Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья
Приведены данные по динамике производства биодизельного топлива из растительного сырья в мире с использованием метилового спирта. Описаны экспериментальные работы Института технической теплофизики НАН Украины по созданию тепломассообменной технологии производства биотоплива из рапса и этилового спир...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61446 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья / А.А. Долинский, Л.Н. Грабов, В.И. Мерщий, Т.Л. Грабова // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859779121287004160 |
|---|---|
| author | Долинский, А.А. Грабов, Л.Н. Мерщий, В.И. Грабова, Т.Л. |
| author_facet | Долинский, А.А. Грабов, Л.Н. Мерщий, В.И. Грабова, Т.Л. |
| citation_txt | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья / А.А. Долинский, Л.Н. Грабов, В.И. Мерщий, Т.Л. Грабова // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Приведены данные по динамике производства биодизельного топлива из растительного сырья в мире с использованием метилового спирта. Описаны экспериментальные работы Института технической теплофизики НАН Украины по созданию тепломассообменной технологии производства биотоплива из рапса и этилового спирта. Предложена технология получения биотоплива-дизойл на действующих маслоэкстракционных заводах, а также технология производства рапсово-этилового эфира с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии
Наведено дані динаміки виробництва біодизельного палива з рослинної сировини в світі з використанням метилового спирту. Описано експериментальні роботи Інституту технічної теплофізикиНАН України по створенню тепломасообмінної технології виробництва біопалива з ріпака та етилового спирту. Запропоновано технологію одержання біопалива-дизойл на діючих маслоекстракційних заводах, а також технологія виробництва ріпаково-етилового ефіра з застосуванням метода дискретноімпульсного введення енергії.
The information on the dynamics of the biodiesel production from the vegetable raw materials with the use of methyl alcohol in the world is resulted. The experimental works of the Institute of Engineering Termophysics of NAS of Ukraine on the heat-mass exchange technology creation of biodiesel from the rape oil and the ethyl alcohol are described. The technology of biodiesel -Diesoil receiving at the operating oil-extraction factories and the technology of the rape-ethyl ether production with the use of discretely-impulsive input of energy is offered.
|
| first_indexed | 2025-12-02T09:37:42Z |
| format | Article |
| fulltext |
1. Динамика производства биотоплива
Вхождение в Европейское сообщество зависит
от технологического уровня производственного
комплекса страны в т.ч. и от производства аль;
тернативных источников энергии.
Создание альтернативных топлив и экологиче;
ской сети Украины, которая была бы интегриро;
вана в мировую европейскую экологическую сеть,
с каждым годом становится более актуальной за;
дачей. Сейчас более двух десятков стран произво;
дят жидкое биотопливо из растительного сырья,
построены 150 заводов, которые выпускают в год
примерно 4,0 млн. т жидкого биотоплива.
На рис. 1 представлена динамика производст;
ва биодизельного топлива в мире, Западной и
Восточной Европе, Северной Америке и Азии.
В производстве биотоплива в качестве сырья
используют 84 % рапса, 13 % подсолнечника, 1 %
сои и другие масличные культуры.
Германия занимает ведущее место по про;
изводству биодизельного топлива, производя
более 2,0 млн. тонн в год биодизельного топ;
лива на основе рапсового масла и метилового
спирта.
США используют биотопливо в крупных горо;
дах на транспорте для развозки почты. В этой
стране планируется в 2010 г., кроме использова;
ния топлива для собственных нужд, экспортиро;
вать жидкое биотопливо на сумму более 800 млн.
долларов США. При этом для производства био;
топлива в основном используют сою.
Анализ состояния в области производства
жидкого биотоплива из растительного сырья в
70 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Наведено дані динаміки виробництва
біодизельного палива з рослинної сиро+
вини в світі з використанням метилового
спирту. Описано експериментальні ро+
боти Інституту технічної теплофізики
НАН України по створенню тепломасо+
обмінної технології виробництва біопа+
лива з ріпака та етилового спирту. За+
пропоновано технологію одержання
біопалива+дизойл на діючих маслоекст+
ракційних заводах, а також технологія
виробництва ріпаково+етилового ефіра з
застосуванням метода дискретно+
імпульсного введення енергії. Подано
інноваційну схему технологічного проце+
су та пілотної установки для одержання
ріпаково+етилового ефіру продук+
тивністю 400...450 т/рік, яку розміщено у
контейнері. Доповідь на цю тему пред+
ставлено на Міжнародній виставці+яр+
марку “Ганновер Мессе+2006”, що про+
ходила з 23 по 26 квітня 2006 р.
Приведены данные по динамике про+
изводства биодизельного топлива из
растительного сырья в мире с использо+
ванием метилового спирта. Описаны экс+
периментальные работы Института тех+
нической теплофизики НАН Украины по
созданию тепломассообменной техноло+
гии производства биотоплива из рапса и
этилового спирта. Предложена техноло+
гия получения биотоплива+дизойл на
действующих маслоэкстракционных за+
водах, а также технология производства
рапсово+этилового эфира с применени+
ем метода дискретно+импульсного ввода
энергии. Приведена инновационная схе+
ма технологического процесса и пилот+
ной установки для получения рапсово+
этилового эфира производительностью
400…450 т/год, которая размещена в
контейнере. Доклад на эту тему пред+
ставлен на Международной выставке+яр+
марке “Ганновер Мессе+2006”, которая
проходила с 23 по 26 апреля 2006 г.
The information on the dynamics of the
biodiesel production from the vegetable
raw materials with the use of methyl alco+
hol in the world is resulted. The experimen+
tal works of the Institute of Engineering
Termophysics of NAS of Ukraine on the
heat+mass exchange technology creation
of biodiesel from the rape oil and the ethyl
alcohol are described. The technology of
biodiesel +Diesoil receiving at the operat+
ing oil+extraction factories and the technol+
ogy of the rape+ethyl ether production with
the use of discretely+impulsive input of
energy is offered. The innovation scheme
of the technological process and the pilot
installation for the rape+ethyl ether receiv+
ing with the productivity 400+450 t. anually,
which is placed in container is offered. The
report on this theme is presented at the
International exhibition+fair “Hannover
Masse+2006” which took place in
Hannover from 23 till 26 of April in 2006.
УДК 662.758
ДОЛИНСКИЙ А.А., ГРАБОВ Л.Н., МЕРЩИЙ В.И., ГРАБОВА Т.Л.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА ИЗ
РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Украине показывает, что до 2010 года увеличатся
площади для выращивания рапса до 3 млн. гекта;
ров. Однако рапс – это еще не биодизельное топ;
ливо. На киевском заводе “Большевик” выпущено
несколько экземпляров установок для получения
масла из растительного сырья и установок для по;
лучения биодизельного топлива, научно;произ;
водственное предприятие “Тренд” выпускает уста;
новки для производства рапсово;метилового
эфира различной производительности. Заплани;
ровано в 2006 году запустить в Украине несколько
заводов по производству биодизельного топлива.
Описанные технологии получения биотоплива ос;
нованы на замене глицерина в маслах на метило;
вый спирт. Технически достигаемый энергетичес;
кий потенциал биодизельного топлива из
рапсового масла в Украине может составлять более
3,0 млн. тонн в год [1] .
2. Разработки Института технической
теплофизики НАН Украины
Институт технической теплофизики НАН Ук;
раины выполняет работы по созданию иннова;
ционной технологии и комплекта оборудования
для производства жидкого биодизельного топли;
ва из растительного сырья на основе современ;
ных теоретических и экспериментальных разра;
боток в области тепломасcообмена.
Как известно, основными направлениями
производства и использования биотоплива из во;
зобновляемого растительного сырья являются:
использование растительных масел в каче;
стве топлива для дизельных двигателей, при этом
требуется создание специальных дизельных дви;
гателей, приспособленных для сжигания такого
топлива;
применение растительных масел в качест;
ве добавок к нефтяному дизельному топливу, при
этом очищенное растительное масло может со;
ставлять до 20 % объема смеси и не требуется со;
здание специальных двигателей;
перегонка растительного масла на легкие
и тяжелые фракции, использование легких фрак;
ций в качестве горючего для двигателей внутрен;
него сгорания;
переэтерификация растительных масел и
спиртов с получением эфиров и глицерина;
приготовление масло;спиртовых эмуль;
сий;
экстрагирование масличного раститель;
ного сырья традиционным дизельным топливом.
Институтом выбраны два направления работ:
; создание биотоплив с использованием рас;
тительных масел в смеси с дизельным топливом,
получившим название “дизойл” (ДО);
; получение топлив путем переэтерификации
растительных масел [2–8].
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5 71
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис.1. Динамика производства биодизеля в мире.
Созданы экспериментальные стенды для изу;
чения теплофизических, физико;химических
свойств компонентов биотоплив и стенды для про;
ведения исследований при получении биотоплив.
В результате проведенных исследований полу;
чены новые данные о влиянии компонентов (рас;
тительных масел, спиртов, катализаторов), темпе;
ратуры, влажности, режимов гидродинамических
воздействий, последовательность технологичес;
ких операций на интенсивность процессов, про;
текающих при получении биотоплива. Определе;
ны оптимальные соотношения компонентов в
технологических процессах [9].
В исследованиях использовали рапсовое масло,
различные спирты и катализаторы. Ведутся рабо;
ты совместно с Институтом сорбции и проблем
эндоэкологии НАНУ по созданию новых катали;
заторов для получения биодизельного топлива.
3. Создание биотоплива – дизойла
3.1 Особенности технологии
В результате анализа результатов исследова;
ний предложены следующие способы производ;
ства биодизельного топлива:
Способ №1: производство дизойла – экс;
трагирование масличного растительного сырья
стандартным дизельным топливом, при этом
представляет интерес технология получения био;
дизельного топлива из растительного сырья на
действующих маслоэкстракционных заводах.
Суть предложения состоит в том, чтобы разде;
лить действующую технологию производства
масла на два этапа: прессование и экстрагирова;
ние масличного растительного сырья стандарт;
ным дизельным топливом.
Масло, полученное прессованием, использо;
вали для пищевых целей, а оставшееся после
прессования в жмыхе масло экстрагировали для
получения биотоплива в виде дизойла;смеси ди;
зельного топлива с растительным маслом. Полу;
чен патент Украины на способ получения жидко;
го биотоплива [10].
Способ №2: производство биотоплива пу;
тем переэтерификации растительных масел, ис;
пользуя этиловый спирт и новые виды катализа;
торов. Особенностью такой технологии является
возможность дискретно;импульсного ввода
энергии при приготовлении катализаторов и вво;
да их в смеси.
3.2. Инновационная тепломасcообменная техно�
логия производства дизойла
На рис.2 представлена технология производ;
ства дизойла с использованием ДИВЭ;экстраги;
рования. Применение ДИВЭ;экстрагирования
позволяет ускорить процессы экстракции масел
из жмыха в дизельное топливо и получать дизойл
с различным содержанием масла. Например,
ДО;20 содержит 20 % масла в традиционном ди;
зельном топливе. В качестве ДИВЭ;генератора
используется реактронный роторно;пульсацион;
ный аппарат, разработанный для этой цели в
ИТТФ НАН Украины, позволяющий ускорить
процесс экстракции в 1,5;2 раза за счет дискрет;
но;импульсного ввода энергии в зоны разделе;
ния жидкой и твердой фаз.
Используя такую технологию на маслоэкст;
ракционном заводе, удается получить высокока;
чественное пищевое масло, дизойл и горючую
твердую массу для использования в качестве топ;
лива в топках и печах.
Осуществление технологии в Украине позво;
лит до 10 % производимого растительного масла
использовать для выпуска дизойла.
4. Создание биотоплива путем
переэтерификации растительных масел с
помощью этилового спирта
4.1 Особенности переэтерификации
Переэтерификация решает задачу переработки
растительных масел в продукты, имеющие мень;
шую молекулярную массу и, соответственно, не;
большую кинематическую вязкость, близкую к
вязкости традиционного дизельного топлива, при
этом требуется разработка высокоэффективных
технологий переработки растительных масел в
биотопливо, обладающие всеми необходимыми
качествами традиционного топлива.
Использование результатов исследований в про;
цессах получения биотоплива путем переэтерифи;
кации позволило институту предложить инноваци;
онную тепломасcообменную технологию
производства биотоплива с использованием прин;
ципов ДИВЭ для ускорения массообменных про;
72 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
цессов, обеспечить возможность замены токсично;
го метилового спирта на этиловый спирт [5,6,7,8].
Получены оптимальные соотношения компо;
нентов биотоплива, определены наиболее эф;
фективные катализаторы, условия подготовки
сырья, температурные и гидродинамические па;
раметры процессов.
4.2 Схема технологического процесса
Инновационная тепломасcообменная техно;
логическая схема производства биотоплива из
растительного сырья представлена на рис. 3.
В процессе приготовления смеси спирта и ка;
тализаторов используют роторно;импульсные
аппараты, которые позволяют с высокой скоро;
стью произвести диспергацию и растворение ка;
тализатора. Моделирование этих процессов дает
возможность найти оптимальные параметры
пульсации давлений и изменения скоростей по;
тока в рабочих зонах аппарата. В результате раз;
работана мобильная установка, в состав которой
входят реакторы емкости для отстаивания, насо;
сы, трубопроводы, запорная арматура и КИП.
4.3 Установка для производства жидкого био�
топлива
Подготовлен технический проект комплекта
оборудования для производства жидкого биотоп;
лива из растительного сырья производительностью
400…450 т/год [4,5,8]. Представлен комплекс тех;
нологического оборудования для производства
жидкого биотоплива из растительного сырья. Обо;
рудование размещено в транспортном стандартном
контейнере, что дает возможность создать мобиль;
ную установку для получения жидкого биотоплива
(рис. 4,5). Сейчас институт работает над созданием
новых видов установок с трубчатыми реакторами и
эжекторным вводом компонентов.
5. Заключение
Предложена инновационная тепло;
масcообменная технология производства био;
топлива;дизойла на действующих маслоэкстрак;
ционных заводах.
Предложена инновационная тепломасcооб;
менная технология и комплект оборудования для
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5 73
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис.2. Инновационная тепломассообменная технология производства дизойла.
получения биотоплива путем переэтерификации с
использованием отечественного сырья и принципа
дискретно;импульсного ввода энергии.
Ведутся работы по использованию новых
видов катализаторов и оборудования для получе;
ния биотоплива.
ЛИТЕРАТУРА
1. Забарный Г.Н., Кудря С.А., Кондратюк А.Г.,
Четверин Г.А. Термодинамическая эффектив;
ность и ресурсы жидкого биотоплива Украины. –
Киев: Институт возобновляемой энергетики НА;
НУ, 2006. – 226 с.
2. Грабова Т.Л. Альтернативный восстанав;
ливаемый источник энергии ; биодизельное топ;
ливо из рапса // Рынок инсталляций. – 2001. –
№10. – С. 30–31.
3. Грабов Л.Н., Мерщий В.И., Базеев Р.Е.,
Грабова Т.Л., Посунько Д.В. Технология и
оборудование для производства биодизель;
ного топлива – альтернативного восстанав;
ливаемого источника энергии XXI столетия
// 2;ая Международная конференция “Не;
74 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис.3. Технологическая схема производства рапсо�этилового эфира.
Рис.4. Линия производства биодизельного топлива.
Рис.5. Мобильная установка по производству
рапсо�этилового эфира (проект).
традиционная энергетика в XXI веке”. Укра;
ина. Ялта, 2001.
4. Грабов Л.Н., Мерщий В.И., Грабова Т.Л.
Экологические аспекты продуцирования и ис;
пользования биодизельного топлива из рапса //
3;я Международная конференция “Нетрадици;
онная энергетика в XXI веке”, Судак, 2002. –
С. 226–229.
5. Грабов Л.Н., Мерщий В.И., Грабова Т.Л.
Минизавод для производства биодизельного
топлива. Доклад, 1;я Международная конферен;
ция по биодизелю, Киев, 2002.
6. Грабов Л.Н., Мерщий В.И., Грабова Т.Л. Со;
временные технологии и комплект оборудования
для получения биодизельного топлива из рапса
// Пропозицiя. – 2002. – С. 86–87.
7. Грабов Л.Н., Мерщий В.И., Грабова Т.Л.,
Чаплыгин С.М. Современное состояние науки и
техники и перспективы развития производства
биотоплива, как источника возобновляемого ви;
да энергии // Промышленная теплотехника. –
2003. – 25, №4. – С. 265–267.
8. Долинский А.А., Грабов Л.Н., Мерщий В.И.,
Грабова Т.Л. Высокотехнологическое производст;
во альтернативного биотоплива из растительного
сырья // Автогазозаправочный комплекс+альтер;
нативное топливо. – 2005. – №3. – С. 62–64.
9. Чаплыгин С.М., Грабов Л.Н. Исследования
тепловых процессов при производстве биоди;
зельного топлива из рапсового масла // Научный
журнал НТУУ “КПИ” “Энергетика: экономика,
технологии, экология”. – 2005. – №1. –
С. 52–57.
10. Патент Украины №74986. Способ полу;
чения жидкого биотоплива // Долинский А.А. и
др. Бюл. №2, МПК С10L 1/02 (2006.01).
Получено 21.06.2006 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 5 75
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61446 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T09:37:42Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Долинский, А.А. Грабов, Л.Н. Мерщий, В.И. Грабова, Т.Л. 2014-05-05T17:18:26Z 2014-05-05T17:18:26Z 2006 Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья / А.А. Долинский, Л.Н. Грабов, В.И. Мерщий, Т.Л. Грабова // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61446 662.758 Приведены данные по динамике производства биодизельного топлива из растительного сырья в мире с использованием метилового спирта. Описаны экспериментальные работы Института технической теплофизики НАН Украины по созданию тепломассообменной технологии производства биотоплива из рапса и этилового спирта. Предложена технология получения биотоплива-дизойл на действующих маслоэкстракционных заводах, а также технология производства рапсово-этилового эфира с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии Наведено дані динаміки виробництва біодизельного палива з рослинної сировини в світі з використанням метилового спирту. Описано експериментальні роботи Інституту технічної теплофізикиНАН України по створенню тепломасообмінної технології виробництва біопалива з ріпака та етилового спирту. Запропоновано технологію одержання біопалива-дизойл на діючих маслоекстракційних заводах, а також технологія виробництва ріпаково-етилового ефіра з застосуванням метода дискретноімпульсного введення енергії. The information on the dynamics of the biodiesel production from the vegetable raw materials with the use of methyl alcohol in the world is resulted. The experimental works of the Institute of Engineering Termophysics of NAS of Ukraine on the heat-mass exchange technology creation of biodiesel from the rape oil and the ethyl alcohol are described. The technology of biodiesel -Diesoil receiving at the operating oil-extraction factories and the technology of the rape-ethyl ether production with the use of discretely-impulsive input of energy is offered. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Нетрадиционная энергетика Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья The innovation heat-mass exchange technologies of biofuel production from vegetable raw materials Article published earlier |
| spellingShingle | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья Долинский, А.А. Грабов, Л.Н. Мерщий, В.И. Грабова, Т.Л. Нетрадиционная энергетика |
| title | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| title_alt | The innovation heat-mass exchange technologies of biofuel production from vegetable raw materials |
| title_full | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| title_fullStr | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| title_full_unstemmed | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| title_short | Инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| title_sort | инновационные тепломассообменные технологии производства биотоплива из растительного сырья |
| topic | Нетрадиционная энергетика |
| topic_facet | Нетрадиционная энергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61446 |
| work_keys_str_mv | AT dolinskiiaa innovacionnyeteplomassoobmennyetehnologiiproizvodstvabiotoplivaizrastitelʹnogosyrʹâ AT grabovln innovacionnyeteplomassoobmennyetehnologiiproizvodstvabiotoplivaizrastitelʹnogosyrʹâ AT merŝiivi innovacionnyeteplomassoobmennyetehnologiiproizvodstvabiotoplivaizrastitelʹnogosyrʹâ AT grabovatl innovacionnyeteplomassoobmennyetehnologiiproizvodstvabiotoplivaizrastitelʹnogosyrʹâ AT dolinskiiaa theinnovationheatmassexchangetechnologiesofbiofuelproductionfromvegetablerawmaterials AT grabovln theinnovationheatmassexchangetechnologiesofbiofuelproductionfromvegetablerawmaterials AT merŝiivi theinnovationheatmassexchangetechnologiesofbiofuelproductionfromvegetablerawmaterials AT grabovatl theinnovationheatmassexchangetechnologiesofbiofuelproductionfromvegetablerawmaterials |