В статье говорится о применении рапсового масла для производства биотоплива. Приводятся разные технологии использования рапсового масла как топлива для дизеля. Отмечаются как положительные, так и отрицательные последствия применения рапсово-метилового эфира как биодизель.
УДК 662:621
Поскольку Украина видит себя в ближайшем будущем в составе Европейского союза, то следует иметь в виду, что директивами Европейского парламента от 08.05.03 г. предусмотрено, что в каждой из стран Евросоюза топливо из продуктов переработки сельского хозяйства должно составлять не меньше 2 % общего количества топлива, которое используется, а до 2010 года – 5,7 %.
Учитывая реальные возможности в Украине, приоритетное значение для производства биотоплива имеет рапсовое масло, а подсолнечное занимает вторую позицию.
Топливо – элемент технологической системы двигателя. Поэтому альтернативное топливо можно внедрять, если оно удовлетворяет определенные технологические, экономические и экологические требования, а именно: его можно будет использовать в двигателях без необходимости (желательно) изменений в конструкции; не сокращая имеющиеся ресурсы двигателей; оно будет совместимым с другими материалами, экономически конкурентоспособными к имеющемуся топливу (дизельному) и его будет в достаточном количестве; выбросы отработанных газов в окружающую среду у него будут не больше, чем у дизельного топлива.
Принципиально возможны разные технологии использования рапсового масла как топлива для дизеля.
Неотработанное холоднопрессованное масло. Выше, чем у дизельного топлива температура кипения компонентов масла приводит к образованию смоло- и лаковых покрытий в системе топливо-подачи и на стенках камеры сгорания, увеличивается расход масла и ускоряется срабатывание деталей цилиндро-поршневой группы.
Дополнительное усложнение вызывает высокая вязкость рапсового масла, примерно в 15 раз выше дизтоплива. Поэтому система подачи топлива должна быть определенным образом модифицирована.
Адаптация такого топлива требует существенных изменений конструкции двигателя. Учитывая ситуацию в нашей промышленности, в ближайшие пять лет эти варианты не найдут своего решения.
Рапсовое масло холодного прессования с присадками. Добавлением присадок к холоднопрессованному, фильтрованному маслу из семян рапса получают топливо, которое пригодно для использования в двигателях без конструктивных изменений (в Германии такую смесь называют Tessol), хотя вязкость смеси значительно выше вязкости дизельного топлива, а ее цетановое число при этом значительно ниже, чем у необработанного масла.
Смесь дизельного топлива с маслом холодного прессования – наипростейший способ получения топлива для дизеля. Однако научно-обоснованных рекомендаций по соотношению компонентов еще нет (в Украине и Латвии предлагают соотношение 70-80 % дизельного топлива и 20-30 % рапсового масла, в Японии – 50/50, в России 25-75 %). При этом все отмечают, что основные технико-экономические показатели работы дизелей на смешанном топливе практически не разнятся с показателями во время работы на дизельном.
Рапсово-метиловый эфир (РМЭ), который в зависимости от применяемой технологии и производителя, имеет разные названия, например — биодизель, RME, FAME, biopal и др. Получают РМЭ в следствие реакции взаимодействия метилового спирта, рапсового масла и катализаторов, благодаря чему получают эфир и глицерин, т. е. получают несколько побочных продуктов.
Важным является то, что биодизель не имеет в своем составе серы, поэтому продукты его сгорания не содержат производных оксидов серы, которые причиняют кислотные дожди. В то же время по таким показателям, как густота, вязкость, фракционный состав, йодное число, наличие водорастворимых щелочей, РМЭ существенно отличается от дизельного топлива. Исследования подтверждают, что использование РМЭ как топлива в дизельных двигателях ведет к ухудшению смесеобразования, а, соответственно, и к снижению технико-экономических показателей работы двигателя.
Во время работы двигателя на РМЭ установленный для дизелей срок работы моторного масла нужно уменьшать вдвое, т. к. его фракционный состав значительно тяжелее, чем у дизельного топлива, и оно не полностью сгорая, попадает в масло и ухудшает его эксплуатационные свойства. Из-за высокой активности метилового эфира детали, которые пребывают в непосредственном контакте с топливом, должны быть изготовлены из стойких материалов.
Между прочим, Volkswagenи BMW, которые первыми начали применять биодизель, изменил и свое отношение к нему (дизели заправляют дизельным топливом). В электронной прессе размещена информация, которая ставит под сомнение экологические преимущества РМЭ: исследования, проведенные в США и Швеции, свидетельствуют, что в продуктах сгорания РМЭ значительно больше канцерогенных веществ, нежели в дизельном топливе с улучшенными экологическими свойствами. Кроме того, продукты сгорания РМЭ имеют способность образовывать азот и способствует образованию органического смога.
Поэтому для уменьшения негативного действия РМЭ его во время использования смешивают с дизельным топливом.
Смесь дизельного топлива и РМЭ. Соотношение составляющих в смеси в разных странах разное. Наши исследования с образцами РМЭ засвидетельствовали, что по важнейшим показателям: вязкость, фракционный состав, густота – наиоптимальнейшее соотношение – 50/50. В этом случае основные показатели смеси приближаются к показателям стандартного топлива. Вопросы влияния смеси на надежность и долговечность работы системы питания и двигателей в целом требует дальнейших исследований. Конкретных рекомендаций по адаптации продуктов на базе рапсового масла как топлива для дизеля – нет.
(По материалам журнала «Пропозиція»).