Pompy i osprzęt do biopaliw- Poradnik

Pompy i osprzęt do biopaliw

Nasza firma dostarcza rozwiązania do pompowania takiego medium jakim są biopaliwa. Rozwiążemy Państwa problemy, znajdziemy konkretne rozwiązania techniczne pod państwa potrzeby. Zapraszamy do współpracy.

Zapraszamy Państwa do zapoznania się ze szczegółami naszej oferty.

Czym są biopaliwa?

Biopaliwa to paliwa powstałe z przetwórstwa produktów roślinnych. Wyróżnia się biopaliwa:

stałe - słoma w postaci bel lub kostek albo brykietów, granulat trocinowy lub słomiany - tzw. pelet, drewno, siano i inne przetworzone odpady roślinne;

ciekłe - otrzymywane w drodze fermentacji alkoholowej (najczęściej etanol) lub z przetworzonych nasion roślin oleistych olejów roślinnych (np. olej rzepakowy);

oraz gazowe. Te dzielą się na powstałe w wyniku fermentacji beztlenowej ciekłych i stałych odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej (gnojowica, obornik, słoma, etc.) - biogaz; oraz powstałe w procesie zgazowania biomasy -- gaz generatorowy (gaz drzewny).

Używanie biopaliw pozwala na zmniejszenie importu i zużycia ropy, co może mieć korzystne skutki ekologiczne i gospodarcze. Z drugiej strony biopaliwa są zwykle droższe od benzyny i mogą być szkodliwe dla niektórych silników. Obowiązek dodawania biokomponentów do paliw nakłada ustawa z dnia 2 października 2003 roku o biokomponentach stosowanych w paliwach ciekłych i biopaliwach ciekłych (Dz.U. Nr 199 poz.1934)

Biopaliwa - skutki dla rolnictwa (szacunek)
• 1 l bioetanolu = 3,0 kg zboża lub 12 kg ziemniaków albo buraków cukrowych,
• 1 l estru = 3,0 kg rzepaku
• 1 m3 bioetanolu :
• = 0,3 ha buraków cukrowych,
• = 0,4 ha kukurydzy,
• = 0,6 ha ziemniaków
• = 1,0 ha zbóż
• 1 m 3 estrów = 1,0 – 1,2 ha rzepaku

Biodiesel

Powstaje on w wyniku prostej reakcji chemicznej możliwej do przeprowadzenia nawet w garażu (co więcej, sprzedawane na polskim rynku zestawy do garażowej produkcji paliwa umożliwiają osiągnięcie wydajności 150 litrów na dobę). Pod względem chemicznym Biodiesel to ester metylowy kwasów tłuszczowych, i powstaje w sposób następujący:

olej roślinny/tłuszcz + alkohol metylowy (w obecności katalizatora) = ester metylowy (RME) + gliceryna

 

Podstawowe własności i zalety biodiesla wg biopaliwa.pl:

  • Emisje związków powstających przy spalaniu Biodiesla nie wpływają negatywnie na zdrowie ludzi i zwierząt.

  • Biodiesel jest paliwem czystszym pod względem produktów spalania o prawie 75% w porównaniu z tradycyjnym olejem napędowym,

  • Stosowanie Biodiesla znacząco zmniejsza w emitowanych spalinach ilość niespalonych węglowodorów, tlenku węgla i cząstek stałych,

  • Stosując biodiesel eliminuje się emisję związków siarki do atmosfery (biodiesel nie zawiera siarki),

  • Biodiesel jest paliwem pochodzenia roślinnego i dlatego stosując go nie wprowadzamy dwutlenku węgla (CO2) do atmosfery,

  • Wpływ produktów spalania Biodiesla na tworzenie się dziury ozonowej jest o blisko 50% mniejszy niż dla tradycyjnego oleju napędowego,

  • Emisja tlenków azotu (NOx) jako produktów spalania Biodiesla może wzrastać lub obniżać się ale można je zredukować do poziomu dużo niższego niż dla tradycyjnego oleju napędowego m.in. poprzez zmianę momentu wtrysku paliwa,

  • Spaliny Biodiesla nie powodują podrażnienia spojówek oczu, nie mają odpychającego zapachu,

  • Biodiesel jest paliwem odnawialnym tzn. pochodzącym z surowców odnawialnych (roślinnych),

  • Biodiesel jest "bardziej biodegradowalny niż cukier i mniej toksyczny niż sól stołowa" (US National Biodiesel Board)

  • Biodiesel można stosować w każdym silniku Diesla,

  • W stosowaniu, Biodiesel jest tak samo ekonomiczny pod względem wskaĽnika zużycia paliwa,

  • Biodiesel ma o wiele lepsze oddziaływanie smarne niż tradycyjny olej napędowy oraz przedłuża istotnie żywotność -- Ciężarówka z Niemiec ustanowiła rekord Guinnessa w żywotności silnika, po przejechaniu ponad 1.25 milionów km (780,000 mil) na biodieslu, przy niezmienionym, oryginalnym silniku,

  • Biodiesel ma wysoką liczbę cetanową, co poprawia osiągi silnika: 20% dodatek Biodiesla do oleju napędowego (tzw. B20) podwyższa liczbę cetanową o 3 punkty,

  • Biodiesel można mieszać z tradycyjnym olejem napędowym w dowolnej proporcji - nawet niewielki dodatek Biodiesla sprawi, że spalanie będzie czystsze a silnik lepiej smarowany: 1% dodatek biodiesla do oleju napędowego podnosi jego własności smarne o 65%

  • Biodiesel można produkować w oparciu o jakikolwiek tłuszcz czy olej roślinny, także olej posmażalniczy.

  • W strefach o cieplejszym klimacie do produkcji biodiesla używa się oleju palmowego

Na podstawie: http://www.journeytoforever.org/ oraz www.biopaliwa.pl

Producenci biopaliw w Polsce

Do dnia 19 czerwca 2006 r. wpis do rejestru przedsiębiorców wytwarzających lub magazynujących biokomponenty uzyskało 85 podmiotów, w tym:

- 27 podmiotów wytwarzających i magazynujących bioetanol (w tym siedem podmiotów wyłącznie magazynujących bioetanol). Dwudziestu wpisanych do rejestru wytwórców zadeklarowało możliwość produkcji bioetanolu w łącznej wysokości 618,00 mln litrów rocznie (487,60 tys. ton)1),

- 63 podmioty wytwarzające i magazynujące estry (w tym osiemnaście podmiotów wyłącznie magazynujących estry). Czterdziestu pięciu wpisanych do rejestru wytwórców zadeklarowało możliwość produkcji estrów w łącznej wysokości 528,13 mln litrów rocznie (464,75 tys. ton)2).

Pięć podmiotów zgłosiło magazynowanie zarówno bioetanolu, jak i estrów.

Wg http://www.ebb-eu.org/legis/Poland%203rd%20report%20Dir%202003%2030_PO.pdf


Podział biopaliw:

 



Stałe

Bel, brykiet, kostki, granulat trocinowy, słomiany (pelety, drewno, siano, inne przetworzone odpady roślinne)

Ciekłe

Otrzymywane w drodze fermentacji alkoholowej, z przetworzonych ziaren roślin oleistych olejów roślinnych (rzepak, itp), w drodze pirolizy, w drodze estryfikacji

Gazowe

Produkty fermentacji beztlenowej ciekłych i stałych odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej (gnojówka, obornik, słoma), (biogaz)

 

Biopaliwa stałe:


Drewno lite, zrębki, kora, pozostałości z obróbki (trocin, ścinków, pyłu) Wri=11-22 MJ/kg, wilgotność względna 20-30%, popiół 0,6 do 1,5 %

Zrębki z szybko rosnących gatunków drzewiastych (wierzba, topola)

Słomy i ziarna zbóż, rzepaku

Słomy roślin energetycznych (Miscantus, Topinambur)

Odwodnione osady ściekowe

Makulatura

Inne materiały i odpady roślinne powstające na etapach uprawy i pozyskiwania (siano, kaczany kukurydzy, trzciny cukrowej, zwykłej, łusek, łupek, pozostałości przerobu owoców, itp)

Brykiet, pelety, Wri=16,5-17,5 MJ/kg

 

Biopaliwa gazowe


Produkty gazyfikacji biomasy w wysokiej temperaturze 1200-1400 [oC] w warunkach ograniczonego dostępu powietrza bądź tlenu
Piroliza T> 600 [oC], beztlenowy proces przetwarzania (sucha destylacja) polimerów na monomery. Produktem jest gaz pirolityczny, olej pirolityczny, pozostałości w stanie stałym o dużej zawartości węgla

 

Biopaliwa ciekłe


Etanol – dla silników benzynowych

Metanol – dla silników benzynowych, katalizatorowanych

Czyste oleje roślinne lub ich estry

 

 

Biopaliwa płynne-produkcja Biodiesla, praktyka

Niniejszy artykuł przedstawia produkcję estrów olejów roślinnych.

Urządzenie do ich produkcji nazywa się Estyrfikatorem. Schemat procesu dostępny na pytanie email.

 

Ilości reagentów nie są sztywnie narzucone, zależą od kilku czynników np. pojemności komory reakcyjnej estryfikatora, pH, gęstości, lepkości oleju, rodzaju katalizatora itp. Proces składa się z następujących etapów:

  1. jeżeli surowcem jest olej zanieczyszczony lub przepracowany/zawiera wstępnie zanieczyszczenia stałe, należy go przefiltrować, jest to forma zalecana, gdyż reagent i gliceryna będą zawierać frakcje stałe,

  2. zaciąganie oleju (frytury, rzepakowego lub innego) do głównego zbiornika urządzenia,

  3. podgrzewanie oleju (48-54oC o ile jest wymagane, podgrzany olej jest rzadszy i reaguje szybciej),

  4. przygotowanie mieszaniny katalitycznej w zbiorniku pomocniczym urządzenia (rozpuszczanie ługu w metanolu),

  5. zmieszanie roztworu katalitycznego z olejem w zbiorniku głównym (czas około 1h) podczas reakcji wydziela się ciepło, mieszanina może osiągnąć nawet 70oC,

  6. następuje grawitacyjne oddzielanie gliceryny od metyloestru, reakcja ta w zależności od wielu czynników trwa od 16 do powyzej 24h, im dłużej zostawimy reagenty tym wytrąci się większa ilość gliceryny z roztworu i paliwo będzie miało większą jakość,

  7. zlewamy frakcję glicerynową przez dolny zawór upustowy do innego naczynia, może ona posłużyć do produkcji mydła lub innego rodzaju specyfiku kosmetycznego,

  8. proces płukania metyloestrów ciepłą wodą, skutkuje usunięciem resztek metanolu, gliceryny, substancji alkalicznych oraz innych powstałych w procesie reakcji.

  9. następnie zlewamy metyloestr i przefiltrowujemy go (filtr 1 – 10 mikrometrów) i jesteśmy gotowi do jazdy czy to Ursusem czy Mercedesem z silnikiem diesla.

Przypominam, że w czasie trwania reakcji pomieszczenie powinno być dobrze wentylowane a odczynniki dawkowane i odmierzane w odpowiednim ubraniu ochronnym. Metanol i ług są bardzo niebezpieczne i przy ich stosowaniu należy zachować daleko posuniętą ostrożność! Pojemniki do urządzeń powinny być wytworzone z odpowiednio dobranych materiałów.

Jak wygląda estryfikator? (rys. 2.)

 



Przykładowe parametry:

wymiary (wysokość 1,85m, szerokość 1m)

pojemność (1100l i 160l)

wydajność (800 l biodiesla)

pobór mocy - grzałki 2 x 2kW

 

Rys. 2. Estryfikator

Jak wygląda estryfikator? Zamieszczam zdjęcie dla obeznania się z tematem (rys. 2.)

Opis produkcji biodiesla:

czas reakcji około 1 godziny, w metodzie niskotemperaturowej (około 35oC i P=atmosferyczne), w metodzie wysokotemperaturowej (240oC i P=8-10 MPa), następuje proces łączenia oleju roślinnego, zwierzęcego z metanolem (etanolem, butanol), wraz z dodatkiem katalizatora z KOH i NaOH.

Etapy procesu, reakcji:

1. przygotowanie mieszaniny

a) zaciąganie oleju rzepakowego lub innego do głównego zbiornika urządzenia,

b) podgrzewania oleju,

c) przygotowanie mieszaniny katalitycznej w zbiorniku pomocniczym urządzenia,

d) łączenie oleju z mieszaniną katalityczną.

2. grawitacyjne oddzielenie gliceryny od metyloestru. Proces trwa od 16 do 24h i ma wpływ na jakość produktu końcowego (im dłuższy czas sedymentacji tym więcej wydzieli się gliceryny).

3. zlewanie gliceryny, przetłaczanie estrów do zbiorników z/bez filtrowania (min 15 mikrometrów, zalecane 10 mikrometrów)

Pobór mocy estryfikatorów w zależności od modelu i firmy od 20 do 100 [kW/24H] dla jednego reaktora.

Bilans ilościowy podczas procesu estryfikacji, 1 [kg] gotowego estru metylowego wymaga:

surowce:

  • 1,010 [kg] oleju rzepakowego,

  • 0,115 [kg] alkoholu metylowego,

  • 0,023 [kg] katalizatora KOH, NaOH,

produkty uboczne:

  • gliceryna 0,08 [kg],

grafika: wwikimedia commons, wg 

Muhammad Rizwan Javed, Muhammad Junaid Bilal, Muhammad Umer Farooq Ashraf, Aamir Waqar, Muhammad Aamer Mehmood, Maida Saeed and Naima Nashat - [1]