Разработка технических средств обеспечения энергоавтономности сельскохозяйственного предприятия при замещении дизельного топлива рапсовым маслом

• Автор: Кочетков, Максим Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Введение.
1. Анализ технологий и технических средств производства и использования биодизельного топлива

1.1. Общие положения

1.2. Характеристика растительных масел и требования к качеству сырья для производства метилэфира

1.3. Энергобаланс производства биодизельного топлива из рапсового масла

1.4. Производство рапсового масла для использования в качестве топлива

1.5. Производство метилэфира рапсового масла.

1.6. Технологические схемы производства биотоплив второго поколения

1.7. Биотоплива третьего поколения.

1.8. Потенциальные возможности производства биодизельного топлива в России.

1.9. Обоснование выбора энергетической установки.

1 Выводы.
2. Оптимизация конструкционных параметров и режимов работы топливной аппаратуры тракторного дизеля при работе на рапсовом масле
2.1. Общие положения.
2.2. Расчет участка топливной системы бак томливоподкачивающий насос
2.3. Расчет участка топливной системы низкого давления топливоподкачивающий насос насос высокого давления.
2.4. Гидродинамический расчет процесса топливоподачи дизеля Д
0 при использовании рапсового масла в качестве топлива.
2.5. Определение гидравлической характеристики распылителя
2.6. Результаты расчета процесса топливоподачи рапсового масла
3. Организация производства и использования рапсового масла в качестве топлива в сельскохозяйственном предприятии.
3.1. Технические средства реализации технологии адаптации двигателя Д0 к работе на рапсовом масле.
3.2. Организация энергоавтономного сельскохозяйственного предприятия при использовании биологического моторного топлива
из возобновляемых источников энергии
3.3. Оценка уровня энергоавтономности сельскохозяйственного предприятия по дизельному топливу при его замене на чистое рапсовое масло
4. Программа и методика экспериментальных исследований по определению влияния использования альтернативных топлив на энергетические, экологические показатели и параметры рабочего процесса дизеля.
4.1. Цель исследований и объекты испытаний
4.2. Программа проведения исследований
4.3. Методика определения физикохимических и моторных показателей биодизельного топлива с различным соотношением компонентов.
4.4. Методика проведения безмоторных исследований топливной аппаратуры дизеля Д0.
4.5. Методика проведения исследований работы дизеля Д0 при работе на рапсовом масле и смесевом топливе из рапсового масла
4.6. Методика определения закоксовывания распылителей и оценки влияния использования рапсового масла на моторное масло.
4.7. Эксплуатационные испытания.
5. Результаты экспериментальных исследований энергетических и экологических показателей дизеля при работе на рапсовом масле
5.1. Характеристика исследуемого образца
5.2. Результаты исследований физикохимических свойств топливных композиций
5.3. Результаты экспериментальных исследований рабочего процесса, мощностных, топливноэкономических показателей тракторных дизелей при работе на топливе из рапсового масла.
5.4. Результаты экспериментальных исследований экологических показателей тракторных дизелей при работе на топливе из рапсового масла
5.5. Регистрация снижения мощности при работе на топливе из рапсового масла
5.6. Определение расхода моторного масла.
5.7. Результаты стендовых испытаний коксования распылителей тракторного дизеля Д0 при работе на рапсовом масле
5.8. Динамика коксования распылителей дизеля при работе на рапсовом масле.
5.9. Оценка нагарообразования в цилиндропоршневой группе
5 Результаты эксплуатационных исследований.
5 Выводы по результатам исследований.
6. Коммерческая эффективность производства и использования рапсового масла
6.1. Коммерческая эффективность производства рапсового масла.
6.2. Коммерческая эффективность производства метил эфира
рапсового масла
Выводы и рекомендации
Литература


Следует отметить, что приведенные аргументы относятся к интенсивным технологиям выращивания рапса в странах с дефицитом земельных ресурсов. Критики развития биотопливиой индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо стимулирует сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и выращивать на них сырье для топлива. Южная Африка недавно отложила запланированное производство биотоплива из кукурузы, поскольку этот злак является основным продуктом питания, в первую очередь для бедных семей. С другой стороны, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН в своем отчете за г. Производство биогоплив снижает зависимость развивающихся стран от импорта нефти, способствует созданию в развивающихся странах новых рабочих мест. Расширение производства биотоплив способствует использованию потенциально пригодных, но выведенных из сельскохозяйственного оборота земель, площадь которых, по оценкам Стэндфордского университета, во всм мире достигает 5. Выращивание на этих землях сырья для производства топлива позволит увеличить долю биотоплив до 8 в мировом энергетическом балансе. На транспорте доля биотоплив может составить . Для производства биодизельного топлива в виде метилэфира МЭ подходит любой тип растительного масла и любая смесь этих масел см. Растительные масла растительные жиры продукты, извлекаемые из растительного сырья, состоят в основном из триглицеридов высших жирных кислот табл. Основным источником растительных масел являются масличные культуры лен, хлопок, рапс, подсолнечник, соя и др Плотность растительных масел 0,. Значительная часть из них растворяется в бензине, бензоле, дихлорэтане, сероуглероде, ацетоне, диэтиловом эфире, ограниченно растворяется в этаноле и метаноле, не растворяется в воде. В зависимости от состава триглицеридов различают жидкие масла подсолнечное, соевое, рапсовое и др. У жидких масел температура застывания ниже 0 С, у твердых достигает С. При контакте с кислородом или при нагревании до 0. Содержат триглицериды насыщенных кислот лауриновой, пальмитиновой, стеариновой и небольшое количество мононасыщенной олеиновой кислоты. Таблица 1. Я Я у й ъ и к гз о ч. X 5 с С ОС г 2 о 2 О Е О с. СЗ 7 о и I О 2 О о О д II и X I о 8 1 X О Т О 8 ГЗ О О 5. Кукурузное Золотисто желтый 7,7 3,5 0. В растительных маслах наиболее часто содержатся ситостерин и стигмастерин фитостерины. Холестерин в маслах практически не содержится. Наибольшее количество стеринов содержится в кукурузном масле 0,. Стерины могут быть извлечены с помощью алкалоида дигитонина, с которым они дают нерастворимые в этаноле вещества. Воски и воскообразные вещества в растительных маслах образуют эмульсии и вызывают помутнение масла , , , 9. С и осадок отфильтровывают способ вымораживания. При очистке растительных масел с помощью адсорбентов происходит удаление пигментов и осветление. Основную массу белковых веществ, переходящих в масла из семян, составляют альбумины и глобулины. Белковые примеси вместе с фосфолипидами удаляют при гидратации масла, а также под действием щелочей или минеральных кислот. Углеводы, моно, ди и олигосахариды, декстрины, крахмал, клетчатка, гемицеллюлоза, содержащиеся в растительных маслах в количестве 0,. По степени очистки пищевые масла разделяют на сырые, нерафинированные и рафинированные. Растительные масла, подвергнутые только фильтрации, называются сырыми. Нерафинированные масла подвергают частичной очисткеотстаиванию, фильтрации, гидратации и нейтрализации. В результате рафинации обеспечивается прозрачность масла, отсутствие отстоя, неприятного запаха и вкуса. Полный цикл обработки масел состоит из следующих стадий рафинирование отбеливание фракционирование гидрогенизация. Свободные жирные кислоты не участвуют в реакции трансэтерификации. В процессе реакции трансэтерификации свободные жирные кислоты объединяются со щелочным катализатором, формируя мыло. Для расщепления мыла требуется большее количество кислоты, что означает ухудшение качества глицерина увеличение солей. Для предотвращения этих проблем необходима нейтрализация масла до содержания свободных жирных кислот ниже 0,5 .