Biopolttoaineet: kiinteiden, nestemäisten ja kaasumaisten polttoaineiden vertailu

Biopolttoaineiden hyvät ja huonot puolet

Biotekniikan kehitys ratkaisee orgaanisen jätteen hävittämisen sekä öljyn ja kaasun korvaamisen vaihtoehtoisilla polttoaineilla. Mutta niiden viisas käyttö voi aiheuttaa lisäongelmia ilmastolle ja ekosysteemeille. Harkitse muutamia avainkohtia tämän teollisuuden kehittämisessä:

• Biopolttoaineet ovat uusiutuva energialähde halvoilla raaka-aineilla.
• Orgaanisen jätteen käsittelyyn perustuvaa teknologiaa voidaan soveltaa kaikkialla, missä on ihmisiä ja teollisuuskomplekseja.
• Biopolttoaineen tuotanto vähentää hiilidioksidin määrää ilmakehässä ja sen käyttö perinteisen polttoaineen sijaan vähentää hiilidioksidin tuotantoa.
• Monokulttuurien laajamittainen kasvattaminen (biopolttoaineiden raaka-aineena) johtaa maaperän koostumuksen ehtymiseen ja biologisen monimuotoisuuden vähenemiseen, mikä vaikuttaa ilmastoon.

Järkevä lähestymistapa biopolttoaineiden tuotantoon pystyy ratkaisemaan ympäristön akuuteimmat ympäristöongelmat.

Liikkuvuus verrattuna muihin vaihtoehtoisiin energialähteisiin

Tällä hetkellä "radikaalisemmilla" vaihtoehtoisilla energiatekniikoilla, kuten aurinko- ja tuulienergialla, on yksi suuri ongelma - liikkuvuus. Koska aurinko ja tuuli eivät ole pysyviä, tällaisissa energiateknologioissa on käytettävä suhteellisen raskaita akkuja korkean tehon saamiseksi (mutta tekniikan kehittyessä tämä ongelma on vähitellen ratkennut). Toisaalta biopolttoaineet ovat melko helppoja kuljettaa, ne ovat vakaita ja niiden "energiatiheys" on melko korkea, niitä voidaan käyttää pienin muutoksin olemassa olevaan teknologiaan ja infrastruktuuriin.

Kustannusten vähentäminen

Biopolttoaineet maksavat tällä hetkellä markkinoilla yhtä paljon kuin bensiini. Biopolttoaineiden käytöstä on kuitenkin enemmän hyötyä, koska se on puhtaampaa polttoainetta ja tuottaa vähemmän päästöjä poltettaessa. Biopolttoaineita voidaan mukauttaa olemassa oleviin moottoreihin toimimaan hyvin missä tahansa ympäristössä.Tällainen polttoaine on kuitenkin parempi moottoreille, se vähentää moottorin likaantumisen hallinnan kokonaiskustannuksia ja siksi sen käyttö vaatii vähemmän huoltokustannuksia. Biopolttoaineiden kysynnän kasvaessa on todennäköistä, että ne halpenevat tulevaisuudessa. Näin biopolttoaineiden käyttö rasittaa lompakkoa vähemmän.

Uusiutuvat lähteet

Bensiini saadaan raakaöljystä, joka ei ole uusiutuva luonnonvara. Vaikka tämän päivän fossiilisten polttoaineiden varannot kestävät vielä monta vuotta, ne loppuvat lopulta. Biopolttoaineita valmistetaan erilaisista raaka-aineista, kuten lannasta, viljelytähteistä ja erityisesti polttoaineeksi kasvatetuista kasveista. Nämä ovat uusiutuvia luonnonvaroja, jotka eivät todennäköisesti lopu pian.

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen

Poltettaessa fossiiliset polttoaineet tuottavat suuria määriä hiilidioksidia, jota pidetään kasvihuonekaasuna ja syynä pitää aurinko lämpimänä planeetalla. Hiilen ja öljyn polttaminen nostaa lämpötiloja ja aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Kasvihuonekaasujen vaikutusten vähentämiseksi voidaan käyttää biopolttoaineita. Tutkimukset osoittavat, että biopolttoaineet vähentävät kasvihuonekaasupäästöjä jopa 65 prosenttia. Lisäksi biopolttoainekasveja kasvatettaessa ne imevät osittain hiilimonoksidia, mikä tekee biopolttoainejärjestelmästä entistä kestävämmän.

Taloudellinen turvallisuus maille, joilla ei ole suuria polttoainevarastoja

Kaikilla mailla ei ole suuria öljyvaroja. Öljyn tuonti jättää merkittävän aukon maan talouteen.Jos ihmiset alkavat taipua biopolttoaineiden käyttöön, riippuvuus tuonnista vähenee. Biopolttoaineiden tuotannon kasvun ansiosta työpaikkoja syntyy lisää, millä pitäisi olla positiivinen vaikutus maan talouteen.

Mikä on biopolttoaine

Biopolttoaineet ovat elävästä aineesta valmistettuja polttoaineita. Biopolttoaineiden muodostuminen vie lyhyen ajan verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Biopolttoaineita tuotetaan ensisijaisesti biologisilla prosesseilla. Biopolttoaineiden valmistuksen lopputuote voi olla kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen.

Yksi biopolttoaineiden tärkeimmistä tehtävistä on, että se on uusiutuva energianlähde. Uusiutuva polttoaine on uusiutuvista luonnonvaroista saatua polttoainetta. Koska biopolttoaineet valmistetaan biomassasta ja biomassa on uusiutuva luonnonvara, biopolttoaineet ovat uusiutuvia polttoaineita.

Yleisimmät biopolttoainetyypit ovat bioetanoli ja biodiesel.

Bioetanoli

Bioetanoli on polttoaine, jota tuotetaan biologisissa prosesseissa mikro-organismeja ja entsyymejä käyttäen. Lopputuote on syttyvä neste. Biopolttoaineiden tuotannossa käytetään sokeriruokoa ja vehnää. Näistä lähteistä peräisin oleva sokeri fermentoidaan etanolin tuottamiseksi. Tislaus suoritetaan bioetanolin erottamiseksi muista lopputuotteen aineosista. Bioetanolia voidaan käyttää lisäaineena bensiinin kanssa hiilimonoksidipäästöjen vähentämiseksi.

biodiesel

Biodieseliä valmistetaan kasviöljystä ja rasvasta vaihtoesteröinnissä, jonka pääresursseja ovat soijapavut, rapsi jne.Biodiesel on yksi parhaista lisäaineista, joita käytetään polttoaineseoksissa haitallisten kaasupäästöjen vähentämiseksi. Biodiesel voi vähentää näitä päästöjä jopa 60 %.

Biopolttoaineiden polttaminen kuitenkin saastuttaa ilmaa hiilihiukkasten, hiilimonoksidin ja muiden haitallisten kaasupäästöjen kautta. Mutta prosentteina tämä osuus on pienempi kuin fossiilisten polttoaineiden.

Kuva 1: Levistä voidaan valmistaa lentopolttoainetta

Biopolttoaineiden käytön etuja ovat pienemmät päästöt, uusiutuvuus, biohajoavuus ja turvallisuus. Biopolttoaineet tuottavat vähemmän kasvihuonekaasuja kuin fossiiliset polttoaineet. Biopolttoaineita saa helposti orgaanisesta materiaalista. Koska voimme kasvattaa orgaanista materiaalia, kuten kasvibiomassaa, biopolttoaineita pidetään uusiutuvana energialähteenä. Koska nämä biopolttoaineet valmistetaan orgaanisesta aineesta, ne ovat biohajoavia, joten polttoainevuoto ei aiheuta merkittäviä ympäristövahinkoja. Koska biopolttoaineet valmistetaan yksinkertaisesti maassa kasvavista kasveista, ne ovat turvallisempia kuin kaivostoimintaan tai muihin monimutkaisiin kaivauksiin liittyvät menetelmät.

Polttoaineen hankinta ja käyttö:

Kiinteä polttoaine on kysytyin kivihiili (kivi, ruskea ja antrasiitti). Toisella sijalla ovat puu ja turve. Kivihiiltä käytetään suurissa lämpövoimalaitoksissa metallurgiassa. Puuta käytetään rakentamisessa, huonekalujen valmistuksessa sekä uunien, tulisijojen ja kylpyhuoneiden polttoaineena.

Yli 80 % maailmassa käytetyistä nestemäisistä polttoaineista on öljyn tislaustuotteita.

Öljynjalostuksen päätuotteet - bensiini ja kerosiini ovat kysyttyjä auto- ja lentopolttoaineena. CHP-laitokset toimivat polttoöljyllä. Tässä tapauksessa on tarpeen ratkaista ongelma rikkiyhdisteiden poistamiseksi palamistuotteista. Alkuperäisen öljyn laadusta riippuen polttoöljy voi sisältää tätä alkuainetta jopa 4,3 %. Mitä suurempi rikkiprosentti on, sitä korkeammat laitteiden ylläpitokustannukset ovat, sitä suurempi on kuluminen.

Kaasupolttoainetta saadaan sekä suoraan kaasukentiltä että öljyyn liittyvänä tuotteena. Jälkimmäisessä tapauksessa kaasu sisältää enemmän korkeampia hiilivetyjä ja samalla vähentää metaanin tilavuutta. Se palaa paremmin ja antaa enemmän lämpöä.

Kompostikasoista ja kaatopaikoista tulee biokaasun lähde. Japaniin rakennetaan erityisiä pieniä tehtaita, jotka pystyvät vastaanottamaan jopa 20 m3 kaasua päivässä lajitetusta jätteestä. Tämä riittää tuottamaan 716 kW lämpöenergiaa. Kiinassa on UNESCOn mukaan avattu ainakin 7 miljoonaa tehdasta ja laitosta tuottamaan biokaasua mätänevästä orgaanisesta aineesta.

Vetyä käytetään myös polttoaineena. Sen tärkein etu on, että varannot eivät ole maantieteellisesti sidottu tiettyihin planeetan alueisiin, ja poltettaessa muodostuu puhdasta vettä.

TEAM "GAS"

Biomassa tuottaa myös kaasumaista polttoainetta, joka sopii erinomaisesti myös autoihin. Esimerkiksi metaani on yksi öljyn jalostuksessa saatujen luonnon- ja ns. liitännäiskaasujen pääkomponenteista. Tällainen mineraali voi helposti korvata tarpeettoman vuoren orgaanista roskaa - banaalista lannasta kala-, liha-, meijeri- ja vihannesteollisuuden jätteisiin. Tätä biomassaa ruokkivat biokaasua tuottavat bakteerit.Sen jälkeen kun se on puhdistettu hiilidioksidikaasusta, saadaan ns. biometaani. Sen tärkein ero perinteiseen metaaniin, jolla monet tuotantomallit toimivat, on, että se ei ole mineraali. Jo jotain, mutta lanta ja kasvit eivät lopu ennen kuin elämä planeetalla loppuu.

Biometaanin tuotannon kaavio (kaikki kaaviot ja taulukot avautuvat täysikokoisina hiiren klikkauksella):

Miksi on parempi käyttää biopolttoaineita?

Biopolttoaineet ovat vaihtoehtoinen, uusiutuva energialähde maan päällä.

Sen tärkeimmät edut ovat seuraavat:

1. Kohtuuhintaisuus mahdollistaa tämän tyyppisen polttoaineen käytön kaikilla ihmiselämän aloilla.
2. Uusiutuvuus. Yksi tärkeä etu bensiiniin verrattuna on biopolttoaineiden uusiutuvuus.
3. Biopolttoaineet hidastavat globaalia muutosta. Sen käyttö vähentää kasvihuoneilmiötä (jopa 65%)
4. Biopolttoaineita tuottavien maiden riippuvuus tämän tuotteen tuonnista on vähenemässä.
5. Erinomainen huoltoasema autolle.

Vihreät teknologiat, biopolttoaineet

Biopolttoaine lannasta

Maatalouden ja elintarviketeollisuuden jätteitä käytettiin pitkään yksinomaan lannoitteiden valmistukseen, mutta nykyään nämä samat jätteet mahdollistavat biopolttoaineiden valmistuksen. Polttoaineen tuotannon raaka-aineina voidaan käyttää karjan ja siipikarjan lantaa sekä panimojen jyviä, teurastamojätteitä, alkoholin jälkeisiä jätteitä, jätevettä, juurikasmassaa ja niin edelleen.

Tällaisten jätteiden käsittelyn tuloksena saadaan kaasumaista biopolttoainetta, joka saadaan käymisen seurauksena. Syntynyttä biokaasua voidaan käyttää sähköntuotantoon tai kattilahuoneissa asuinrakennusten lämmitykseen.Lisäksi tällaista polttoainetta käytetään autoissa.

On kuitenkin huomioitava, että autojen kaasumaisten biopolttoaineiden saamiseksi käymisen tuloksena saatu biokaasu on puhdistettava CO2:sta, minkä jälkeen se muunnetaan metaaniksi.

Toisen sukupolven biopolttoaineet

Toisen sukupolven biopolttoaine on polttoaine, jota valmistetaan uusiutuvista raaka-aineista, jotka eivät ole elintarvikkeita, toisin kuin etanoli, metanoli, biodiesel ja niin edelleen. Olkia, levää, sahanpurua ja mitä tahansa muuta biomassaa voidaan käyttää raaka-aineina toisen sukupolven biopolttoaineiden valmistukseen.

Tämän tyyppisen polttoaineen suuri etu on, että se on valmistettu tuotteista, jotka ovat aina saatavilla ja ovat jatkuvasti uusiutuvia. Monien tutkijoiden mukaan energiakriisin voi ratkaista toisen sukupolven biopolttoaineilla.

Biopolttoainetta levistä

Tähän mennessä tutkijat ovat kehittäneet erityisen teknologian toisen sukupolven biopolttoaineiden saamiseksi levistä.

Tämän tekniikan kehitys mullistaa edelleen biopolttoaineiden maailmaa, sillä pääraaka-aine (levät) ei vaadi erityistä hoitoa eikä lannoitteita (vaatii kasvaakseen vettä ja auringonvaloa). Lisäksi ne kasvavat missä tahansa vedessä (likainen, puhdas, suolainen ja tuore). Levät voivat myös auttaa viemärilinjojen puhdistamisessa.

Toinen myönteinen puoli biopolttoaineiden tuotannossa levistä on, että jälkimmäiset koostuvat yksinkertaisista kemiallisista alkuaineista, jotka ovat helposti prosessoitavissa ja hajotettavissa. Siten kaikkien etujen ansiosta leväbiopolttoaineteknologialla on suurin potentiaali.

Kaasumaista biopolttoainetta

Kaasumaisia ​​polttoaineita on kahta päätyyppiä:

• Biokaasu
• biovetyä

Biokaasu

Orgaanisen jätteen käymistuote, jota voidaan käyttää ulostejätteenä, jätevedenä, talousjätteenä, teurasjätteenä, lannana, lannana sekä säilörehuna ja levinä. Se on metaanin ja hiilidioksidin seos. Toinen kotitalousjätteen käsittelyn tuote biokaasun tuotannossa on orgaaniset lannoitteet. Tuotantotekniikka liittyy monimutkaisten orgaanisten aineiden muuntamiseen metaanikäymistä suorittavien bakteerien vaikutuksesta.

Teknologisen prosessin alussa jätemassa homogenisoidaan, sitten valmistettu raaka-aine syötetään kuormaimen avulla lämmitettyyn ja eristettyyn reaktoriin, jossa metaanin käymisprosessi tapahtuu suoraan noin 35 °C:n lämpötilassa. -38 °C. Jätteen massa sekoitetaan jatkuvasti. Tuloksena oleva biokaasu menee kaasusäiliöön (käytetään kaasun varastointiin) ja syötetään sitten generaattoriin.
Syntyvä biokaasu korvaa perinteisen maakaasun. Sitä voidaan käyttää biopolttoaineena tai tuottaa siitä sähköä.

biovetyä

Sitä voidaan saada biomassasta termokemiallisin, biokemiallisin tai bioteknologisin keinoin. Ensimmäinen hankintamenetelmä liittyy jätepuun lämmittämiseen 500-800 ° C: n lämpötilaan, minkä seurauksena kaasuseoksen - vedyn, hiilimonoksidin ja metaanin - vapautuminen alkaa. Biokemiallisessa menetelmässä käytetään Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae -bakteerien entsyymejä, jotka aiheuttavat vedyn tuotantoa selluloosaa ja tärkkelystä sisältävien kasvitähteiden hajoamisen aikana. Prosessi etenee normaalipaineessa ja alhaisessa lämpötilassa.Biovetyä käytetään vedyn tuotannossa polttokennoja liikenne ja energia. Ei vielä laajalti käytetty.

Polttoaineen ominaisuudet

Tällaisen polttoaineen käytön merkittävä etu on vähäinen nokimäärä. Takassa poltettaessa ei synny enempää nokea kuin palaneesta kynttilästä. Siinä ei myöskään ole terveydelle haitallista häkää.

Bioetanolia käytettäessä tulisijassa syntyy pieni määrä vettä ja pieni määrä hiilidioksidia. Tämä on syy tavanomaisen oranssin liekin puuttumiseen.

Maksimaalisen luonnollisuuden saavuttamiseksi bioetanolin koostumukseen lisätään lisäaineita, jotka antavat liekeille tyypillisen oranssin sävyn. Ne auttavat myös saavuttamaan liekin maksimaalisen luonnollisuuden.

Suuntaukset globaalien biopolttoainemarkkinoiden kehityksessä

Biopolttoaineiden leviämisen tekijöinä ovat energiavarmuuteen, ilmastonmuutokseen ja talouden taantumaan liittyvät uhat. Biopolttoainetuotannon leviämisellä ympäri maailmaa pyritään lisäämään puhtaan polttoaineen kulutuksen osuutta erityisesti liikenteessä; vähentää riippuvuutta tuontiöljystä monissa maissa; kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen; taloudellinen kehitys. Biopolttoaineet ovat vaihtoehto perinteisille öljystä saataville polttoaineille. Vuoden 2014 biopolttoaineiden tuotannon maailmankeskuksia ovat Yhdysvallat, Brasilia ja Euroopan unioni. Yleisin biopolttoaine on bioetanoli, jonka osuus on 82 % kaikesta maailmassa biologisista raaka-aineista tuotetusta polttoaineesta.Sen johtavat tuottajat ovat Yhdysvallat ja Brasilia. Toisella sijalla on biodiesel. 49 % biodieseltuotannosta on keskittynyt Euroopan unioniin. Pitkällä aikavälillä jatkuvasti kasvava maa-, lento- ja meriliikenteen biopolttoaineiden kysyntä voi muuttaa suuresti nykyistä tilannetta globaaleilla energiamarkkinoilla. Maatalouden raaka-aineiden käyttö nestemäisten biopolttoaineiden valmistuksessa ja niiden tuotannon kasvu on johtanut maataloustuotteiden kysyntään, mikä on vaikuttanut biopolttoaineiden valmistuksessa käytettävien ruokakasvien hintoihin. Toisen sukupolven biopolttoaineiden tuotannon määrä jatkaa kasvuaan, ja vuoteen 2020 mennessä maailman toisen sukupolven biopolttoaineiden tuotannon pitäisi olla 10 miljardia litraa. Maailman biopolttoaineiden tuotannon pitäisi kasvaa 25 % vuoteen 2020 mennessä ja sen pitäisi olla noin. 140 miljardia litraa. Euroopan unionissa suurin osa biopolttoaineiden tuotannosta tulee öljysiemenistä (rypsi) tuotetusta biodieselistä. Ennusteiden mukaan EU-maat laajentavat bioetanolin tuotantoa vehnästä ja maissista sekä sokerijuurikkaasta. Brasiliassa bioetanolin tuotannon odotetaan kasvavan edelleen kiihtyvällä vauhdilla ja saavuttavan noin 41 miljardia litraa vuoteen 2017 mennessä. Yleisesti ottaen bioetanolin ja biodieselin tuotanto kasvaa ennusteen mukaan nopeasti vuoteen 2020 mennessä ja on vastaavasti 125 ja 25 miljardia litraa. Aasian biopolttoaineiden tuotanto on alkanut kasvaa nopeasti. Vuodesta 2014 lähtien Kiina on bioetanolin tuotannossa kolmannella sijalla, ja tuotannon odotetaan kasvavan seuraavan kymmenen vuoden aikana yli 4 % vuodessa.Intiassa melassista saatavan bioetanolin tuotannon ennustetaan kasvavan yli 7 % vuodessa. Samaan aikaan biodieselin tuotanto uusista viljelykasveista, kuten jatrophasta, laajenee.

Maailman energiajärjestön IEA:n ennusteen mukaan öljypulaksi vuonna 2025 arvioidaan 14 %. IEA:n mukaan vaikka biopolttoaineiden (mukaan lukien bioetanoli ja biodiesel) kokonaistuotanto vuoteen 2021 mennessä on 220 miljardia litraa, sen tuotanto kattaa vain 7 % maailman polttoaineen kysynnästä. Biopolttoaineiden tuotannon kasvuvauhti on kaukana niiden kysynnän kasvuvauhdista. Tämä johtuu halpojen raaka-aineiden saatavuudesta ja riittämättömästä rahoituksesta. Biopolttoaineiden massakaupallisen käytön määrää hintatasapainon saavuttaminen perinteisten öljyperäisten polttoaineiden kanssa. Tiedemiesten ennusteiden mukaan vuoteen 2040 mennessä uusiutuvien energialähteiden osuus nousee 47,7 prosenttiin ja biomassan 23,8 prosenttiin.

Nykyisellä teknologian kehitystasolla biopolttoaineiden tuotanto muodostaa pienen osan globaalista energiahuollosta, energian hinnat vaikuttavat maatalouden raaka-aineiden hintaan. Biopolttoaineilla voi olla erilaisia ​​vaikutuksia elintarviketurvaan – biopolttoaineiden tuotannon vetämä raaka-aineiden hintojen nousu voi vahingoittaa elintarvikkeiden maahantuojia, toisaalta piristää pienviljelijöiden kotimaista maataloustuotantoa.

Kiinteä biopolttoaine - pelletit

Viime aikoina on ollut paljon erilaisia ​​huhuja tai jopa omituisia "legendoja", että yksi lupaavimmista ja erittäin kannattavimmista pienyritystyypeistä voi olla polttoainepellettien tuotanto - biologisen polttoaineen erikoistyyppi. Tarkastellaan lähemmin kiinteän rakeisen polttoaineen etuja ja sen valmistusprosessia.

Miksi ja miten polttoainepellettejä valmistetaan

Hakkuut, puunjalostusyritykset, maatalouskompleksit ja jotkut muut tuotantolinjat tuottavat väistämättä päätuotteiden lisäksi erittäin suuren määrän puuta tai muuta kasvijätettä, jolla ei näytä olevan enää käytännön arvoa. Ei vielä annettu, ne yksinkertaisesti poltettiin, heittäen savua ilmakehään tai jopa väärin hallittiin valtavien "kasojen" takia. Mutta heillä on valtava energiapotentiaali! Jos nämä jätteet tuodaan tilaan, joka on kätevä käyttää polttoaineena, voit hävitysongelman ratkaisemisen ohella tehdä voittoa! Näille periaatteille kiinteiden biopolttoaineiden - pellettien - tuotanto perustuu.

Itse asiassa nämä ovat puristettuja sylinterimäisiä rakeita, joiden halkaisija on 4 ÷ 5 ja enintään 9 ÷ 10 mm ja pituus noin 15 ÷ 50 mm. Tämä vapautusmuoto on erittäin kätevä - pelletit pakataan helposti pusseihin, niitä on helppo kuljettaa, ne sopivat erinomaisesti automaattiseen polttoaineen syöttöön kiinteän polttoaineen kattiloihin, esimerkiksi ruuvikuormaajalla.

Pellettejä puristetaan sekä luonnonpuujätteestä että -kuoresta, oksista, neuloista, kuivista lehdistä ja muista hakkuiden sivutuotteista. Niitä saadaan oljesta, kuorista, kakusta ja joissain tapauksissa jopa kananlanta toimii raaka-aineena. Pellettien valmistuksessa käytetään turvetta - tässä muodossa se saavuttaa maksimaalisen lämmönsiirron palamisen aikana.

Tietenkin eri raaka-aineet antavat syntyville pelleteille erilaisia ​​ominaisuuksia - niiden energiatehokkuuden, tuhkapitoisuuden (jäljellä olevan palamattoman komponentin määrän), kosteuden, tiheyden, hinnan suhteen. Mitä korkeampi laatu, sitä vähemmän vaivaa lämmityslaitteiden kanssa, sitä suurempi on lämmitysjärjestelmän hyötysuhde.

Ominaislämpöarvoltaan (tilavuudeltaan) pelletistä jää jäljelle kaikenlaista polttopuuta ja hiiltä. Tällaisen polttoaineen varastointi ei vaadi suuria alueita tai erityisten olosuhteiden luomista. Puristetussa puussa, toisin kuin sahanpurussa, lahoamis- tai keskusteluprosessit eivät koskaan ala, joten tällaisen biopolttoaineen itsesyttymisvaaraa ei ole.

Nyt pellettien tuotantoon. Itse asiassa koko sykli on yksinkertaisesti ja selkeästi esitetty kaaviossa (maatalouden raaka-aineet näytetään, mutta tämä pätee myös kaikkiin puujätteisiin):

Ensinnäkin jäte kulkee murskausvaiheen läpi (yleensä jopa 50 mm pitkiksi ja 2 ÷ 3 mm paksuiksi lastuiksi). Sitten seuraa kuivausmenettely - on välttämätöntä, että jäännöskosteus ei ylitä 12%. Tarvittaessa lastut murskataan vielä hienommaksi jakeeksi, jolloin sen tila tulee lähes puujauhon tasolle. Parhaana pidetään, jos pellettien puristuslinjaan tulevien hiukkasten koko on 4 mm:n sisällä.

Ennen kuin raaka-aine menee rakeistajiin, se höyrytetään kevyesti tai upotetaan hetkeksi veteen. Ja lopuksi pellettipuristuslinjalla tämä "puujauho" puristetaan erityisen matriisin kalibrointireikien läpi, joilla on kartiomainen muoto.Tämä kanavien konfiguraatio edistää silputun puun maksimaalista puristusta, tietysti sen terävällä lämmityksellä. Samalla missä tahansa selluloosaa sisältävässä rakenteessa oleva ligniiniaine "liimaa" luotettavasti yhteen kaikki pienimmät hiukkaset muodostaen erittäin tiheän ja kestävän rakeen.

Matriisista poistuttaessa syntyneet "makkarat" leikataan erityisellä veitsellä, joka antaa halutun pituisia sylinterimäisiä rakeita. He tulevat bunkkeriin ja sieltä - valmiiseen pellettivastaanottimeen. Itse asiassa jää vain jäähdyttää valmiit rakeet ja pakata ne pusseihin.

Biopolttoaineiden lajikkeet

Huolimatta edellisissä kohdissa luetelluista koostumuksen ja tuotantotekniikan puutteista biopolttoaineita käytetään jo nyt. Joillakin ihmisen toiminnan alueilla ne korvaavat sähkön. On jopa kokonaisia ​​biopolttoainekattiloita, jotka lämmittävät asuinrakennuksia, liike- ja teollisuustiloja.

Yleisimmin käytetyt biopolttoaineet ovat:

• nestemäinen;
• kovaa.

Tarkastellaanpa kutakin niistä lähemmin.

nestettä

Se on myös yksi biopolttoainetyypeistä.

Yksi biopolttoaineiden tuotantoon sopivimmista viljelykasveista on rapsi.

Energian kantaja tuotetaan seuraavan kaavion mukaisesti:

• korjattu rapsi puhdistetaan hienosti, minkä seurauksena siitä poistetaan roskat, maaperä ja muut vieraat elementit;
• sen jälkeen kasviraaka-aineet murskataan ja puristetaan kakun saamiseksi;
• sitten tapahtuu rypsiöljyn esteröinti - tästä aineesta uutetaan haihtuvia estereitä erityisten happojen ja alkoholien avulla;
• loppuvaiheessa syntynyt biodieselpolttoaine puhdistetaan tarpeettomista öljyepäpuhtauksista.

Nestemäinen polttoaine valmistetaan rapsista

Lisäksi E-95-biopolttoainetta, joka korvaa perinteisen bensiinin, käytetään laajasti. Tämän tyyppinen energiansiirtoaine koostuu etyylialkoholista, jossa on lisäaineita, jotka vähentävät syövyttävää vaikutusta autoihin asennettujen polttomoottoreiden metalli- ja kumiosiin.

Biobensiinin edut ovat seuraavat:

• tämän tyyppisen polttoaineen hinta on alhaisempi kuin perinteinen;
• sitä käytettäessä öljyn ja suodatinelementtien käyttöikä kasvaa;
• biopolttoaineiden palaminen ei aiheuta plakin muodostumista sytytystulpille, mikä estää kipinän kulkeutumisen;
• biobensiinillä toimiva polttomoottori ei päästä haitallisia aineita ilmakehään;
• etanoli on vähemmän syttyvää eikä räjähdä liikenneonnettomuuksissa;
• orgaaninen bensiini räjähtää alemmassa lämpötilassa, joten auton moottori ei ylikuumene lämpimänä vuodenaikana.

Orgaaninen bensiini auttaa selviytymään ympäristöongelmista

Edellä luetelluista eduista huolimatta nestemäisellä biopolttoaineella on useita haittoja, jotka estävät sen laajan leviämisen taloudelliseen toimintaan:

1. Orgaanista bensiiniä käytettäessä polttomoottorit ja muut laitteet hajoavat nopeasti, koska luonnollisen energian kantajan muodostavat aineet aiheuttavat korroosiota ja vahingoittavat yksiköiden kumitiivisteitä. Tehokkaita tapoja torjua tätä ilmiötä ei ole vielä löydetty.
2. Fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi kokonaan biologisilla on välttämätöntä laajentaa merkittävästi maatalousmaan pinta-alaa, mikä on tällä hetkellä mahdotonta. Lisäksi kasvien viljelyyn soveltuva maa-ala on rajallinen. Ratkaisu ongelmaan voi olla kolmannen sukupolven polttoaine, jonka kehitystä ei ole vielä saatu päätökseen.

kiinteä

Nestemäisten biopolttoaineiden lisäksi kiinteät orgaaniset energian kantajat ovat saaneet ansaittua tunnustusta kuluttajien keskuudessa ympäri maailmaa.

Niiden ominaisuudet ovat seuraavat:

1. Ne on valmistettu erilaisista biologista alkuperää olevista raaka-aineista. Se voi olla sekä ihmisten ja eläinten elämän orgaanista jätettä että erilaisten kasvien osia.
2. Kiinteiden biopolttoaineiden tuotannon teknologisen prosessin ydin on tiettyjen selluloosan halkaisumenetelmien tehokas käyttö. Tällä hetkellä tehdään paljon tutkimusta, jonka tarkoituksena on toistaa elävien organismien ruoansulatuskanavassa tapahtuvia luonnollisia halkeamisprosesseja.
3. Kiinteiden fossiilisten polttoaineiden valmistukseen käytetään ns. biologista massaa, jolla on tietty konsistenssi ja mittasuhteet. Valmis tuote saadaan poistamalla kosteus raaka-aineesta ja sen jälkeen puristamalla.

Kiinteiden biopolttoaineiden lajikkeet

Useimmiten kiinteää energian kantajaa toimitetaan seuraavissa muodoissa:

• briketit;
• pelletit;
• rakeita.

Kuinka biodieseliä valmistetaan

Biodieselin kulutuksen kasvu vaikutti osaltaan sen tuotannon kalustovaatimusten kiristymiseen. Yleensä biodieselin tuotantoteknologialla on seuraava muoto. Ensin metyylialkoholia ja alkalia lisätään epäpuhtauksista puhdistettuun kasviöljyyn.Jälkimmäinen toimii katalyyttinä transesteröintireaktion aikana. Sen jälkeen saatu seos kuumennetaan. Laskeutumisen ja sitä seuraavan jäähdytyksen seurauksena neste erotetaan kevyeksi ja raskaaksi fraktioksi. Kevyt jae on itse asiassa biodieseliä ja raskas jae on glyseriiniä. Glyseriini on tässä tapauksessa sivutuote, jota voidaan myöhemmin käyttää pesuaineiden, nestesaippuoiden tai fosfaattilannoitteiden valmistuksessa.

Aikaisemmin käytetyt tekniikat perustuivat syklisen toiminnan periaatteeseen ja niillä oli useita haittoja, joista suurin ilmeni prosessin pitkässä kestossa ja laitteiston alhaisessa tuottavuudessa.

GlobeCoren teknologiat mahdollistavat biodieselin tuotannon virtausperiaatteen toteuttamisen käyttämällä hydrodynaamisia ultraäänikavitaatioreaktoreita. Tässä tapauksessa toistuvaa vaihtoesteröintireaktiota ei tarvita, joten biodieselin tuotantoprosessin kesto lyhenee useita kertoja.

Myös hydrodynaamisten ultraäänikavitaatioreaktorien käyttö mahdollistaa ylimääräisen metanolin lisäämisen ja sen myöhemmän talteenoton ongelman. Kavitaatiotekniikoita käytettäessä reaktio vaatii vain vähimmäismäärän alkoholia, joka vastaa tarkasti stoikiometristä koostumusta.

GlobeCore valmistaa hydrodynaamiseen kavitaatioteknologiaan perustuvia biodieselkomplekseja, joiden kapasiteetti on 1-16 kuutiometriä tunnissa. Asiakkaan pyynnöstä on mahdollista valmistaa laitteita tuottavuuden lisäämiseksi.