Альтернативные виды топлива

ЛІТЕРАТУРА

1.Топілін Г.Є., Кедь І.А. Установка для двохступеневої очистки рослинної олії. - Патент України на винахід (корисну модель)№ 2008 04888, 15.04.2008.

УСТАНОВКА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЇ ОЧИСТКИ РОСЛИННОЇ ОЛІЇ

Винахід відноситься до обладнання олійно-жирової промисловості та може бути використано для комплексної очистки рослинних олій (соняшникове, рапсове, соєве, оливкове, горіхове) від механічних домішків, води та легко киплячих фракцій, коагуляції та видалення фосфатидів, восків та концерогенних речовин.

Проблема отримання високоякісної соняшникової олії особливо актуальна для України, як виробника стратегічного продукту.

В теперішній час у міні-цехах агровиробництва та фермерських господарствах широко розповсюджена спрощена технологія отримання соняшникової олії, яка базується на простому та примітивному обладнанні. Однак ця технологія не включає в себе комплексну очистку олії, яка відповідала би вимогам діючого стандарту ГОСТ 1129-23 «Масло соняшникове. Технічні умови» по вмісту механічних домі шків, вологи та концерогенних речовин.

Для отримання високоякісних поживних масел їх необхідно максимально очистити від супутніх неблагоприємних речовин (механічних домі шків, фосфатидів, восків, гідрофобних фракцій та інш.), з одноразовим висвітленням продукту.

Цей процес можна реалізувати на основі фізичних методів та технічних засобів центробіжних апаратів, керамічних фільтрів, не прибігаючи до використання різноманітного роду адсорбентів, відбілюючих глин та інших хімічних реагентів, небезпечних для здоров'я споживача.

Відомі фільтр-преси з вертикальним розташуванням перегородок [1].

Фільтр-прес складається: з вертикально розташованих чергуючих рифлених плит та пустотілих рам, таким чином, що кожна пара суміжних плит та рама утворюють самостійну фільтруючу чарунку. Кожна рама огортається фільтровальною тканиною або металевою сіткою.

Ці фільтри-преси мають ряд недоліків: низька виробничість та надійність праці, використання ручної праці при зачищенні робочих елементів фільтрування, велика займаєма площа, високий питомий розхід електроенергії та інш. Крім того, перші порції очищеної олії достатньо мутні, потребується повторна фільтрація. З цих причин такі фільтр-преси не знайшли практичного використання в умовах міні-цехів агровиробництва та фермерських господарствах.

Ближнім аналогом вибраний патент № 2055867, RU, 1996.03.10, «Роспатент» [2]. Сутність очищення заключається в обробці масла мілко дисперсним адсорбентом з подальшим фільтруванням. В якості адсорбенту використовується порошок з природних опок та трепелів, які попередньо активуються прокаліванням при температурі 250-3500С на протязі 0,5-1,0 г; кількість адсорбенту по відношенню до маси очищаючої олії складає 0,5-4,0%.

Технологічний процес очистки реалізується на спеціальній установці [2]. Головним недоліком роботи такої установки є - порушення екології навколишньої середи, використаний адсорбент сам потребує регенерації (відновлення первинних властивостей) або утилізації. Одноразова якість отриманого продукту не відповідає вимогам ГОСТ 1129-23 «Масло соняшникове. Технічні умови.»

Мета винаходу - обґрунтувати та розробити установку для комплексного очищення рослинної олії в умовах міні-цехів агровиробництва та фермерських господарств.

Для комплексної очистки рослинної олії розроблена блочно-модульна установка.

Гідравлічна схема установки представлена на фіг. 1.

Вона включає в себе насосну станцію 1, колектор - розподілювач 2, електронагрівач 3, центрифугу 4, технологічний бак 5 та ємність 21, дегазатор 7, блок -фільтрів 9, вакуумметр 6, гідродинамічний випромінювач 8, блок запірних кранів 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 22, 18, 19 та датчик температури 16.

Гідродинамічни випромінювач 7 працює при малих тисках (1,5-2,0 кгс/см2) в режимі коагуляції фосфатидів, механічних домі шків та баків.

Схема гідродинамічного випромінювача представлена на фіг 2.

Випромінювач складається з вхідного сопла 2 з визначеними прохідними січеннями. Випромінювач збирається у вигляді гідродинамічної труби, секції затискаються фланцами 4, стяжними болтами 5. між секціями встановлюються маслостійкі ущільнені кільця 6. На виході з кавітатору встановлюється вентиль 7 для підпору і регулювання тиску.

Робота випромінювача заснована на генеруванні обурень у рідинній середі (в даному випадку - олії) у вигляді деякого поля швидкостей при періодичному перериванні струї. Ці обурення оказують обратну дію на основі струї у сопла, сприяє встановленню автоматичного режиму. Механізм випромінювання звуку обуреннями може бути різним у залежності від конструкції випромінювача.

Гідродинамічний випромінювач встановлюється вертикально, виходом до гори. Діаметр виходної секції Д2 більше ніж вхідного Д1, тобто Д2 > Д1. співвідношення тиску олії Р1 на вході випромінювача та тиску Р2 на виході, регулюється вентилем 3.

Маслоочищуюча установка (Фіг 2,1) працює наступним чином.

Масло (вихідна сировина) з зовнішньої ємності 21 передається до відкритого крану 15 та потрапляє у всасуючу магістраль насосу 1, нагнітаюча магістраль якого з'єднана з колектором 2. Колектор 2 містить запірно-регулюючий клапан, через кран 10 олія потрапляє до випромінювача 8, кран 11 зєднаний з дегазатором 7, кран 12 підключає блок фільтрів 9, кран 13 подає олію до нагнітателя 3, а кран 14 зєднаний з центрифугою 4.

Злив олії з вищезгаданих пристроїв здійснюється у технологічний бак 5, який з'єднується з насосною станцією 1 при допомозі крану 16, крім того технологічний бак 5 обладнаний вакуумною станцією 6 та запірним вакуумним краном 17.

Тиск у системі контролюється манометрами 18 та 19, рівень вакуума вакуумметром 20, температура олії вимірюється датчиком температури 16.

Маслоочищуюча установка працює в наступних режимах:

видалення води та легкокиплячих фракцій;

коагуляція восків та механічних домі шків

очистка олії від механічнх домішок та інших неблагоприємних речовин;

тонка очистка та висвітлення олії.

Видалення вологи та летючих речовин з олії здійснюється таким чином:

відкриваються крани 15 та 13;

інші крани перекриваються;

включається насосна станція 1.

При цьому олія із зовнішнього джерела подається до баку 5 за допомогою насосу 1, подавання здійснюється до заданого рівня.

Після заповнення олією бака 5 крани 13 та 15 перекриваються, а кран 16 відкривається, при цьому олія з баку 5 подається до насосу 1 та далі через електронагнітатель 3, його підключають до електричної сітки за допомогою пускового пристрою. Олія нагрівається до температури плавлення восків. Контроль за температурою нагріву олії проводиться за допомогою показуючого термодатчика 15. після нагріву олії до потрібної температури електродвигун 3 вимикають від електричної сітки. Відкривають кран 11 для включення дегазатора 7, при цьому поступово відкривається кран 13, до отримання тиску олії на манометрі 18 величини 16 кг/см2.

Після початку стійкої роботи включають вакуумну станцію та відкривають кран 17, рівень вакуума у баку 5 контролюють за допомогою вакуумметра 20. при роботі насосу 1 під вакуумом у баку 5 тиск у колекторі може мінятися, тому його треба регулювати краном 13, кран 22 рівнеоміра під вакуумом преркривається.

Видалення механічних домішків

Видалення механічних домішків робиться за допомогою блока фільтрів 9 або центрифуги 4, для цього необхідно: відкрити кран 13 повністю; перекрити кран 11; відкрити кран 10, при цьому включається випромінювач 8; регулюючи відкриття крана 13, встановити тиск на манометрі 19 величину 8 кгс/см 2.

Після обробки олія випромінювачем 8 виробляється очистка олії через блок фільтрів 9 в наступному порядку:

повністю відкривається кран 13; перекривається кран 10 та 11;

відкривається кран 12, поступово перекривається кран 13 та встановлюється тиск в колекторі 2 величиною 2-3 атм., яке контролюється по манометру 18. при цьому, установка працює в циклічному режимі.

очистка олії додатково проводиться за допомогою центрифуги 4.

Коагуляцію восків та механічних домішків здійснюють:

Без нагріву олії (електронагрівач виключений), при температурі нижче точки плавленя восків; тиск олії у випромінювачі Р = 1,5…..2 атм., оптимальне співвідношення Р1 та тиску Р2 повинно бути Р1/Р2 = 3…4 кгс/см 2.

Положення випромінювача - вертикальне; час обробки олії в режимі коагуляції - 30 хв.; тиск олії у колекторі 6-8 кгм/см2.

Тонка очистка та висвітлення олії здійснюється:

шляхом підключення блоку 9 фільтрації ( набір фільтрів встановлюється, виходячи з олії та мети очистки);

тиск не більше 5 кгм/см2, (оптимальний тиск 2,0….2,5 кгс /см2);

температура олії - до 60 0С;

перепад тиску олії до та після фільтрів не більше 1,5 кгс /см2

Дослідно-експериментальний образець розробленої установки апробований у виробництві. Отримані обнадійливі результати.

Комплексно очищена олія відповідає вимогам ГОСТ 1129-93 «Олія соняшникова , Технічні вимоги.», готова продукція за своїми показниками відноситься до вищого сорту.

Крім того, установка забезпечує отримання екологічно чистої рослинної олії по безвідхідної технології в умовах фермерських господарств, ефективність методу отримання висвітленої екологічно чистої рослинної олії при зберіганні органолептичних якостей та смакових цінностей продукту. Такий ефект досягається використанням при виробництві олії тільки фізико-механічних процесів без використання хімічної обробки. Технологія реалізовується компактною установкою, яка виконана по модульно - блочному типу, якою легко керувати.

Технічна характеристика установки:

виробничість: 150-450, л/ч;

залишкове утримання механічних домі шків не більше % масових 0,005. залишкове утримання води в олії - відсутнє.

споживна міцність 9,5 кВт;

сировина - насіння соняшника та інших олійних культур;

обслуговуючий персонал - один оператор.

Фіг. 1 Гідравлічна схема установки

Фіг. 2 Схема гідродинамічного випромінювача

Наше предприятие занимается разработкой новых технологий и изготовлением опытных образцов высокотехнологического и энергосберегающего оборудования.

Одним из направлений является изучение явления кавитации и изготовление кавитационных смесителей.

Функции навигационного смесителя

- диспергированне ( эмулъгирование) - ( глубокое измельчение и/или перемешивание среды или компонентов на молекулярном уровне с сохранением однородности смеси на 90 и более суток);

- утилизация жидких нефтешламов и превращение его в топливо (создание стабильных толивных эмульсий из нефтешлама);

- обработка обводненного мазута с целью экономии до 18%;

- для обеззараживания и очистки воды безреагентными способами;

- для обработки дизельного топлива с целью его экономии, увеличения филътруемости, снижения зольности, температуры застывания, температуры вспышки;

- для обработки нефти с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов;

- нагрев жидкости до температуры + 95 град.

Преимущества использования:

- глубокое диспергирование продукта на молекулярном уровне;

- имеется возможность настройки и управления процессом диспергирования. От диспергирования ( измельчения) продукта на молекулярном уровне (разрушение полимерных молекул без изменения свойств исходного вещества) до разрушения сложных органических молекул на более простые составляющие, с одновре-меным связыванием свободных радикалов. Это позволяет разрушать пестициды и гербициды до примитивных неорганических компонентов, которые легко сжигаются (без образования вредных веществ) или позволяют извлекать из них необходимые элементы.

Возможные области использования -

- Утилизация подтоварных балластных вод на судах ( Они смешиваются и подаются в маршевый двигатель. Экономия топлива и экономия затрат на слив загрязненной воды);

- Смешивание низкокачественного органического топлива ( мазута) для обеспечения надежного горения в котлах (с отработанным маслом, угольной пылью и др.);

- Обработка нефти перед ее ратификацией на НПЗ (увеличивает выход светлых нефтепродуктов на 5 - 10%);

- Использовано на металлургических комбинатах для обжиговых печей (уменьшается содержание сернистого ангидрида в 10 раз);

- Обработка ДТ- в процессе обработки из дизельного топлива удаляются капельная и связанная вода, механические примеси, части смолисто-асфательновых соединений и высокомолекулярных полициклических ароматических углеводородов.

- Получение смесевого бензина;

- Обогрев помещений;

- Получение БДТ.

Сейчас нет актуальнее проблемы, чем гарантированная поставка недорогого тепла, для любого потребителя -

- в дошкольных и школьных учреждениях;

- в здравоохранении;

- в производстве;

- в быту и т.п.

Нашим предприятием изготовлена установка (тегшогенератор) предназначенная для термообработки бытовых и технологических систем теплоснабжения кавитационно-термическим методом и применяемая в составе систем отопления и горячего водоснабжения.

Нагрев жидкости непосредственно в объеме при ее движении, обеспечивает экологическую чистоту, исключает изменение качества состава жидкости, появление накипи и других неблагоприятных явлений в нагреваемой жидкости.

Нагрев жидкости осуществляется в одном узле без применения нагревательных элементов, что обеспечивает простоту системы нагрева, эффективность и безопасность эксплуатации установки

За счет модульности конструкции и широкого типоразмера установок производительность может быть любая.

Использование современной автоматики позволяет обеспечить автоматический режим работы установки и полный контроль технических параметров продукта нагрева. Потребитель получает горячую воду по заданным температурным параметрам. За счет автоматизации процесса, отпадает необходимость в постоянном обслуживающем персонале.

Оборудование может монтироваться в здании потребителя и включаться в существующую систему подачи горячей воды.

КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ- ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

( для нефтяной, топливной, пищевой и лакокрасочной пром-ности )

Функции кавитационного смесителя

- диспергирование ( эмульгирование) - (глубокое измельчение и/или перемешивание среды или компонентов на молекулярном уровне с сохранением однородности смеси на 90 и более суток);

- утилизация жидких нефтешламов и превращение его в топливо ( создание стабильных толивных эмульсий из нефтешлама);

- переработка отработанного машинного масла;

- обработка обводненного мазута с целью экономии до 18%;

- для обеззараживания и очистки воды безреагентными способами;

- для обработки дизельного топлива с целью его экономии, увеличения фильтруемости, снижения зольности, температуры застывания, температуры вспышки;

- для обработки нефти с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов;

- для смешивания и получения высокодисперсных красок;

- нагрев жидкости до температуры + 150 град.

Преимущества использования:

глубокое диспергирование продукта на молекулярном уровне; имеется возможность настройки и управления процессом диспергирования. От диспергирозания (измельчения) продукта на молекулярном уровне (разрушение полимерных молекул без изменения свойств исходного вещества ) до разрушения сложных органических молекул на более простые составляющие, с одновременым связыванием свободных радикалов. Это позволяет разрушать пестициды и гербициды до примитивных неорганических компонентов, которые легко сжигаются ( без образования вредных веществ) или позволяют извлекать из них необходимые элементы.

Возможные области использования

- Утилизация подтоварных балластных вод на судах ( Они смешиваются и подаются з маршевый двигатель. Экономия топлива и экономия затрат на слив загрязненной воды);

- Смешивание низкокачественного органического топлива ( мазута ) для обеспечения надежного горения в котлах (с отработанным маслом, угольной пылью и др.);

- Обработка нефти перед ее ратификацией на НПЗ ( увеличивает выход светлых нефтепродуктов на 5 - 10% );

- Использовано на металлургических комбинатах для обжиговых печей ( уменьшается содержание сернистого ангидрида в 10 раз );

- Обработка ДТ- в процессе обработки из дизельного топлива удаляются капельная и связанная вода, механические примеси, части смолисто-асфательновых соединений и высокомолекулярных полициклических ароматических углеводородов.

производительгость от тонны и

стабильность смеси после обработки 90-120 суток;

исполнение в черном или нержавеющем металлах,

Сейчас нет актуальнее проблемы, чем гарантированная поставка недорогого тепла, для любого потребителя

- в дошкольных и школьных учреждениях;

- в здравоохранении; в производстве;

- быту и т.п.

На базе разработок нашим предприятием изготовлена и внедрена установка ( теплогенератор ) предназначенная для термообработки бытовых и технологических систем теплоснабжения кавитационно-термическим методом и применяемая в составе-систем отопления и горячего водоснабжения.

Нагрев жидкости', непосредственно в объеме при ее движении, обеспечивает экологическую чистоту, исключает изменение качества состава жидкости, появление накипи и других неблагоприятных явлений в нагреваемой жидкости.

Нагрев жидкости осуществляется в одном узле без применения нагревательных элементов, что обеспечивает простоту системы нагрева, эффективность и безопасность эксплуатации установки

За счет модульности конструкции и широкого типоразмера установок производительность может быть любая.

Использование современной автоматики позволяет обеспечить автоматический режим работы установки и полный контроль технических параметров продукта нагрева. 11отребнтель получает горячую воду по заданным температурным параметрам. За счет автоматизации процесса, отпадает необходимость в постоянном обслуживающем персонале.

Оборудование может 'монтироваться в здании потребителя и включаться в существующую систему подачи горячей воды.

Устройство и принцип работы

Установка состоит из электродвигателя, насоса, резервуара, аппарата нагрева, смонтированных на раме, в нижней части рамы установлены резинометаллические амортизаторы, блока управления.

Электродвигатель через полумуфту вращает насос, который обеспечивает циркуляцию жидкости по замкнутому кольцу: насос-аппарат нагрева -- резервуар - насос. В аппарате нагрева жидкость разогревается'за счет гидродинамического соударения струй.

Установка укомплектована кранами для отбора жидкости из резервуара и приборами контроля: термометр, манометр с запорным краном.

Блок управления обеспечивает ручной и автоматический пуск и остановку установки в диапазоне заданных температур, для чего в резервуаре и на системе отопления установлены датчики предельной и рабочей температур.

Техническая характеристика:

- принцип действия -гидродинамический, рабочая жидкость - вода, масло; потребляемая мощность. кВт - 1,7 - 5,5,

- напряжение,В - 380

- Тепловая производительность, ккал/час от 6000 до 24000

- Скорость нагрева жидкости в установке, град/мин - 2,4- 4,0

- температура нагрева - до 85 град С; 1. кпд-99%;

- условия работы - пожаробезопасен;

- габаритные размеры, мм: 700 х 300 х 400

- вес, кг - От 18 до 46;

комплектация - по согласованию с заказчиком, цена договорная

Все пуско-наладочные работы производятся нашей фирмой. Расчетные схемы и проект подключения фирма выполнят по заявке заказчика.

Сравнительная характеристика стоимости 1 кв. м площади помещения обогреваемого

В настоящее время наше предприятие занимается разработкой следующего технологического оборудования и технологий:

- гидротация подсолнечного масла,

- нейтрализация (рафинация ) подсолнечного масла; дезодорация подсолнечного масла;

- фильтрация (сверхцентрифуга) подсолнечного масла,

получение биодизельного топлива из масла рапса, сои, подсолнечника с применением метанола,

- получение бензина (А-92 и А-95 ) с применением этанола;

- очистка трансформаторного масла.

Проблема производства топлива на основе биомассы актуальна для европейских стран, включая и Украину. Достоинства БДТ:

- улучшает смазку двигателя;

- дымностъ сжигаемых веществ уменьшается на 60йо, по сравнению с ДТ;

- большее количество кислорода 10,8%, поэтому он лучше сгорает в двигателе;

- при использовании БДТ в окружающую среду практически не выбрасываются соединения серы;

- БДТ нейтрально в отношении эмиссии ССЪ.

Температура вспышки БДТ не ниже 50 град. - ДТ не ниже 40

Цетановое число БДТ- 51, ДТ - 48, Больше ЦЧ легче запускается, тише работает и меньше изнашивается.

Очень важной характеристикой топлива является плотность. Плотность БДТ - 0,84-0,89г/смЗ, ДТ -0,84 - 0,86г/смЗ при температуре 20 град. Плотность БДТ меньше зависит от температуры, поэтому его расходуется меньше.

Кинематическая вязкость ДТ при температуре 20 град составляет 1,8-6,0 мм2/с, а БДТ - 7,6- 8,8. Лучшими свойствами обладает ДТ, поэтому оно лучше фильтруется, однако БДТ имеет лучшие смазочные и герметизирующие свойства.

Свойство образовывать пепел увеличивает не только количество нагара, но и износ цилиндра, поэтому этот парамегр не должен превышать 0,01% для ДТ и 0,02% для БДТ, однако пепел БДТ имеет биологическое происхождение и не обладает абразивными свойствами.

БДТ может изготавливаться из холодно прессованного масла рапса, подсолнечника с добавлением дизельного топлива или с добавлением метилового спирта + щелочь.

На нашем предприятии разработан и апробирован гидродинамический аппарат для производства БДТ производительностью ЗООл/ч.

Разрабатывается технология получения БДТ из пальмового масла.

Гидравлический кавитатор

1. Общее положение

Предназначен для получения биодизтоплива на основе рапсового масла.

Робота кавитатора основана на генерировании возмущений в жидкой среде (в данном случае - масле) в виде некоторого поля скоростей при периодическом прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основании струи у сопла, способствуя установлению автоматического режима. Механизм излучения звука возмущениями может быть различным в зависимости от конструкции кавитатора.

2. Устройство кавитатора

Общий вид кавитатора представлен на сборочном чертеже 1.03.00.СБ.

Кавитатор состоит из входного 1 и выходного 3 сопла с определёнными проходными сечениями. Между ними устанавливаются переходные секции 4. в секцию 5, устанавливается переходник 8 для манометра. Кавитатор собирается в виде гидродинамической трубы, секции зажимаются фланцами 5 стяжными болтами 7. Между секциями устанавливаются маслостойкие уплотнительные кольца. На входе из кавитатора устанавливается кран для подпора и регулирования давления.

3. Технические данные

Давление масла на входе 17 - 20 кгс/см

Интервал рабочих температур 25 - 85 °С

Расход масла 1000 - 1200 кг/час

4. Комплект поставки.

Кавитатор в сборе 1 шт.

5. Требование по технике безопасности.

Не производить разборку кавитатора во время его работы.

6. Условия работы.

На входе в кавитатор обязательно устанавливается фильтр для очистки масла.

МАЛОГАБАРИТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНОЙ СМЕСИ БЕНЗИНА С ЭТАНОЛОМ

Установка предназначена для получения смесевых бензинов с этанолом в условиях автозаправочных станций, нефтехимхо-зяйств агропредприятий, фермерских хозяйств.

Технология получения гидродинамически активной смеси базируется на дозировании и деспергировании с бензином нефтяного происхождения. Количество этанола в смеси составляет 8 - 22%. Производительность установки от 300кг до 20 т/час.

Смесевые бензины с этанолом прошли испытания в условиях рядовой эксплуатации на подконтрольной группе автомобилей в течении всех сезонов. Средний пробег составил 16000 км. По итогам испытаний получены положительные результаты в сравнении с товарным бензином, а именно:

- мощность двигателя увеличивается до 2,5% при одновременном снижении расхода топлива на 3%;

- выбросы СО уменьшаются на 26,3%, СН - на 4,5%, НО - на 5,7%;

- запуск двигателей надежный и легкий при положительных температурах и нормальный при отрицательных ( до - 25 С ) температурах окружающей среды;

- не снижается показатель безотказности работы двигателя;

- не снижается периодичность замены картерного масла, их физико-химические показатели не ухудшаются.

Смесевые бензины с этанолом являются перспективными для карбюраторных двигателей. Опытно-экспериментальная установка для получения гидродинамически активной смеси бензина с этанолом внедрена в фирме « Петрол » Одесской области. Основными источниками на данный момент является нефть, природный газ и уголь, однако запасы этих источников быстро истощаются и с их помощью полученная энергия постоянно дорожает. Кроме того, при сжигании ископаемого горючего, в атмосферу выбрасывается большое количество опасных для людей соединений, в воздухе быстро повышается концентрация диоксида углерода, которая увеличивает парниковый эффект. Поэтому все больше внимания привлекают виды альтернативного топлива, энергетические ресурсы которого не иссекают.

Страницы: 1, 2, 3