bộ phận chính của máy tạo hạt là con lăn chết và nghiền

Các bộ phận chính - con lăn chết và nghiền - có thể được mua sẵn. Nhưng để thực hiện chính cơ thể, gắn nó lên giường, lắp đặt một ổ điện, suy nghĩ về một hệ thống truyền động với tỷ số truyền yêu cầu, lắp chính xác tất cả các bộ phận và cụm - điều này đòi hỏi khả năng phi thường của một thợ khóa, thợ cơ khí, người vận hành máy phay , máy quay ...

Tất nhiên, nếu bạn hoàn toàn tự tin vào khả năng của mình thì bạn có thể thử - có những ví dụ trên Internet mà những người thợ thủ công tại nhà tự hào về những thành công của họ. Hơn nữa, một số thậm chí còn xoay xở để thoát khỏi các sơ đồ thông thường và thay đổi thiết kế, làm cho nó đơn giản hơn, nhưng không làm mất khả năng cài đặt.

Có lẽ video dưới đây đối với ai đó sẽ là điểm khởi đầu trong quá trình phát triển và sản xuất máy tạo hạt dạng viên của riêng bạn:

Video: cách hoạt động của máy tạo hạt nhỏ gọn

Tóm lại, có thể lưu ý những điều sau đây.

Trên quy mô của một công bố, không thể chỉ sơ lược về tất cả các phương pháp sản xuất nhiên liệu sinh học hiện đại. Vì vậy, các vấn đề về sản xuất và sử dụng khí sinh học từ chất thải chăn nuôi, sản xuất cồn sinh học từ nguyên liệu thực vật đáng có những bài viết riêng. Nếu người đọc có thông tin thú vị về những vấn đề này, chúng tôi sẽ sẵn lòng đăng tải trên cổng thông tin của chúng tôi. Trong mọi trường hợp, những chủ đề này cũng sẽ không được bỏ qua mà không cần xem xét.

Giữ nguyên!