Wiley жаңартылатын энергия
Кесте 10.1 Катализдің әртүрлі түрлерінің артықшылықтары мен кемшіліктері. Катализ түрі
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
85ed3add3d2c01aa56fd50434f088231 original.4943233
| Кесте 10.1 Катализдің әртүрлі түрлерінің артықшылықтары мен кемшіліктері.
Катализ түрі Артықшылықтары Кемшіліктері Сілтемелер Гомогенді қышқыл катализ және негізгі катализ Бірнеше сағат ішіндені трансэстерификация Тазалау кезінде өнімнен катализаторды жою қиындығы [51] Гетерогенді катализ Рециркуляцияны және катализаторды қайта пайдалануды қамтамасыз етеді, құны гомогенді катализаторға қарағанда төмен МҚМЭ сілтілі катиондардан сілтілеу (FAME) [24] Метал оксидімен жоғары критикалық /докритикалық сұйықтықтар Өңделген кокос майынан биодизель өндіру үшін қолайлы Катализатордың еруі [51] Биокатализ Катализаторды қайта қолдану Шығын [52] Катализаторсыз трансэстерификация Жылдам тазарту және бөлу Жылдам реакция шарттарын талап етеді [51, 7, 61] Этанолдың орнына метанолды пайдалануды таңдау метанолдың көмегімен алынатын МҚМЭ-нің ұшпалы, тұтқыр болып табылатынына, қараңғылаудың төмен температурасы мен қату температурасын иеленуіне байланысты орын алады [62, 63, 64]. Каранджин майы негізгі катализатордың көмегімен трансэстерификация жолымен биодизель өндіру үшін де қолданылады, яғни КОН (0,25-1,5%), және МеОН - май молярлық қатынасымен 6:1 тең. Қатты органикалық қалдықтарда өсе алатын Boettcherisca peregrine larva H 2 SO 4 (1,5% май/ май.) қатысуыен метанол- майдың 12:1 молярлық қатынасында екі сатылы трансэстерификация үрдісінде биодизель өндіру үшін қышқыл катализатор ретінде қолдануға болады. Келесі кезеңде триглицеридтер сілтілі трансэстерификация жолымен күрделі эфирлерге айналады. Бос май қышқылдарының жоғары құрамы бар Jatropha curcas өңделген май тұқымдарын H 2 SO 4 (1% май./май.) қышқыл катализінің қатысуымен метанолдың майға қатынасында майды өңдеу жолымен қысқартуға болады [12]. Brassicaceae тұқымдасының көпжылдық өсімдігі болып табылатын Raphanus sativus егістігін этанолдың майға 6: 1молярлық қатынасын пайдалана отырып, биодизель өндіру үшін пайдаланылады. Бұл ретте этанол трансэстерификация кезінде алкоголиз бөлшектері ретінде қолданылады [65]. Бұл эвтектикалық еріткіштер жабысқақтығының төмендігі, жоғары биологиялық ыдырақтығы және NovozymR 435-мен үйлесімдігі, Candida antarctica коммерциялық иммобилизацияланған липазасы сияқты физикалық-химиялық қасиеттерді көрсетеді, бұл ретте трансэстерификация холинацетат/глицериннің 1: 1,5 мольдік қатынасында жүргізіледі [56]. Транс майлары май триглицеридтері күрделі эфирге айналғанда олардың тұтқырлығы төмендейді 188 [64], алайда, егер майдағы бос май қышқылдарының құрамы 3% - дан артық болса, трансэстерификациялау үрдісі байқалмайды [48, 66]. Биодизельдің бос май қышқылдарының болуына байланысты үлкен майлаушы қабілеті бар болса да, моноглицеридтер мен диглицеридтер дизель қозғалтқышының тотығуы мен тотығуы мәселесін сақтайды [14, 67, 68, 69]. Бірақ бұл мәселені дизель отынының 2% араластыру арқылы шешуге болады [68]. Сонымен қатар, метанолды араластыру оның тұтқырлығын жақсартады, ал қоспаға этанолды қосу отын шығынын төмендетеді. Биодизель жанбаған көмірсутектер, көміртек тотығы мен қатты бөлшектердің шығарылуын төмендетеді. Ал дизельді қозғалтқышқа әсер ететін NOx шығарындылары керісінше ұлғаяды. Бұл болуы мүмкін дизельдік қозғалтқыштарды модификациялау, яғни отынды бүрку уақытын баяулату және пайдаланылған газдардың рециркуляциясын ұлғайту арқылы жойылуы мүмкін [69, 70]. Биодизельдің отын үшін қолайлы қайнар көзі ретінде артықшылығы оның жану толымдылығының жоғары коэффициентімен, тұтанудың үлкен температурасымен, күкірттің аз мөлшері мен хош иісті қосылыстардың санымен және дизельдік отынға қарағанда жоғары цетаннан тұратындығы болып табылады [71, 72]. Қозғалтқышқа бүрку кезінде отынның өздігінен тұтану өлшемі болып табылатын цетандық сан дизель отынының тұтану сапасын анықтау үшін пайдаланылады. Биодизельдің цетандық саны мен тұтануы МҚМЭ компонентіне байланысты. Биодизельді отын дизельді отынға қарағанда тұтқыр болып табылатыны белгілі болғандықтан, бұл отынды бүрку жүйесінде жанармай ағынының шашырауының нашарлауына әкеледі [73, 74]. Майдың тұтқырлығына байланысты 30 ° C массопереноспен мәселелер бар болғандықтан, ферментті жүктеуді оңтайландыру, араластыру жылдамдығы, реакция уақыты және метанолдың майлы субстратқа молярлық қатынасы 6,5:1 МҚМЭ шығуының максимум 89,29% бере алады. Т-бутанол, метанол және гидрофобтық май гомогенді реакциялық қоспаны құрайды, ол фазааралық массалық беріліс кедергісін төмендетеді және қоспаның тұтқырлығын арттырады, ал массалық беріліс байқалатын сыртқы кедергісі кезеңді әсер ететін реакторда араластыру жылдамдығын арттыру жолымен азайтылуы мүмкін [63]. Биодизельдің жоғары жылу шығару қабілеті бар (HHV) - 39-41 МДж/кг, бұл мұнай дизель отынын қыздырудың жоғары мәнінен аз - 43 МДж/кг [49]. Биодизельдің цетандық саны биодизель өндірісі үшін пайдаланылатын шикізатқа байланысты өзгереді. Мысалы, жүзім биодизелінің цетандық саны 48, ал пальма биодизельінде - 61 [75]. Су құрамы трансэстерификация үрдісіне және биодизельдің шығуына әсер ететіні сипатталған. Биодизельдің цетанды саны неғұрлым жоғары болса, отын соғұрлым оңай тұтанады деп болжануда. Бұл биодизельдегі NOx шығарындыларының артуына әкеледі, өйткені биодизельде дизельді отынға қарағанда оттегінің жоғары мөлшері бар, бірақ дизельді отынға қарағанда биодизельдің аз калориялығына әкелетін отын болып табылады. Бұл қуатты жоғалтумен және отынның үлкен шығынымен байланысты, бұл су мен көмірқышқыл газының құрамын арттырады [77-79]. Соя майынан биодизельді араластыруды май қышқылдары - каприл (C8:0) және каприл (C10: 0) бар қысқа тізбекті метил эфирлерімен орындауға болады. Осы қысқа нүктелі метил эфирлерінің болуы суық ағынның қасиеттерін және NOx шығарындыларын төмендетеді. Сонымен қатар, йод саны линол қышқылының (С18:2) және линолен қышқылының (С18:3) олеин қышқылына (С18:1) айналуы есебінен артады. Биодизель құрамында 100% биодизелі бар B100 емес, 20% биодизель және 100% биодизелі бар B100 емес, мұнайдан алынған 80% дизель отыны бар B20 қоспасы ретінде пайдаланылады. Басқасы B30, B5 және B2 майлайтын қоспалар. Олардың ішінде B5 қоспасы кәдімгі дизельді қозғалтқыштарда түрлендіруді талап етпейді [80]. Темір, мыс сияқты металл бөлшектердің, сондай-ақ биодизельдегі су/ылғалдың болуы дизельді қозғалтқыштардың коррозиясына әкеледі. Биодизельдің автототығуы кезінде құмырсқа қышқылы, сірке қышқылы, пропион қышқылы және капрон қышқылы түзіледі, олар коррозияның күшеюі мен отын қасиеттерінің нашарлауына, сондай-ақ биодизельдің тығыздығы мен тұтқырлығы сияқты отын қасиеттерінің өзгеруіне жауапты. Jatropha curcas және Salvadora биодизелі құрамында биодизельді қозғалтқыштарды ажырататын қара және түсті металдар бар [68, 83, 85, 86]. жүктеу/скачать 4,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|