Кафедра процесів і обладнання переробки продукції АПК

Автоматизований міні-завод для виробництва дизельного біопалива

 

      Серія міні-заводів, продуктивністю від 1-ї до 10-ти тонн палива на добу розроблена у м. Києві Національним університетом біоресурсів і природокористування України та Товариством з обмеженою відповідальністю «Елерон» www.biodiesel.co.ua/ (автори: докт. техн. наук, професор Сухенко Ю.Г., канд. техн. наук, доцент Сухенко В.Ю., канд. техн. наук, доцент Бойко Ю.І., контактні телефони: (044) 405-54-18; (067) 501-23-35, e-mail: [email protected]).

        Технічні характеристики заводів наведені в табл. 1. За окремим замовленням можуть бути розроблені заводи більшої потужності.

Таблиця 1. 

Технічні характеристики малогабаритних заводів для виробництва дизельного біопалива   

Марка заводу

Тип заводу

Продуктивність по біопаливу, тонн/добу

Габаритні розміри, м

Установлена потужність, кВт

Коефіцієнт використання за потужністю

МЗДП-1

Контейнерний,

модульний*

 

1,0-2,0**

8,0´2,4´2,9

44,09

0,50

МЗДП-2

2,0

9,0´2,4´3,0

48,5

0,65

МЗДП-3

3,0

9,5´2,4´3,1

50,2

0,70

МЗДП-4

4,0

10,0´2,4´3,2

52,5

0,70

МЗДП-5

5,0

12,0´2,4´3,5

55,0

0,75

МЗДП-10

стаціонарний

10,0

12,0´4,8´4,0

85,0

0,80

   * Завод має олійний, естерний та очисний модулі, які можуть поставлятись замовнику окремо

** За умови комплектування двома додатковими місткостями об’ємом 1,2 м3 для відстоювання палива 

Наприклад, міні-завод продуктивністю 2 тонни біопалива на добу (рис. 1), відзначається мобільністю і легко транспортується (займає дві третини причепа - довгоміра), працює в автоматичному режимі, керованому мікропроцесором, потребує невеликих затрат часу для введення в експлуатацію. Обладнання може бути змонтоване на опорній плиті. 

Рис. 1 - Загальна схема обладнання міні-заводу МЗДП-1 для виробництва дизельного біопалива

1 - реактор; 2 - місткість для суміші метанолу та КОН; 3 - апарат ректифікації; 4 - адсорбер; 5 - вакуум-насос; 6 - фільтр-прес; 7 - відтискний прес; 8 - місткість для накопичення олії; 9 - відстійник; 10 - шафа керування; 11 - водонагрівач; 12 - місткість для води; 13-сепаратор 

Технологічний процес на обладнанні міні-заводу для виробництва дизельного біопалива МЗДП-1 (рис.1) проходить наступним чином: насіння ріпаку автоматично, за допомогою шнекового транспортера, подається на відтискний прес 7 (рис. 2), з якого олія поступає у відстійник-очищувач 9, де звільняється від шламу (фузу), який насосом повертається для додаткового відтискання у прес. Попередньо очищена олія з відстійника 9 для повного очищення від фосфатів подається у фільтр-прес 6, а потім у збірник чистої олії 8, в якому очищується абсорбентом „Фосфолісорб” і підігрівається до заданої температури. Підігріта і попередньо очищена олія насосом подається в реактор 1. Туди ж перекачується з місткості 2 розчин каталізатора у метанолі. При постійному кавітаційному змішуванні і підігріванні реагентів за допомогою водонагрівача 11 і водяного контура, в реакторі проходить реакція переестерифікації олії, завдяки чому утворюються РМЕ (естери), які за характеристиками близькі до нафтового дизельного палива.

В реакторі з палива видаляється гліцерол (сирий гліцерин), залишки каталітичного розчину і, за допомогою кислого або нейтрального мийного розчину, який подається насосом з ємності 12, відбираються залишки мила, метанолу, поверхнево-активних речовин. 

Подпись: Рис. 2 – Відтискний олійний прес

Рис. 2 – Відтискний олійний прес 

Отримані естери олії висушуються в ректифікаційному апараті 3, а залишки води та метанолу конденсуються в адсорбері 4. Регенерований метанол може повертатись у збірник 2, або нейтралізуватись в адсорбері. Звільнені від води та метанолу олійні естери, пройшовши через систему фільтрів, додатково очищуються від води і механічних домішок в сепараторі 13, адсорбуються сорбентом „Амберлайт” і подаються у збірну ємність для подальшого використання в якості дизельного біопалива.

У серпні 2007 року розробники отримали протокол фізико-хімічних випробувань власного біопалива, які виконані УкрНДІПВТ ім. Леоніда Погорілого Міністерства аграрної політики України із висновком, що отримане паливо за якістю відповідає європейському (EN 14214), американському (ASTM D-6751), та вітчизняному (СОУ 24.14-37-561:2007) стандартам (табл. 2).

Таблиця 2. 

Основні якісні показники виробленого біопалива

№ п/п

Показники

Значення

1.

Кінематична в’язкість за температури 40°С, мм2

3,50-4,75

2.

Температура спалаху в закритому тиглі, °С

165-175

3.

Густина за температури 20°С, кг/м3

875-885

4.

Цетанове число

52-54

5.

Кислотне число, мгКОН/г

0,10-0,13

6.

Коксування, %

0,15-0,25

7.

Вміст метанолу, лугу, води, сірки та механічних домішок

відсутні

8.

Відповідність стандарту EN 14214

відповідає

Завдяки попередньому очищенню від фосфатів та коригуванню кислотності з використанням абсорбенту «Фосфолісорб», а також використанню запатентованого роторного ректифікаційного апарата, підключеного до вакуумного насоса (рис. 3), системи фільтрів з адсорбентом «Амберлайт», сепаратора та завдяки забезпеченню повної автоматизації технологічного циклу (рис. 4) було отримане паливо найвищого ґатунку. 

Рис. 3 – Вакуумний насос для осушування дизельного біопалива 

Так, кінематична в’язкість за температури 40°С становить 4,75 мм2/с, що відповідає вимогам (3,5-5,0 мм2/с), температура спалаху в закритому тиглі становить 175°С (за Євростандартом не менше 120°С), що позитивно впливає на роботу дизельних двигунів. Густина палива за температури 15°С MsoNormalTa420bleстановитcenterь 883 кг/м3, що також у межах норми. Метанол, вода, сірка, гліцерин, механічні домішки та залишки мила у паливі зовсім відсутні, а тому його можна вважати екологічно чистим і безпечним у використанні. Цетанове число складає 53 (за стандартом не менше 51), що забезпечує його ефективне спалювання у двигуні, а кислотнBORDER-BOTTOM: 1pt solid; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0cm; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: 1pt solid; PADDING-TOP: 0cmе число не перевищує 0,13 мгКОН/г (за стандартом не більше 0,5).

 

Рис. 4 - Шафа автоматичного керування заводом 

В конструкціях міні-заводів для виробництва дизельного біопалива (МЗДП) і технології виробництва палива закладені наступні інноваційні рішення: технічні рішення, застосовані в конструкції міні-заводу захищені патентами України: № 73905 «Прес для одержання рослинної олії», опубл. 15.09.05, бюл. № 9; № 30417 «Спосіб отримання метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії», опубл. 15.11.2000, бюл. №6; №71405 «Пристрій для нагрівання рідини», опубл. 15.11.04, бюл. № 11; №23758 «Спосіб отримання метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії», опубл. 11.06.07, бюл. №8; №27524 «Установка для стабілізації суміші вуглеводнів», опубл. 12.11.07, бюл. №13; № 31696 «Роторний ректифікатор», опубл. 25.04.08 бюл. № 8; № 36177 «Роторна ректифікаційна установка» опубл. 10.10.08, бюл. № 10.

Міні-завод МЗДП-1 демонструвався на виставках «Інтер-АГРО 2007», «Україна аграрна 2007», «Агро-2007 НВЦ», «Агро-2008 НВЦ», «Агро-2009». Розробка удостоєна бронзової медалі Міністерства аграрної політики України. Завод успішно пройшов приймальні випробування, які проведені УкрНДІПВТ ім. Погорілого у ВАТ «Проскурів» (м. Хмельницький), де він обслуговується. Він безпечний в експлуатації і має високий рівень показників надійності.

Паливо, отримане на заводі, сертифіковане і придатне для використання у дизельних двигунах як у чистому вигляді, так і в сумішах з традиційним мінеральним паливом. УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого рекомендував освоїти серійне виробництво заводів.

Набір на навчання (синій)_2015Регіональні навчальні заклади (синій)Захисти дисертацій

Натисніть «Подобається», щоб читати
новини НУБіП України в Facebook