Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Содержание
  1. Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива
  2. Виды биологического топлива и его характеристики в экологическом плане
  3. Биологическое топливо
  4. Что такое биологическое топливо, его виды и плюсы?
  5. Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива
  6. Твёрдое биологическое топливо. Свойства разных видов биомассы для применения в качестве твёрдого топлива
  7. Сырье для изготовления пеллетов/брикетов
  8. Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование
  9. Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива
  10. Что такое биологическое горючее
  11. Плюсы и минусы биологического топлива
  12. Поколения альтернативного горючего
  13. Три разновидности биологического топлива
  14. Выводы и полезное видео по теме
  15. Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование
  16. Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование.
  17. Биологическое топливо как экологически чистый источник энергии:
  18. Классификация биологического топлива:
  19. Виды биологического топлива:
  20. Брикеты топливные:
  21. Пеллеты:
  22. Горючий торф:
  23. Мульча:
  24. Биоуголь:
  25. Дрова:
  26. Биоэтанол:
  27. Биометанол:
  28. Биологический дизель:
  29. Диметиловый эфир:
  30. Биогаз:
  31. Биоводород:
  32. Влияние применения топлива биологического происхождения на экологию:

Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива

Виды биологического топлива и его характеристики в экологическом плане

Дата статьи: 4 марта 2019
Технологии по изготовлению биотоплива решают проблематику с поиском возобновляемых источников энергии с небольшим применением ценных ресурсов, а еще дают возможность экологично перерабатывать отходы разных производств в очень больших масштабов.

Биологическое топливо: сырье и технологии

Биологическое топливо делают из любого органического сырья. Это могут быть отходы деятельности зверей, оболочка и побеги растений, некондиционная древесина, а еще отходы пищевой промышленности.

Биологическая масса дробится, подвергается биологической либо термохимической отделке (нагревание, влияние самых разных видов микроорганизмов). После этого появившиеся вещества сортируются, чистятся, потом отправляются в коллектор.

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Есть классификация биологического топлива по типу начального сырья:

  • Первое поколение топлива изготавливается из растений с большим содержанием сахаров, жиров, крахмала. К примеру, соя, рапс, кукуруза, а еще сахарная свекла. Выращивание таких культур наносит вред климату.
  • Второе поколение биотопливного сырья: трава, древесина, отходы фермерского хозяйства. Аналогичная биологическая масса требует более технологичных методов обработки, но решает также проблематику утилизации промышленных отходов.
  • Сырьевой базой 3-го поколения служат водоросли. Их специально растят, однако для этого не потребуется ни воды для питья, ни земельных площадей. Нетребовательные водоросли дают возможность получать горючее без расхода ценных ресурсов.

Разнообразные поколения биологического топлива выделяются собственными экологическими свойствами. Самым лучшим вариантом для топливного производства считается биологическая масса второго-третьего поколений.

Виды биологического топлива

Как и прочие вещества, биологическое топливо имеет три разновидности по собственному агрегатному состоянию:

  • Твёрдый вид изготавливается на основе отходов фермерского хозяйства либо обработки дерева.
  • Жидкий вид представлен биобутанолом, биоэтанолом, диметиловым эфиром, биодизелем.
  • Газообразный вид: биоводород, биометан, биогаз.

Все три разновидности имеют собственные характерные особенности, которые рассмотрены ниже.

Твёрдое биологическое горючее

Самый обычный пример твёрдого биологического топлива — дрова. При их помощи обогревают дома уже пару тысяч лет.

Но это абсолютно не самый экологичный вид топлива, так как деревянному фонду для восстановления нужны несколько десятков лет.

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Альтернативой дровам становятся прессованные топливные гранулы, которые изготавливаются из некондиционной древесины — коры, веток, опилок, обрезков, а еще щепы. Сырье перемалывается, потом из него под воздействием большого давления и большой температуры возникают очень маленькие цилиндрики или брикеты. Из-за правильной формы их комфортно сохранять.

Еще, это эффективный способ утилизации отходов промышленности деревообработки.
Кроме деревянной массы для производства твёрдого топлива применяют солому, ореховую шелуху, наружные оболочки растений.

Подобное сырье прессуется и гранулируется.
Не не так часто прессованные топливные гранулы делают из навоза. Новые технологии дают возможность убрать зловонный запах из подобного вида топлива.

Это неплохой способ применения отходов деятельности зверей. Еще, это недорогое сырье достаточно быстро возобновляется.

Жидкое биологическое горючее

Жидкое горючее служит альтернативой бензину, либо дополнением к классическому автомобильному топливу. Отличают пять главных видов жидкого биологического топлива:

  • Биометанол. В качестве сырья для его изготовления служат одноклеточные водоросли. Разведение подобных водорослей не требует ни воды для питья, ни земельных площадей, а поэтому это одно из самых перспективных направленностей развития биотехнологий.
  • Биологический дизель — построен на смешивании эфиров жирных кислот. Он полностью менее опасен, хранится 3 месяца, разлагается за 30 дней. Используется как альтернативное автомобильное горючее либо как добавка к классическому топливу.
Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива
  • Биобутанол, считается аналогом бутанола, но изготавливается из растений: кукурузы, пшеницы, маниока и свеклы. Это вещество способно заменить классическое автомобильное горючее.
  • Биоэтанол получают из сырья, содержащего сахара и крахмал, путем спиртового брожения. Используется для камеры сгорания каминов, так как обладает большой отдачей тепла и не образовывает побочных продуктов згорания. Может применяться в виде добавки к автомобильному топливу, так как оберегает мотор и понижает кол-во выбросов.
  • Диметиловый эфир изготавливается из отходов бумажного производства. Может использоваться для производства топлива для автомобиля для машин с LPG-двигателями.

Газообразное биологическое горючее

Ключевыми типами газообразного биологического топлива считаются:

  • Биоводород — аналог водорода. Его получают из органического сырья двумя вариантами — термохимическим (нагрев до 800 градусов без доступа кислорода) и химическим (легкий подогрев и микроорганизмы). Превосходство данного вида топлива — его возобновляемость. Для сырьевой массы применяются органические отходы; бактерии, участвующие в переработке сырья, можно применять много раз.
  • Биогаз считается аналогом газа. В его составе есть метан, углекислый газ, а еще небольшое кол-во примесей (водород и сероводород). Если этот газ почистить от углекислоты, то выйдет биологический метан. Биогаз выходит в результате метанового либо водородного брожения. Метановое брожение включает три момента биологической обработки сырьевой массы: с помощью гидролизных бактерий, а еще кислотообразующих и метанообразующих микроорганизмов. В качестве сырья служат отходы деятельности зверей, водоросли, домашние отходы. Область использования аналогичная, как у газа.

Преимущества, и недостатки биологического топлива

Развитие биотехнологий решает проблематику утилизации отходов органики, а еще замены нефти и газа на альтернативные виды топлива. Но глупое их применение может вызвать дополнительные проблемы с климатом, а еще экосистемами.

Рассмотрим несколько основных пунктов в развитии данной сферы:

  • Биологическое топливо — это возобновляемый энергетический источник с не дорогим сырьем.
  • Технологии, сформированые на переработке отходов органики, применимы везде, в которых есть люди и комплексы разной производственной сферы.
  • Производство биотоплива понижает уровень углекислого газа в атмосфере, а его использование взамен классического горючего снижает производство углекислого газа.
  • Выращивание монокультур в больших масштабах (в качестве сырья для биологического топлива) приводит к обеднению почвенного состава и уменьшению биоразнообразия, что влияет на климат.

Правильный подход для производства биотоплива способен решить самые острые экологические проблемы внешней среды.
К этому все и идет, если в настоящий момент не искать альтернативные источники топлива, в том числе и био, то будет туго. Нужно искать новые подходы, пускай где нибудь не рентабельно или происходит урон внешней среде.

Методом проб и ошибок мы обязаны прийти к разумному компромиссу.
Вам необходимо войти, чтобы оставить свое мнение.

Биологическое топливо

Биологическое топливо – это энергетический источник, который выходит из растительного или животного сырья. Бывает в жидком, твёрдом и газообразном состояниях.

Что это такое биологическое топливо и его виды

Само слово биологическое топливо у большинства людей на слуху, однако что это собственно, немногие знают, тем более мало кто сможет объяснить, как и из чего его делают.
Биологическое топливо – это источник альтернативной энергии, который изготавливается из биологического сырья.

Есть несколько типов аналогичного топлива, которые выделяются по собственному физическому состоянию, это:

  1. Жидкое биологическое топливо;
  2. Твёрдое биологическое топливо;
  3. Газообразное биологическое топливо.

Твёрдое биологическое топливо

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Более большое распространение в человеческой жизни получило твёрдое биологическое топливо. Такой вид топлива известен людям с древности – это привычные дрова.

В связи с появлением технологий и совершенствованием процессов деревообработки, в этом сегменте твёрдого биологического топлива возникли новые участники, это брикеты топливные и пеллеты (паллеты), которые, по своей сути, похожи, выделяются лишь в технологии производства и способам применения.
Помимо деревянных отходов, для производства брикетов и гранул применяют отходы фермерского хозяйства (солому, шелухи ветви и т.д.) и продукты деятельности зверей (навоз, помет и т.д.).

Жидкое биологическое топливо

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Этот вид биологического топлива менее распространен, из-за малого производимого количества и надобности конструктивных изменений в агрегатах, привычно работающих на бензине и дизельном топливе.
Есть несколько типов жидкого биологического топлива, полученных благодаря переработке сырья на основе растительности, это:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Диметиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биологическое топливо — жидкое моторное горючее для дизельных двигателей, состоит из смеси эфиров жирных кислот.

Газообразное биологическое топливо

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Оно также пока не получило большого распространения, к этому виду относятся:

  • Биогаз – газ, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения. Процесс брожения, в данном варианте, происходит под воздействием бактерий;
  • Биоводород – это водород, получившийся из биомассы;
  • Метан – газ из семейства углеводородов.

Распространение этого вида энергоносителей

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

На данный момент биологическое топливо, во всех собственных состояниях, неужели лишь кроме твёрдых видов, не нашло большого распространения в обычной жизни. Но из за того что, что залежи обыкновенных видов энергии регулярно уменьшаются, а залежи биомассы, которая может послужить сырьем для получения жидкого и газообразного видов биологического топлива, велики, то и работы по использованию в обычной жизни таких видов топлива, продолжаются.

Биологическое топливо, помимо различия по физическим особенностям, отличаются еще по двум типам, это:

  1. Биологическое топливо первого поколения – изготавливается из культур сельского хозяйства (кукуруза, сахарный тростник, рапс, соя и т.д.),что делает конкуренцию прочим сельскохозяйственным культурам, применяемых для пищи человека.
  2. Биологическое топливо второго поколения – в данном варианте применяется сырье, которое не применяется человеком в качестве пищи. Это отработанные жиры и масла, деревья, трава.

Распространение данных видов топлива прямо связано с применением биодизеля и биоэтанола, являющийся хотя и

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

не полностью, но все таки заменителем бензина.
На данный момент объемы биомассы, которые могут быть переработаны, применяются лишь на 5 – 6%, обусловлено это
денежными тратами для внедрения существующих технологий, инвестиций в эти исследования и технологии.

Разработчики проекта «Стратегии развития ТЭКа России до 2020 года» учли существующий потенциал нашей родины, который состоит из 2-ух составляющих, это:

  • Технический потенциал, который отличается приростом биомассы;
  • Финансовый потенциал, подходящий объем сбора биомассы.

В рамках стратегии развития страны, разработки передовых технологий и способах их внедрения, роста расценок на классические

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

источники энергии, привлекательность биологического топлива обязательно растет и процесс внедрения таких технологий не будет прекращаться.

Использование биологического топлива для автомобилей

Как уже выше писалось, для современного топлива автомобилей есть замена в виде биологического топлива, это:

  • Для дизельных двигателей – биологический дизель;
  • Для двигателей внутреннего сгорания – биоэтанол.

Биологический дизель получают из растительных масел (рапсовое, соевое, пальмовое) и метанола.

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Биологический дизель второго поколения делают из микроводорослей и масленичных культур. Отдельный вид биодизеля – грин-дизель, являющийся смесью углеводородов и представляется на рынке, как улучшающая добавка к традиционному топливу.
В основном, биологический дизель для заправки автомобилей применяют в смеси с простым дизтопливом (соляркой) в пропорции 20/80%, где биодизеля 20%. Недостаток такого смешивания – очень высокий топливный расход и уменьшение мощности.
Биоэтанол в чистом виде для заправки автомобиля применять нельзя, т.к. это окислитель и растворитель. Для его

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

применения требуется реконструкция авто со сменой элементов топливосистемы на узлы, изготовленные из нержавейки и стойкого пластика.
В мире созданы машины с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на смеси биоэтанола и бензина в пропорции:

  • 85/15% — в Америке;
  • 10/90% — в Европейских государствах;
  • 20/80% — в Бразилии,

Считается, что при данных пропорциях (помимо США, там машины были реконструированы), такое соотношение топлива не вредит системам автомобиля, что дает возможность применять биоэтанол уже при существующих технологиях.

Биологическое топливо для камина

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

По общепринятому мнению – оптимальным топливом для камина являются спиртосодержащие жидкости. Поэтому можно с уверенность сказать, что в качестве биологического топлива для камина можно применять:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Демитиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биологическое топливо.

Эти вещества можно применять как в чистом виде, так и в составе с другими составляющими.

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Биологическое топливо для каминов делают в различных государствах, это США, Канада, ЮАР и Европейские государства. Самые популярные в РФ польские компании «Kratki» и «Planika».
В РФ биологическое топливо для каминов делают: компания «БИОТЕПЛО», Мастерская эко-каминов BioKer и еще несколько компаний.

Расценки на биологическое топливо для каминов находятся в диапазоне от 500 («Planika») до 2000 рублей (BioKer) за 5 литров топлива.

Биологическое топливо из водорослей

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Разработана и активно применяется технология получения биологического топлива из водорослей.
Плюсом применения водорослей для промышленного использования, считается то, что для их выращивания не потребуется занимать части суши, они растут в любой воде и не просят специального ухода, с одной стороны, а со второй – способны выполнять существенный прирост биомассы за малые временные промежутки.

Имея в собственном составе обычные элементы химии, водоросли легко перерабатываются.

Как сделать собственными руками

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Человек в обычной жизни иногда пользуется биологическим топливом, это с полной решительностью можно отнести к твёрдым видам топлива – дрова, опилки, солома и т. д. Для производства брикетов для топлива не надо специализированных устройств и механизмов, это сделает каждый, у кого есть продукты переработки дерева и желание.
Более трудоёмкий процесс, это получение биологического топлива из навоза, являющимся продуктом деятельности сельскохозяйственных зверей. В данном варианте выходит биогаз, который можно применять для сжигания, таким образом подогревать воду в системах горячего водообеспечения или тепловой носитель, в системах отопления сооружений и зданий.

Сначала необходимо сформироваться с местом, где будет находиться установка. Подобранный участок должен быть удалён от жилых

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

построек, дабы не создавать неудобства запахами, выделяющимися в процессе брожения биомассы.
На подобранном участке выкапывается яма, в которой выполняется гидрозащита и строится емкость накопитель. Емкость может быть из колец железобетона с заделкой стыков, кирпичной с оклейкой защитой от негативного воздействия влаги, железной.

Сверху устраивается люк и крышка. Устанавливаются магистрали из труб для отвода появившегося газа.

В построенную емкость загружается навоз, картофельная ботва и другие растительные отходы, после этого все заливается водой. В емкости начнется процесс брожения, и как последствие, начнет выделяться биогаз.

В состав получаемого подобным образом газа будет входить — метан, углекислый газ и примеси остальных газов.
С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.

Биотоплива все больше

Что такое биологическое топливо, его виды и плюсы?

В связи с климатическими сдвигами, которые происходят на планете, многие страны подумывают об экологии. Первым делом с целью улучшения экологии на планете многие страны делают биологическое топливо, которое сможет заменить классическое.

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Следующая причина производства биологического топлива состоит в том, что залежи нефти и угля не бесконечны. Со временем они исчерпаются, и когда это случится, людям будет жизненно нужны альтернативные виды топлива, на которых смогут ездить машины, работать котлы, турбины и так дальше.

Что такое биологическое топливо?

Многие слыхали о биологическом топливе, однако мало кто в действительности знает, что это такое и как его делают. Итак, биологическое топливо – это альтернативный вид топлива, который выходит в результате переработки биоотходов или биологического сырья.
Необходимо выделить, что есть три вида биологического топлива:

По мимо этого такое горючее может делаться из самого разного биологического сырья, например, из навоза, соломы, кукурузы и так дальше.

Твёрдое биологическое топливо

Твёрдый вид биологического топлива является очень часто используемым в человеческой жизни. Самый яркий и всем знаменитый пример твёрдого биологического топлива – это, разумеется, дрова, которые применяются с давних времен для обогрева помещений и приготовления пищи.

Но на данный момент есть и иные виды твёрдого биотоплива. Например, деревянные гранулы и пиллеты.

Они сделаны из прессованных опилок, щепок, коры деревьев, соломы и прочих отходов аграрного хозяйства, например как:

  • Лузга подсолнечника;
  • Скорлупа орехов;
  • Навоз и так дальше.

Такие отходы прессуются и принимают вид гранул формы в виде цилиндра, которые имеют длину в 10-30 мм, и диаметр 6-10 мм.

Пиллеты, твёрдое биологическое топливо

В РФ пиллеты на протяжении нескольких лет являются хорошей заменой простым типам топлива. Они удачно заменяют солярку, уголь и дрова, при этом в отличии от соляры и угля, пиллеты при горении не выделяют веществ которые вредны для здоровья и почти не дымят. По мимо этого этот вид топлива выделяет больше тепла, чем обыкновенные дрова, вследствие чего пиллеты применяются не только для обогрева приватизированных домов, но также и в промышленности.

Единственным соперником пиллет считается газ, который подается через трубопровод. Кончено, если иметь в виду только стоимость сырья, то газовое отопление стоит в 3-4 раза доступнее. Но если принять в расчет стоимость нового подсоединения оборудования которое работает на газу (согласование проекта, разрешение службы газа и так дальше), то прессованные топливные гранулы выигрывают и тут.

Что такое прессованные топливные гранулы? Это твёрдый вид биологического топлива, он собой представляет маленькие гранулы формы в виде цилиндра.

Они, как и любое другое твёрдое биологическое топливо, делаются из отходов деревенского производства (солома, опилки, кора, скорлупа орехов и так дальше).
Необходимо выделить, что за границей такое горючее повсеместно используется в автоматических котельных установок, как бытового, так и промышленного назначения.

В большинстве случаев подобную популярность прессованные топливные гранулы получили благодаря сниженной цене. При этом по выделению тепла они совсем не уступают углю и прочим видам топлива.
Размер одной пеллетные гранулы составляет 6-8 мм в диаметре и 5-70 мм по длине.

Впрочем существуют прессованные топливные гранулы, имеющие размеры, превышающие вышеуказанные. Например, в Новосибирске выпускаются прессованные топливные гранулы, имеющие диаметр 10 мм.
В РФ в качестве сырья для изготовления этого типа биологического топлива применяются хвойные породы (остатки от переработки хвойного дерева).

Однако при этом необходимо выделить, что самое лучшее качество имеют прессованные топливные гранулы, которые выполнены из отходов переработки лиственных пород дерева. Разумеется, для изготовления такого топлива требуется новейшее оборудование более большого уровня.

Жидкое биологическое топливо

Жидкий вид биологического топлива, в основном, применяется в автомобилях.
К нему можно отнести:

  • Биоэтанол (отличная замена бензину, хотя и уступает последнему по энергоплотности);
  • Биометанол;
  • Биобутанол – имеет вид бесцветной жидкости;
  • Диметиловый эфир – делается из угля, газа либо биомассы;
  • Дизельное биологическое топливо (биологический дизель);
  • Биологическое топливо второго поколения – делается путем пиролиза биомассы.

Дизельное биологическое топливо

Биологический дизель изготавливается из разных видов растительных масел. Для получения такого топлива из растительного масла первым делом требуется сделать меньше вязкость последнего.

Выполняется это с помощью спирта. Известно, что любое масло состоит из триглицеридов, что означает, что в составе масла есть глицерин. Собственно глицерин и выполняет масло вязким.

Чтобы вывести (остановить) глицерин масло подвергается процессу трансэтерификации – удаление глицерина с помощью спирта. В результате такого процесса выходит чистое биологическое дизтопливо. Получившаяся жидкость имеет цвет меда и не должна содержать примесей.

Если жидкость, даже немного мутная, это говорит про то, что в ней есть вода. Удалить ее можно в процессе нагревания.

Биологическое топливо из соломы

Не так давно ученые из Нидерландов разработали очередной вид жидкого биотоплива, которое может применяться в автомобилях. Выполняется оно из соломы.

По технологии производства такого топлива солома нагревается до конкретной температуры, после этого к ней прибавляются особые ферменты. Это дает возможность образовать сахара.

Другой этап состоит в том, что с помощью бактерий получившиеся сахара перерабатываются в этанол, который потом можно применяться в качестве автомобильного топлива.
Изготовление биологического топлива из соломы отличается экономией.

Около трети перерабатываемой соломы отправляется в отходы, которые сжигаются. При возгорании они выделяют большое количество энергии (температуры), дабы получить сахара из оставшихся 2-ух третей соломы. Кроме того, при сжигании соломы образуется больше энергии, чем требуется для образования сахаров.

Эту энергию действительно возможно применять в иных целях.
Ученые говорят, что после переработки 5 т соломы по представленной технологии выходит биологическое топливо для автомобилей, которого хватит на весь год езды.

ВСЕ ВИДЫ БЕНЗИНА в ОДИН БАК — ЧТО БУДЕТ?

Биологическое топливо из рапса

Рапс считается самым многообещающим сырьем, которое применяется для изготовления биологического топлива. Необходимо выделить, что уже на данный момент 80% биодизеля делают конкретно из рапса.
Производственная технология биологического ДТ из рапса состоит в том в том, что исходное сырье (другими словами семена рапса) попадает в особое устройство (маслобойку).

Тут масло отсоединяется от рапсового шрота, который в последующем применяется в комбикормовой промышленности.
Полученное масло поступает для следующей обработки в этерификационную установку. В процессе этерификации из рапсового масла убирается глицерин.

Для этого в масло добавляется метанол и немного щелочного катализатора.

Газообразное биологическое топливо

К этому же типу топлива относятся:

Зеленые технологии, биологическое топливо

Биологическое топливо из навоза

Длительное время отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности применялись исключительно для изготовления удобрений, впрочем на данный момент эти же отходы дают возможность производить биологическое горючее. В качестве сырья для изготовления топлива можно применять навоз скота и птиц, а еще пивная дробина, отходы боен, послеспиртовая барда, стоки канализации, свекольный жмых и так дальше.

В результате переработки подобных отходов выходит газообразное биологическое топливо, которое выходит в результате брожения. Получившийся в конце концов биогаз может быть применен для изготовления электроэнергии или в теплогенерирующих установках, для отапливания домов для жилья.

По мимо этого такое горючее применяется в автомобилях.
Впрочем необходимо выделить, что для получения газообразного биологического топлива для автомобилей биогаз, получившийся в результате брожения нужно отчистить от СО2, после этого он превращается в метан.

Биологическое топливо второго поколения

Биологическое топливо второго поколения – это этот вид топлива, который изготавливается из непищевого возобновляемого сырья, в отличии от этанола, метанола, биодизеля и так дальше. В качестве сырья для изготовления биологического топлива второго поколения может применяться солома, водоросли, опилки и любая иная биологическая масса.

Биологическое топливо из водорослей

На данное время ученые разработали особенную технологию получения биологического топлива второго поколения из водорослей.
Развитие такой технологии в последующем произвести реальную революцию в мире биологического топлива, так как основное сырье (водоросли) не просят специального ухода и не нуждаются в удобрениях (для роста требуется вода и свет солнца).

Кроме того, они растут в любой воде (грязной, чистой, соленой и пресной). Также водоросли могут помочь в чистке сточных магистралей.

Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива

Виды биотоплива сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Блог о строительстве котельных установок и мини-ТЭЦ “под ключ”

Главные виды топлива для котельных для промышленности

Горючее – краеугольный камень при разработке любой котельной установки. Вид топлива и способ его сжигания воздействуют не только на особенности конструкции котла, в котором оно будет сжигаться, список нужного дополнительного оборудования для котельной, но, что очень важное, на технико-экономическую результативность всего объекта в общем.

Виды топлива (см. табл. 1) как правило делят по способу получения – на натуральные и искусственные, которые получены в процессе деятельности человека (специально или заодно).

Более того, горючее разделяют по типу его агрегатного состояниятвёрдое, жидкое и газообразное.

Таблица 1. Классификация видов топлива для котельных установок

Горючее Агрегатное состояние
Твёрдое Жидкое Газообразное
Природное Ископаемые угли (каменные, бурые, уголь), торф, горючие сланцы, древесина Нефть Сетевой газ
Искусственное Брикеты, гранулы (прессованные топливные гранулы) (из торфа, деревянных отходов и отходов фермерского хозяйства), отходы древесины (щепа, дроблёнка, стружка, опилки, мука из древесины, деревянная пыль), отходы фермерского хозяйства (лузга, солома, костра льна, шелуха) Нефтяные топлива (мазут, соляровое масло, печное горючее) Масла (сланцевое, отработанное машинное) Эмульсии (ВУТ – водоугольное горючее) Доменный газ, коксовый газ, газы переработки нефти, биогаз

Уголь, торф, древесину, мазут и сетевой газ в большинстве случаев считают обычными видами топлива. К нетрадиционным видам топлива относят разные горючие отходы – угольные, нефтяные, промышленные, деревянные, сельскохозяйственные.

Они сжигаются либо как «самостоятельные» материалы, или из них заранее делают брикеты, гранулы (прессованные топливные гранулы) или смеси (к примеру, водноугольное горючее).
Нетрадиционные виды топлива еще иногда называют альтернативными видами топлива.

Особенное место среди них занимает биологическое топливо, получаемое преимущественно из органических промышленных отходов и сырья на основе растительности.
К твёрдому биотопливу относятся все горючие деревообрабатывающие отходы, производства в сельском хозяйстве, торфа, в том числе, брикеты и гранулы (прессованные топливные гранулы) из них.

У нас в государстве твёрдое биологическое топливо пока все еще слабо применяется для сжигания в котельных, тогда как Европа, к примеру, с радостью приобретает прессованные топливные гранулы отечественных изготовителей. Благодаря тому, что теплогенерирующая установка на пеллетах выдержит самые жёсткие требования экологов.

К примеру, одна из выстроенных нами пеллетных котельных установок удачно работает в заповедном районе Алтайского края:

По оценке экспертов энергетического рынка у газообразного биологического топлива (биогаза) в РФ тоже неплохие перспективы.

На биогазе, к примеру, можно начинать строить мини-ТЭЦ мощностью до 10 МВт.
Жидкое биологическое топливо – это по большей части этанол, биологический дизель, применяемые на транспорте и для «котельщиков» оно не представляет особенного заинтересованности.
Разные варианты топлива сравнивают между собой при помощи удельной теплоты сгорания – специализированного критерия, характеризующего теплотворную способность топлива.

Он показывает, какое кол-во теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Удельная теплота сгорания измеряется в Дж/кг или калориях/кг. Чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше удельный топливный расход при такой же величине коэффициента полезного действия (КПД) агрегата.

Для удобства проведения теплотехнических расчетов, связанных с разными видами топлива, применяют понятие условного топлива (у.т.). В РФ удельная теплота сгорания 1 кг условного топлива равна 29,3 МДж или 7000 ккал, что отвечает теплотворной способности одного из видов каменного угля – угля (см. табл.2)

Таблица 2. Удельная теплота сгорания отдельных веществ в воздухе, МДж/кг.

МДж/кг. Торф от 8 до 15 Дрова (березовые, сосновые) 10,2 Бурый уголь от 14 до 15 Каменный уголь от 22 до 29,3 1 у. т. (уголь) 29.3 (7000 ккал/кг) Газ (метан) 50,1 Мазут 39,2 Дизтопливо 42,7

В теплоэнергетике не всегда необходимо стремиться к выбору топлива с высокой удельной теплотой сгорания. Применяемое горючее нужно оценивать с каждой стороны. К примеру, очень часто бывает намного выгоднее в качестве топлива применять разные нетрадиционные виды топлива (горючие отходы), которые дают возможность не только получать «бесплатное» тепло, но, что еще особенно актуально, одновременно решать проблематику их утилизации. А это, нужно согласится, тоже стоит денег.
К выбору вида топлива для проектируемой котельной установки необходимо подходить особенно деликатно, чтобы подобрать хороший («под себя») вид топлива. Рассматривают в большинстве случаев горючее, которое доступно в этом регионе по соотношению «качество-цена».
Оптимальным топливом по большому количеству показателей, несомненно, считается сетевой газ, но, он есть далеко не везде. Нужно взвесить все «за» и «против». В этом случае, под грамотным выбором знают такое горючее, которое дает возможность достигать требуемых характеристик в техническом плане котельной, при ее самой большой технико-экономической эффективности.

Твёрдое биологическое топливо. Свойства разных видов биомассы для применения в качестве твёрдого топлива

Из биомассы выполняется твёрдое, жидкое и газообразное биологическое топливо. Производство твёрдого биологического топлива, в основном, легче всего, требует сравнительно небольших инвестиций и может быть организовано как в больших, так и в малых масштабах. Биологическое топливо собой представляет альтернативу обычным видам топлива для получения тепловой и электроэнергии — углю, газу, нефтепродуктам.

Более технологичный вид твёрдого биологического топлива — пеллеты. Гранулированная биологическая масса прекрасна тем, что дает возможность во много раз уменьшить расходы на перевозку и хранение биомассы, а еще намного увеличить результативность и автоматизировать технологию ее сжигания.

Технология гранулирования биомассы известна уже давно — еще с 30-х гг. XX в. прошлого столетия и с самого начала применялась по большей части в комбикормовой промышленности. Однако перед началом 1980-х гг., после потрясшего мировую экономику энергетического кризиса, на плюсы гранул обратили внимание и с точки зрения применения их в качестве хорошего стандартизированного топлива.

С той поры сегмент гранулированного и прессованного биологического топлива ежегодно растет и развивается все быстрее. Этому помогают рост расценок на классические источники энергии, а еще политика промышленно развитых стран, направленная на уменьшение выбросов «тепличных» газов и переход на возобновляемые источники энергии.

Сравнительная характеристика пеллетов с остальными видами топлива приведена в табл. 2.7.

Сравнение прессованных топливных гранул с остальными видами топлива
Разные варианты биомассы обладают неодинаковыми качествами, значительными с точки зрения применения их в качестве топлива: сырья для изготовления топлива (табл. 2.8).

Характеристика многих видов биологического топлива
Теплота сгорания, сух., б/зол., МДж/кг

Теплота сгорания, сух., б/зол., МДж/кг
Топливо из дерева различных пород дерева также имеет собственные энергетические характеристики (табл.

2.9 и 2.10).
Теплота сгорания древесины и коры различных пород

Теплота сгорания сухой беззольной массы, МДж/кг

Природная зольность отдельных пород дерева
Данные, приведенные в табл.

2.9—2.10, являются усредненными, так как деревья, произрастающие в неодинаковых условиях и в самых разных регионах, могут иметь разнообразные свойства. Впрочем характеристики биологического топлива, произведенного из этой древесины, обходятся свойствами самой биомассы, т.е. зольность деревянных гранул не может быть ниже естественной зольности древесины, а их теплотворная способность не может быть выше теплоты сгорания сырья которое применяется.

Прессованные топливные гранулы (пеллеты) — это изделия формы в виде цилиндра, спрессованные экструзионным методом из высушенного, заранее измельченного, сырья на основе растительности. Предназначаются для получения тепла методом сжигания.

Прессованные топливные гранулы — глубоко переработанный и чистый в экологическом плане вид топлива. Преимуществом применения прессованного биологического топлива считается, во-первых, большая теплотворная способность если сравнивать со щепой и кусковыми отходами древесины, второе, меньшая цена оборудования для котелен мощностью до 2 МВт если сравнивать с установками по сжиганию деревянных отходов. Объем склада для хранения прессованных топливных гранул может быть снижен как минимум до 50% если сравнивать со складом для мульчи.

Гранулы можно сохранять очень близко от жилищных помещений (подвальных или подсобных), так как данный материал биологически не активный, так как прошёл термообработку; он менее подвергается самовоспламенению благодаря тому, что не содержит пыли и спор, которые также как правило вызывают аллергию у людей. По собственным свойствам пеллеты топливные конкурируют с сетевым газом, однако по экологическим критериям превосходят все другие виды топлива в такой же степени, что и в стоимости.

Деревянные гранулы можно делать как из чистой древесины, так и из дерева в смеси с корой. И те, и прочие имеют собственную цену и популярны на рынке. Гранулы с малым содержанием коры имеют самый невысокий процент зольности, считаются продуктом хорошего качества, подходящим для применения и в домашних котельных установок.

Исходя из этого рынок сбыта данного продукта значительно становится шире. Процент применения коры в общем объеме перерабатываемого сырья не должен быть больше 5%.

Делают гранулы первого класса и промышленные.
Гранулы первого класса.

Характеристики: диаметр — 6—8 мм, теплотворность — 16,9 МДж/кг (4,7 кВт • ч), содержание золы — менее 0,7%, плотность насыпом — более 600 кг/м 3 . Во время изготовления гранул первого класса исключается использование связующих веществ, а еще коры.
Промышленные гранулы.

Характеристики: диаметр — 8, 10, 12 мм, теплотворность — 15,1 МДж/кг (4,2 кВт • ч), содержание золы — более 1,5%, плотность насыпом — более 500 кг/м 3 . Во время изготовления промышленных гранул разрешается небольшое кол-во коры.

Сырье для изготовления пеллетов/брикетов

Прессованное или рафинированное биологическое топливо — пеллеты и брикеты — можно делать из самых разных видов биомассы, обладающих достаточной энергоценностью и физическими качествами, дающими возможность успешно измельчать и прессовать материал. Самые популярные виды сырья для изготовления твёрдого биологического топлива: древесина (отходы заготовки леса, лесопиления и обработки дерева, с энергетических плантаций); отходы производства в сельском хозяйстве (лузга подсолнечника, шелуха гречихи и проса, солома, тростник, подстилка домашних четвероногих и птицы); торф; твёрдые домашние отходы; осадки канализационных вод.
В качестве возобновляемого сырья можно рассматривать и разные отходы товарного производства, например маслоотра- ботка, нефтеотходы.

Безусловно, они не считаются биологическим топливом, но на данный момент есть технологии применения подобных отходов в связке с опилками и прочими видами биомассы для изготовления брикетного топлива. Сжигание подобных «композиционных» брикетов, с одной стороны, дает возможность уменьшить плохие выбросы в атмосферу (если сравнивать со сжиганием чистого нефтяного топлива или угля), а со второй — перерабатывать опасные химические отходы с пользой для ЖКХ.
В местах с развитым лесопромышленным комплексом в качестве сырья для изготовления гранул и брикетов как правило применяются отходы древесины и неделовая древесина.

В регионах с развитым растениеводством чаще выпускают пеллеты и брикеты из отходов переработки растений — соломы, лузги подсолнечника, костры льна, зерноотходов. Животноводческие и птицеводческие предприятия в качестве сырья могут поставлять использованную «подстилку» для зверей и птицы (очень часто — опилки, перемешанные с пометом).

В больших городах делаются мусороперерабатывающие предприятия. Один из видов продукции подобных заводов — пеллеты и брикеты.

Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование

Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование.

Биологическое топливо – это горючее, получаемое из биомассы (животного или сырья на основе растительности, а еще из биоотходов) после проведения термохимической или биологической реакции.

Биологическое топливо как экологически чистый источник энергии:

Перед человечеством всегда остро стоял вопрос поиска недорогих источников энергии, получение которых не требовало чрезмерных расходов. Проблема применения источников энергии, особенно обострилась в двадцатом веке, когда стало очевидным, что бездумное сжигание углеводородов приводит к последующему уменьшению их земных запасов. Ученые поняли, что залежи нефти и газа с каким то периодом иссякнут, а расходы на разработку новых месторождений значительно увеличатся, так как придется привлечь больше техники и мощностей производства.

В данный этап существенно усугубилась экология, больно реагирующая на исчезающий лесной покров и продолжающееся засорение атмосферы , недр и воды.
Возросла востребованность поиска других источников энергии тепла , которые могли бы заменить сетевой газ и нефть . И таким успешным направлением, вместе с солнечной энергетикой, ветроэнергетикой стало применение источников энергии биологического происхождения (биологическое топливо).
Под топливом биологического происхождения (биологическим топливом) необходимо понимать продукт, синтезируемый из животного, либо сырья на основе растительности, а еще из биоотходов, который при определенном влиянии, выделяет энергию тепла.

Среди других версий определения биологического топлива встречается также и следующее: «Биологическое топливо – это горючее, получаемое из биомассы после проведения термохимической или биологической реакции».
54-60 % биологического топлива составляют его классические формы: дрова, остатки растительности и сушёный навоз для отапливания домов и приготовления пищи.

Их применяют 38 % населения Земли.

Классификация биологического топлива:

Горючее биологического происхождения классифицируется в зависимости от агрегатного состояния и по принадлежности сырья к одному из трех поколений.
К сырью 1-го поколения относятся традиционные сельскохозяйственные культуры, к примеру: сахарная свёкла.
Характерной спецификой культур, относящиеся к сырью 1-го поколения, считается максимальное наличие в их составе крахмалов, сахаров и жиров.

Крахмалы и сахара после многоступенчатой переработки превращаются в биоэтанол, жиры в биологический дизель. Автотранспортное биологическое топливо по большей части получают из сырья 1-го поколения.
К сырью 2-го поколения относятся древесина, трава и непищевые остатки культивируемых растений, содержащие целлюлозу или лигнин.

Обычным представителем сырья 2-го поколения являются очень простые водоросли, растения рыжик и ятрофа с предельным содержанием масла. Выращивание культур второго поколения требует меньших расходов, чем первого поколения. Такое растительное сырьё можно с большим эффектом сжигать, получать биогаз, разлагать в термической реакции пиролиза.

Минусом сырья второго поколения считается необходимость иметь большие площади культивируемых культур.
К сырью 3-его поколения относятся растущие очень быстро водоросли с самым большим содержанием масла.

Данные культуры культивируются в прудах на участке.

Виды биологического топлива:

С учетом агрегатного состояния – горючее биологического происхождения может быть в жидком, твёрдом или газообразном состоянии.
Самой популярной формой биологического топлива, несомненно, считается жесткая биологическая масса.

Жесткая масса представлена в виде брикетов для топлива и гранул, горючего торфа, биоугля, мульчи и дров.
Жидкое (моторное) горючее – продукт переработки сырья на основе растительности, который обеспечивает работу двигателей внутреннего сгорания. Сюда относится: биоэтанол, биометанол, биологический дизель, биобутанол, диметиловый эфир.

В газообразном состоянии биологическое топливо продемонстрировано биогазом и биоводородом.

Брикеты топливные:

Для получения брикетов для топлива из биоотходов активно применяется технология переработки птичьего помёта и навоза. Эта биологическая масса заранее высушивается и прессуется в брикеты.

Дальше подготовленные брикеты топливные применяются для обогрева жилищных помещений и фабричных цехов.

Пеллеты:

Пеллеты получают из деревянных отходов, скорлупы ореха, подсолнуховой лузги, опилок, коры и щепы. На начальной стадии переработки, биологическая масса, измельченная до муки, поступает в сушилку, потом под пресс. В условиях очень высокого давления и высокотемпературной среды выделяется настоящий полимерный материал лигнин, который проявляет клеящие свойства.

На выходе получаются топливные цилиндрики, имеющие самый маленький процент зольности (не больше 3 %).

Горючий торф:

Технология получения горючего торфа большой сложностью не выделяется. Добытый торф транспортируется на завод по переработке, где просеивается, высушивается, а потом прессуется в брикеты.

Потом торфяные угли используются при обогреве домов за городом и помещений на производстве.

Мульча:

В странах Европы налажено производство мульчи, которая считается продуктом сжигания на здешних ТЭЦ. Выработка щепы создается на заготовках леса при помощи шредеров (специализированных рубильных машин).

Сырьем для изготовления щепы выступают остатки коры, сучьев, пней, очень маленьких веток.

Биоуголь:

Биоуголь – конечный продукт нагревания древесины и остатков растительности без доступа кислорода. Химический процесс отжига древесины обрел название пиролиза.

На Западе активно практикуется технология торрефакции (отжига деревянной массы) на выходе которой получаются биотопливные гранулы с самым большим объемным теплосодержанием.

Дрова:

Дрова сегодня являются одним из самых популярных видов топлива биологического происхождения. Для получения значительных объемов дров высаживаются энергетические массивы леса, с которыми вызывают ассоциации растущие очень быстро леса, кустарники и травы (акация, тополь, кукуруза). Посадку биотехнологических культур, в основном, выполняют как в шахматах или квадратно-гнездовым способом.

Очень часто, практикуется высадка в междурядье деревьев остальных сельскохозяйственных быстрорастущих культур (комбинированный вариант). От момента посадки до полного среза деревьев или растительности должно пройти не менее 4-6 лет.

В богатых странах практикуется обслуживание целых плантаций быстрорастущего тополя и ивы. В Северной Индии выделены очень большие площади для высадки эвкалипта и тополя.

Основной целью данных мероприятий считается получение значительных объемов экологично чистого и энергоемкого топлива для обогрева жилищ и закрытых производственных площадок.

Биоэтанол:

Биоэтанол считается традиционным биотопливным заменителем бензина, который находится на первых позициях в списке моторных топлив биологического происхождения. Главная область использования биоэтанола – горючее для работы двигателей автомобилей , однако в наше время продукт применяется в качестве биологического топлива для бытовых каминов.

В смеси с бензином, биоэтанол имеет очень много положительных качеств: увеличивает мощность мотора, не перегревает его в рабочий период, не образовывает нагара и сажи, не выделяет дым.
При применении в качестве топлива для каминов биоэтанол показывает лучшие экологические качества, чем обыкновенные дрова: выделяет минимум углекислоты, не даёт сажи и дыма.

Как горючее для каминов биоэтанол применяется даже в домах многоквартирных.

Студенты Перевозского техникума создали установку для получения биотоплива

Для получения этанола берется сырьё, содержащее крахмал, сахар или целлюлозу, причем завершальный вариант является самым лучшим с экономической точки зрения.
Крахмал или сахар содержится в кукурузе, картофеле, батате, ячмене, сахарной свекле, зерновых, сахарном тростнике.

Производство этанола из сахарного тростника более выгодно, чем из кукурузы.
В настоящее время известно два способа получения биоэтанола: спиртовое брожение (микробиологический способ) и гидратация этена (искусственный способ).

При проведении реакции брожения выходит 15%-раствор биоэтанола, который потом проходит пару этапов чистки и концентрирования при помощи дистилляции.
В очень больших масштабов биоэтанол получают в процессе гидролиза из целлюлозосодержащего сырья (опилки дерева, солома).

Получившуюся смесь потом подвергают спиртовому брожению.

Биометанол:

Биометанол использование в виде моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Общая доля применения продукта в качестве топлива для легковых и грузовиков составляет 20 %. На базе биометанола сегодня создана оригинальная угольная суспензия «метакол», которая считается заменой использования топочного мазута, но в отличии от него обладает наиболее высокой энергоемкостью и не требует применения специализированных котлов. Среди ярких положительных качеств этого продукта, необходимо отметить: небольшой выброс углекислого газа в атмосферу и возможность перерабатывать органические отходы.

К минусам следует отнести: наличие бесцветного пламени, что может создавать опасную ситуацию и травление внутренних полостей карбюраторов и систем из алюминия.
Производственная технология биометанола в настоящее время четко не отлажена. Многообещающим направлением считается процесс получения продукта из фитопланктона, при помощи химического изменения начального сырья.

Процесс изменения включает брожение биомассы, а потом прямое окисление метана.
Преимущества этой технологии понятны: не потребуется питьевая вода и почва.

Фитопланктон имеет хорошую энергетическую отдачу и обладает высокой продуктивностью.
Область использования биометанола не исчерпывается автомобильной отраслью – продукт также активно применяется в химической промышленности для получения метиламинов, водных растворов формалина, растворителей, его добавляют в антифризы и сетевой газ.

Биологический дизель:

Биологический дизель – продукт биологического происхождения на основе зверей и жиров растительного типа (масел), а еще их производных.
Биологический дизель обладает большим количеством положительных качеств:
а) отличные смазочные качества продукта дают возможность существенно увеличить время работы двигателей внутреннего сгорания;
б) полностью распадается при попадании в грунт, не причиняя ущерба животным и растениям;
в) не содержит серы в отличии от ДТ;
г) позволяет вводить в оборот раньше ненужные низкокачественные земли сельскохозяйственного назначения;
д) последний элемент производства биодизеля – жмых можно в последующем применять в качестве корма для скота.
Для изготовления биодизеля в различных государствах мира применяется рапс и его разновидности, соя, касторовое, кокосовое и пальмовое масло, растение ятрофа из семейства молочайных.

В наше время учеными ведутся работы по совершенствованию технологии получения биодизеля из водорослей. Специалисты подсчитали, что с одного акра земли можно получить 2400 литров пальмового масла, а с поверхности воды – 3570 баррелей бионефти (где один баррель приравнивается к 150 литрам).

Диметиловый эфир:

Диметиловый эфир – отождествляется с топливом биологического происхождения, который соответствует всем требованиям экологично чистого продукта, не требующего дополнительных этапов очисток. Машины с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на диметиловом эфире, создает отечественный флагман машиностроения «КАМАЗ», китайский изготовитель «SAIC Motor», европейские корпорации «Volvo» и «Ниссан».

Биогаз:

Биогаз, очень часто выступает заменителем газа и собой представляет смесь метана и углекислого газа . Из биогаза можно еще получать электроэнергию или применять готовый продукт в качестве топлива. Производственная технология биогаза учитывает расщепление трудных органических соединений под влиянием бактерий. Этот процесс обрел название метанового брожения.

Конечным продуктом метанового брожения считается биогаз и органическое удобрение.
Сырьем для товарного производства биогаза служит широкий список отходов органики:
– сладкая/соленая молочная сыворотка;
– отходы от производства биодизеля;
– виноградная выжимка, жом овощной и фруктовый;
– отходы переработки картофеля;
– отходы получения крахмала и патоки;
– производственные отходы чипсов;
– отходы рыбного и забойного цехов;
Биогаз можно еще получать из силосных культур и водорослей.

Одним из вариантов получения биогаза считается сбор свалочного газа. Грамотная организация сбора свалочного газа дает возможность сделать лучше экологическую ситуацию в больших городах.
Основной задачей биогазовых станций считается улучшение экологии внешней среды за счёт переработки разлагающихся отходов с дальнейшим получением удобрений на органической основе.

Лишь после выполнения перечисленных выше задач ставится цель получения доступной электрической и энергии тепла .
Биогазовые установки строятся на птицефабриках, мясокомбинатах, водочных производствах и имеют статус высокоэффективных очистительных канализационных сооружений. Современная биогазовая станция вполне может заменить санитарно-ветеринарный завод, который взамен переработки падали в мясокостную муку будет делать биогаз.

В нынешних реалиях не менее половины птицеферм Европы отаплюются биогазом. Из одной тонны навоза КРС можно получить до 65 кубов биогаза.

Некоторые большие автомобильные производители Европы уже наладили сборку автобусов, работающих на биогазе.

Биоводород:

Биоводород – газообразный продукт, получившийся из биомассы химическим или термохимическим способом.
При химическом способе воздействия – процесс расщепления биомассы инициируют особенные бактерии. При термохимическом способе биомассу греют до 800°С без доступа кислорода.

В ходе реакции из биомассы выделяется H2, CO и CH4.
Водород также могут делать из стоков канализации или морской воды отдельные виды зеленых водорослей (например, Chlamydomonas reinhardtii).

В очень больших масштабов использование водорода ограничено, так как при взаимном действии с воздухом образуется гремучая смесь, которая очень взрывоопасна.

Влияние применения топлива биологического происхождения на экологию:

В большинстве государств мира увеличивается интерес на горючее биологического происхождения. В погоне за выгодой большинство поставщиков древесных гранул наращивают объемы торговли, таким образом помогая вырубке лесов и прочих насаждений зелени.
Интригой до этих пор остается вопрос углеродной нейтральности биоэнергетики – ученые спорят, есть ли риск добавки СО2 в атмосферу или доля подобных выбросов не будет влиять на настоящий баланс.

В ряде азиатских из-за непродуманных действий правительства, в связи с изъятием сельскохозяйственных земель из оборота, и выделением их под энергетические культуры ощущается острая нехватка продовольствия.

Виды биологического топлива: сравнение параметров твёрдого, жидкого и газообразного топлива

Альтернативой обычным энергоресурсам считаются самые разные виды биологического топлива, для производства которых применяется растительное либо животное сырье, отходы промышленности и результаты деятельности организмов.
Рекомендуем разобраться в положительных качествах и минусах использования такого горючего, выяснить характерности производства, рабочие характеристики, а еще оценить результативность применения различных типов биотоплива.

Приведенная информация даст возможность определиться в подборе других источников энергоносителей.

Что такое биологическое горючее

Наиболее многообещающим направлением в энергетике являются технологии, предусматривающие применение возобновляемых ресурсов, к числу которых относится и биологическое горючее.

В качестве сырья для его изготовления можно брать биомассу растительного/животного происхождения, включая отходы товарных производств либо остатки деятельности зверей.
Обработка подобных веществ выполняется термохимическим или биологическим методом, в последнем варианте горючее получают с помощью разных видов микроорганизмов.

Во многих государствах работают особые программы по расширению доли биологического топлива в национальном и региональном потреблении энергии. Во многих государств имеются также обязательные нормы применения этого энергетического источника.

Плюсы и минусы биологического топлива

У биологических видов горючего имеются собственные отрицательные и положительные стороны. Интерес к применению данного вида сырья вызван его несомненными положительными качествами.

  • Бюджетная стоимость. Хотя в настоящее время расценки на биологическое топливо фактически совпадают с ценой бензина, биологические вещества являются более выгодным видом горючего, так как при сжигании дают меньше выбросов. Биологическое топливо пригодно к использованию в самых разных условиях, при этом его можно приспособить к двигателям различных конструкции. Дополнительным хорошим качеством считается оптимизация работы мотора, который дольше остается чистым из-за небольшого количества сажи и выхлопным газов.
  • Мобильность. Биологическое горючее отличается от других вариантов экологически чистых источников энергии собственной подвижностью. В конструкции солярных и ветряных установок в большинстве случаев входят тяжёлые аккумуляторные батареи, благодаря этому они очень часто применяются стационарно, в то время как биогорючее можно без больших проблем транспортировать из одного региона в другой.
  • Возобновляемый энергетический источник. Хотя, согласно мнению ученых, существующих залежей сырой нефти хватит как минимум на пару сотен лет, ископаемые залежи все же конечны. Биологическое топливо, изготавливаемое из растений и отходов деятельности зверей, относится к числу возобновляемых ресурсов, которым обозримой перспективе не грозит пропадание.
  • Охрана атмосферы земли. Большим минусом классических углеводородов считается весомый процент CO2, который выделяется при сжигании. Этот газ делает в атмосфере нашей планеты эффект парника, создавая условия для глобального потепления. При горении же биологических веществ кол-во углекислого газа уменьшается до 65%. Плюс к этому культуры, применяемые в производстве биологического топлива, потребляют оксид углерода, делая меньше его долю в воздухе.
  • Финансовая безопасность. Залежи углеводородов распределены неровно, благодаря этому часть государств вынуждена покупать нефть или сетевой газ, тратя на покупку, перевозку, складирование немалые средства. Разные варианты биологического горючего можно получать фактически в любой стране. Так как для его изготовления и переработки понадобится создание новых фирм и, исходя из этого, мест для работы, это принесёт пользу народному хозяйству и благоприятно отобразится на благосостоянии людей.

Совершенствование технологий и развитие новых методов сможет увеличить хороший эффект биологического топлива. Так, разработка технологий с применением планктона и водорослей даст возможность намного уменьшить его цену.

В то же время на сегодняшнем шаге развития наук и технологий производство биологическое топливо связано с рядом проблем и неудобств. Прежде всего, это натуральные ограничения в выращивании растений.

Для произрастания культур, применяемых для выработки биомассы, требуется иметь в виду ряд моментов, а конкретно:

  • Водопользование. Сельскохозяйственные растения потребляют много воды, являющейся ограниченным ресурсом, тем более в засушливых местах.
  • Инвазивность. Выращиваемые на горючее культуры часто бывают агрессивны. Они заглушают аутентичную флору благодаря чему скорее всего пострадает биоразнообразие и экосистема региона.
  • Удобрения. Для произрастания многих растений потребуется добавочное внесение питательных веществ, которые могут навредить иным культурам или общей экосистеме.
  • Климат. Отдельные климатические зоны (к примеру, пустыня или тундра) не подойдут для выращивания биотопливных культур.

Активное выращивание сельскохозяйственных растений связано и с истощением земледельческих ресурсов, Несоблюдение правил агротехники может привести к уменьшению содержания полезных элементов почв и, как последствие, к их истощению, что вызовет ухудшение продуктовой проблемы.
Происходит нарушение экосистемы.

Для изготовления биомассы в большинстве случаев требуется увеличение территорий, задействованных в фермерском хозяйстве.
Очень часто для этой цели проходит очистка территории, что приводит к разрушению микроэкосистемы (к примеру, леса), гибели растений и зверей.

Появляются проблемы с выращиваем монокультур. Для получения большего урожая биомассы изготовители часто засеивают земли конкретным растением. Аналогичная практика не очень заметно отражается на состоянии угодий в сельском хозяйстве, так как монокультура ведет к изменению внешней среды.

На полях, занятых одним видом растений, в большинстве случаев паразитируют особенные разновидности вредителей. Попытка борьбы с ними с помощью инсектицидных препаратов и пестицидов приводит лишь к выработке стойкости к этим средствам.

Во избежание вышеописанных проблем, ученые рекомендуют не пренебрегать биоразнообразием культур, объединяя на полях пару растений, а еще применять местные сорта флоры.

Поколения альтернативного горючего

Очень большой ассортимент сырья на основе растительности, применяемого для биомассы, принято делить на пару поколений.
Первое поколение.

К данной категории относятся сельскохозяйственные культуры, в которых содержится большой процент крахмала, сахаров, жиров. Это такие востребованные растения, как кукуруза, сахарная свекла, рапс, соя.

Так как выращивание таких культур наносит ущерб климату, а их изъятие с рынка оказывает влияние на образование цены продуктов, ученые пытаются заменить их на иные виды биомассы.

Второе поколение. В группу биомассы входит древесина, трава, сельскохозяйственные отходы (скорлупа, шелуха). Получение биологического топлива из подобного сырья требует больших расходов, впрочем дает возможность закрыть вопрос утилизации не остатков пищи с одновременным производством горючих материалов.

Спецификой культур, входящих в эту разновидность, считается присутствие в них лигнина и целлюлозы. Благодаря им биомассу можно сжигать и газифицировать, а еще подвергать пиролизу, получая жидкое горючее.
Основным минусом биомассы второго поколения считается неудовлетворительная отдача с единицы площади, благодаря чему под такие культуры приходится отводить существенные земельные ресурсы.

Третье поколение. Сырьем для изготовления биологического топлива служат водоросли, которые выращиваются в очень больших масштабов, к примеру, в открытых водоемах.

Аналогичная практика имеет широкие перспективы, но сейчас эти технологии только разрабатываются. Ученые также исследуют для создания методик, разрешающих получить биологическое топливо 4-го и даже пятого поколения.

Три разновидности биологического топлива

В зависимости от того, в каком агрегатном состоянии находится вещество, отличают три основных типа биологического топлива:

  1. Твёрдое: дрова, торф, отходы деятельности зверей и производства в сельском хозяйстве.
  2. Жидкое: биологический дизель, диметиловый эфир, биоэтанол, биобутанол.
  3. Газообразные: биогаз, метан, биоводород.

Каждый вид веществ имеет собственную специфику, речь о которой пойдёт ниже.

Вид #1: твёрдое

К числу самых распространенных твёрдых разновидностей биотоплива относятся древесина, торф, отходы деятельности зверей.

Древесина (дрова, щепа, опилки)

Древним видом биологического топлива являются хорошо знакомые всем дрова, которые давно используются для обогрева домов и готовки еды. До этих пор их часто применяют в различных государствах для получения тепло/электрической энергии, например, на дровах работает большая Австрийская теплоэлектростанция, мощность которой составляет 66 милионов ватт.
В то же время у аналогичного сырья есть минусы.

Каллорийность дров относительно невелика: при сжигании часть вещества садится в виде сажи, благодаря чему камины и печи нужно постоянно очищать. Также, для восполнения запасов древесины требуется конкретное время – новые деревья подрастут только через 15-20 лет.

Хорошей заменой простым дровам являются прессованные топливные гранулы (гранулы), для изготовления которых применяется некондиционная древесина: кора, щепа, прессованные опилки, сучья.

Для изготовления топливных прессованных топливных гранул сырье измельчается в пыль, которая потом высушивается и прессуется при большой температуре. Благодаря содержащемуся в древесине лигнину образуется клейкая масса, из которой возникают маленькие цилиндрики длиной 5-70 мм и диаметром 6-10 мм.

Наладить производство прессованных топливных гранул можно лично, изготовив пресс для брикетов для топлива.
К числу распространенных видов биологического топлива причисляется мульча, которая нередко служит энергетическим источником на европейских ТЭЦ.

Выработка данного сырья изготавливается на заготовках леса либо на специализированных линиях на производстве, оборудованных машинами-шредерами.

Болотный и лесной топливный торф

Это популярная разновидность биологического топлива, используемая в промышленных и бытовых целях на протяжении веков. Торф собой представляет не полностью разложившийся в условиях болота слой мха, добыча которого выполняется в большинстве государств мира: России, Белоруссии, Канаде, Швеции, Индонезии и прочих.

БИОЭТАНОЛ В ВАШЕМ АВТО: ДРУГ ИЛИ ВРАГ?

Для удобства процесса производства биомассу в большинстве случаев перерабатывают на месте добычи. Процесс состоит в очистке (просеивании) сырья от сторонних выключений с дальнейшей сушкой и формовкой в виде брикетов или гранул.

Горючее из сельскохозяйственных отходов

В сельскохозяйственном производстве, в основном, скапливается огромное число самых разных растительных отходов: наружные оболочки растений, ореховая скорлупа, солома.
Аналогичное сырье также можно подвергать прессовке и гранулированию, получая пеллеты топливные, характеристики которых особо ничем не отличаются от гранул, сделанных из деревянной биомассы.

Биологическое топливо животного происхождения

Вместе с дровами еще в старину люди начали использовать горючее животного происхождения, а конкретно кизяки – высохший навоз домашних четвероногих. Новые технологии сушки и переработки аналогичного сырья дают возможность получать твёрдые разновидности биологического топлива, абсолютно лишенные зловонного запаха.

Так как на данный момент отходы животноводства собираются в очень больших масштабов, изготовление из них топлива сразу решает вопрос об их утилизации.

Вид #2: жидкое

Жидкие варианты биологического топлива, выделяющиеся безопасностью и экологичностью, большей частью применяются для замены бензина и прочих аналогичных средств. К числу самых популярных вариантов относятся биоэтанол, биометанол, биобутанол, биологический дизель, диметиловый эфир.

Биоэтанол из растительности

Это популярное жидкое биологическое топливо, применяющееся для заправки автомобилей. Хотя чистое вещество не используется в виде горючего, его добавка в бензин помогает улучшению работы мотора, увеличению его мощности, осуществлению контроля за нагревом мотора, уменьшению выбросов отработанных газов.

Биоэтанол оценили также любители каминов. Это вещество имеет хорошую отдачу тепла, также при его горении не появляется копоть или дым, а кол-во выделяемого углекислого газа сводится к нулю.

Благодаря подобным свойствам горючее можно использовать даже для камеры сгорания очага в многоквартирных дома. Детальнее о биологическом топливе для каминов написано в данной статье.
Выработка биоэтанола выполняется из сырья первого поколения, содержащего крахмал либо сахар.

Зерновые, кукуруза, сахарный тростник, свекла перерабатываются по технологии спиртового брожения.

Биобутанол для заправки автомобилей

Биобутанол – получившийся биологическим путем аналог бутанола. Бесцветная жидкость, обладающая выраженным ароматом, широко используется в виде сырья на основе химии в промышленности, а еще может применяться как автотранспортное горючее.

Критерий энергоемкости бутанола близок к бензину, что дает возможность немного менять последний в топливных элементах. В отличии от биоэтанола, биобутанол может использоваться своими силами, без добавки классических видов горючего.

Сырьем для изготовления данного биовещества служат очень и очень разные растения: свекла, маниока, пшеница, кукуруза.

Диметиловый эфир (C2H6O)

Это также чистое в экологическом плане горючее. При его сжигании в отработанных газах отсутствуют соединения серы, а содержание соединений азота на 90% меньше, чем при горении бензина.

Диметиловый эфир можно использовать без специализированных фильтров, однако в конструкцию автомобиля (система питания, зажигание мотора) приходится вносить радикальные изменения.

Без каких-то переделок можно применять комбинированное горючее, содержащее 30% диметилового эфира в машинах, которые оборудованы LPG-двигателями.
Жидкое горючее может выполняться из разного сырья: газа, угольной пыли, биомассы и прежде всего из остатков целлюлозно-бумажного производства, трансформирующихся в жидкость при небольшом давлении.

Биометанол из одноклеточных водорослей

Аналогичное вещество считается аналогом привычного метанола, который повсеместно используется для изготовления ряда химических соединений (кислота уксуса, водный раствор формалина), а также применяется в качестве антифриза и растворителя.
Первый раз вопрос о производстве данного вида биологического топлива был поднят в 1980-х годах, когда группа исследователей предложила получать жидкую субстанцию путем химической трансформации морского фитопланктона, культивирование которого будет производится в специализированных водоемах.

Биометанол имеет ряд потенциальных положительных качеств:

  • высокую энергоотдачу – 14 во время получения метана, 7 при выработке метанола;
  • отличную эфективность фитопланктона – до 100 тонн с гектара в течении года;
  • нетребовательность одноклеточных организмов, для культивирования которых не требуется питьевая вода, почвы с черноземом;
  • сохранение земледельческих ресурсов, так как фитопланктон выращивается в водоемах или морских заливах.

Хотя промышленное изготовление биометанола до этих пор не налажено, на данный момент ведутся упорные исследования и разработка технологий для развития изготовления данного вида альтернативного горючего.

Биологический дизель как замена транспортному горючему

Это жидкое моторное биологическое топливо, которое состоит из смеси эфиров жирных кислот. Вещество безопасно для людей и зверей, фактически полностью разлагается в земля за 28 дней, а еще имеет относительно высокую ( Вид #3: газообразное

К главным разновидностям газообразного биотоплива относятся биогаз и биоводород.

Биогаз как замена газа

Биогаз собой представляет фактически полный аналог газа: в нем содержится 13-50% CO2, 49-87% метана, а еще примеси H2 и H2S. Если это вещество почистить от углекислого газа, можно получить биометан.
Газообразное биологическое топливо производится из биомассы методом водородного или метанового брожения.

Последнее вызывается тремя видами микроорганизмов: сначала сырье подвергается действию гидролизных бактерий, которые потом чередуются кислотообразующими и метанообразующими микробами.

В качестве сырья используются разные материалы: силос, навоз, водоросли, канализационные воды, помет, фекальные остатки, домашние отходы. Исходное вещество приводится в гомогенное состояние, после этого его с помощью погрузчика его помещают в реактор.
Там поддерживается оптимальная температура в +35-38°С, которая нужна для выполнения процесса метанового брожения.

Сырье регулярно смешивается, при этом появляющийся газообразный продукт отводится в газгольдер (блок для хранения), откуда он попадает в электрический генератор.
Детальнее о получении биогаза из навоза и обустройстве биогазовой установки написано в статьях:

Биоводород, получившийся химическим методом

Разновидность газообразного биологического топлива, собой представляющую аналог привычного водорода, получают из биомассы при помощи химического либо термохимического методов.
При термохимическом способе подготовленное сырье (к примеру, отходы древесины) греют до температуры 500—800°C без доступа кислорода, при этом выделяются газы H2, CO, CH4.

При химическом способе сырье выдерживается с удобством при нормальном давлении и температуре приблизительно в 30°C.
В биомассу вносятся особые микроорганизмы Enterobacter cloacae, Rodobacter speriodes, которые разлагают исходный продукт, выделяя водород.

Для ускорения производства с применением полисахаридов разрешается внесение энзимов.

Выводы и полезное видео по теме

На представленном ниже ролике можно заметить производственный процесс популярного вида биологического топлива – брикетов из дерева:

Виды биотоплива отличаются не только агрегатным состоянием, но и свойствами. При подборе аналогичных материал нужно учесть их планируемое применение, результативность, рабочие свойства и стоимость.

Есть навык применения альтернативного горючего? Или желаете задать вопросы по теме биологического топлива?

Пожалуйста, комментируйте публикацию и участвуйте в обсуждениях. Блок обратной связи размещен ниже.

Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование

Биологическое топливо, виды, распространение, производство и использование.

Биологическое топливо – это горючее, получаемое из биомассы (животного или сырья на основе растительности, а еще из биоотходов) после проведения термохимической или биологической реакции.

Биологическое топливо как экологически чистый источник энергии:

Перед человечеством всегда остро стоял вопрос поиска недорогих источников энергии, получение которых не требовало чрезмерных расходов. Проблема применения источников энергии, особенно обострилась в двадцатом веке, когда стало очевидным, что бездумное сжигание углеводородов приводит к последующему уменьшению их земных запасов.

Ученые поняли, что залежи нефти и газа с каким то периодом иссякнут, а расходы на разработку новых месторождений значительно увеличатся, так как придется привлечь больше техники и мощностей производства. В данный этап существенно усугубилась экология, больно реагирующая на исчезающий лесной покров и продолжающееся засорение атмосферы , недр и воды.
Возросла востребованность поиска других источников энергии тепла , которые могли бы заменить сетевой газ и нефть . И таким успешным направлением, вместе с солнечной энергетикой, ветроэнергетикой стало применение источников энергии биологического происхождения (биологическое топливо).

Под топливом биологического происхождения (биологическим топливом) необходимо понимать продукт, синтезируемый из животного, либо сырья на основе растительности, а еще из биоотходов, который при определенном влиянии, выделяет энергию тепла.
Среди других версий определения биологического топлива встречается также и следующее: «Биологическое топливо – это горючее, получаемое из биомассы после проведения термохимической или биологической реакции».
54-60 % биологического топлива составляют его классические формы: дрова, остатки растительности и сушёный навоз для отапливания домов и приготовления пищи.

Их применяют 38 % населения Земли.

Классификация биологического топлива:

Горючее биологического происхождения классифицируется в зависимости от агрегатного состояния и по принадлежности сырья к одному из трех поколений.
К сырью 1-го поколения относятся традиционные сельскохозяйственные культуры, к примеру: сахарная свёкла.

Характерной спецификой культур, относящиеся к сырью 1-го поколения, считается максимальное наличие в их составе крахмалов, сахаров и жиров. Крахмалы и сахара после многоступенчатой переработки превращаются в биоэтанол, жиры в биологический дизель.

Автотранспортное биологическое топливо по большей части получают из сырья 1-го поколения.
К сырью 2-го поколения относятся древесина, трава и непищевые остатки культивируемых растений, содержащие целлюлозу или лигнин.

Обычным представителем сырья 2-го поколения являются очень простые водоросли, растения рыжик и ятрофа с предельным содержанием масла. Выращивание культур второго поколения требует меньших расходов, чем первого поколения.

Такое растительное сырьё можно с большим эффектом сжигать, получать биогаз, разлагать в термической реакции пиролиза. Минусом сырья второго поколения считается необходимость иметь большие площади культивируемых культур.
К сырью 3-его поколения относятся растущие очень быстро водоросли с самым большим содержанием масла.

Данные культуры культивируются в прудах на участке.

Виды биологического топлива:

С учетом агрегатного состояния – горючее биологического происхождения может быть в жидком, твёрдом или газообразном состоянии.
Самой популярной формой биологического топлива, несомненно, считается жесткая биологическая масса.
Жесткая масса представлена в виде брикетов для топлива и гранул, горючего торфа, биоугля, мульчи и дров.

Жидкое (моторное) горючее – продукт переработки сырья на основе растительности, который обеспечивает работу двигателей внутреннего сгорания. Сюда относится: биоэтанол, биометанол, биологический дизель, биобутанол, диметиловый эфир.

В газообразном состоянии биологическое топливо продемонстрировано биогазом и биоводородом.

Брикеты топливные:

Для получения брикетов для топлива из биоотходов активно применяется технология переработки птичьего помёта и навоза. Эта биологическая масса заранее высушивается и прессуется в брикеты.

Дальше подготовленные брикеты топливные применяются для обогрева жилищных помещений и фабричных цехов.

Пеллеты:

Пеллеты получают из деревянных отходов, скорлупы ореха, подсолнуховой лузги, опилок, коры и щепы. На начальной стадии переработки, биологическая масса, измельченная до муки, поступает в сушилку, потом под пресс.

В условиях очень высокого давления и высокотемпературной среды выделяется настоящий полимерный материал лигнин, который проявляет клеящие свойства. На выходе получаются топливные цилиндрики, имеющие самый маленький процент зольности (не больше 3 %).

Горючий торф:

Технология получения горючего торфа большой сложностью не выделяется. Добытый торф транспортируется на завод по переработке, где просеивается, высушивается, а потом прессуется в брикеты.

Потом торфяные угли используются при обогреве домов за городом и помещений на производстве.

Мульча:

В странах Европы налажено производство мульчи, которая считается продуктом сжигания на здешних ТЭЦ. Выработка щепы создается на заготовках леса при помощи шредеров (специализированных рубильных машин).

Сырьем для изготовления щепы выступают остатки коры, сучьев, пней, очень маленьких веток.

Биоуголь:

Биоуголь – конечный продукт нагревания древесины и остатков растительности без доступа кислорода. Химический процесс отжига древесины обрел название пиролиза.

На Западе активно практикуется технология торрефакции (отжига деревянной массы) на выходе которой получаются биотопливные гранулы с самым большим объемным теплосодержанием.

Дрова:

Дрова сегодня являются одним из самых популярных видов топлива биологического происхождения. Для получения значительных объемов дров высаживаются энергетические массивы леса, с которыми вызывают ассоциации растущие очень быстро леса, кустарники и травы (акация, тополь, кукуруза).

Посадку биотехнологических культур, в основном, выполняют как в шахматах или квадратно-гнездовым способом. Очень часто, практикуется высадка в междурядье деревьев остальных сельскохозяйственных быстрорастущих культур (комбинированный вариант).

От момента посадки до полного среза деревьев или растительности должно пройти не менее 4-6 лет. В богатых странах практикуется обслуживание целых плантаций быстрорастущего тополя и ивы. В Северной Индии выделены очень большие площади для высадки эвкалипта и тополя.

Основной целью данных мероприятий считается получение значительных объемов экологично чистого и энергоемкого топлива для обогрева жилищ и закрытых производственных площадок.

Биоэтанол:

Биоэтанол считается традиционным биотопливным заменителем бензина, который находится на первых позициях в списке моторных топлив биологического происхождения. Главная область использования биоэтанола – горючее для работы двигателей автомобилей , однако в наше время продукт применяется в качестве биологического топлива для бытовых каминов.
В смеси с бензином, биоэтанол имеет очень много положительных качеств: увеличивает мощность мотора, не перегревает его в рабочий период, не образовывает нагара и сажи, не выделяет дым.

При применении в качестве топлива для каминов биоэтанол показывает лучшие экологические качества, чем обыкновенные дрова: выделяет минимум углекислоты, не даёт сажи и дыма. Как горючее для каминов биоэтанол применяется даже в домах многоквартирных.

Для получения этанола берется сырьё, содержащее крахмал, сахар или целлюлозу, причем завершальный вариант является самым лучшим с экономической точки зрения.
Крахмал или сахар содержится в кукурузе, картофеле, батате, ячмене, сахарной свекле, зерновых, сахарном тростнике.

Производство этанола из сахарного тростника более выгодно, чем из кукурузы.
В настоящее время известно два способа получения биоэтанола: спиртовое брожение (микробиологический способ) и гидратация этена (искусственный способ).
При проведении реакции брожения выходит 15%-раствор биоэтанола, который потом проходит пару этапов чистки и концентрирования при помощи дистилляции.

В очень больших масштабов биоэтанол получают в процессе гидролиза из целлюлозосодержащего сырья (опилки дерева, солома). Получившуюся смесь потом подвергают спиртовому брожению.

Биометанол:

Биометанол использование в виде моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Общая доля применения продукта в качестве топлива для легковых и грузовиков составляет 20 %. На базе биометанола сегодня создана оригинальная угольная суспензия «метакол», которая считается заменой использования топочного мазута, но в отличии от него обладает наиболее высокой энергоемкостью и не требует применения специализированных котлов.

Среди ярких положительных качеств этого продукта, необходимо отметить: небольшой выброс углекислого газа в атмосферу и возможность перерабатывать органические отходы. К минусам следует отнести: наличие бесцветного пламени, что может создавать опасную ситуацию и травление внутренних полостей карбюраторов и систем из алюминия.

Производственная технология биометанола в настоящее время четко не отлажена. Многообещающим направлением считается процесс получения продукта из фитопланктона, при помощи химического изменения начального сырья. Процесс изменения включает брожение биомассы, а потом прямое окисление метана.

Преимущества этой технологии понятны: не потребуется питьевая вода и почва. Фитопланктон имеет хорошую энергетическую отдачу и обладает высокой продуктивностью.

Область использования биометанола не исчерпывается автомобильной отраслью – продукт также активно применяется в химической промышленности для получения метиламинов, водных растворов формалина, растворителей, его добавляют в антифризы и сетевой газ.

Биологический дизель:

Биологический дизель – продукт биологического происхождения на основе зверей и жиров растительного типа (масел), а еще их производных.
Биологический дизель обладает большим количеством положительных качеств:
а) отличные смазочные качества продукта дают возможность существенно увеличить время работы двигателей внутреннего сгорания;
б) полностью распадается при попадании в грунт, не причиняя ущерба животным и растениям;
в) не содержит серы в отличии от ДТ;
г) позволяет вводить в оборот раньше ненужные низкокачественные земли сельскохозяйственного назначения;
д) последний элемент производства биодизеля – жмых можно в последующем применять в качестве корма для скота.
Для изготовления биодизеля в различных государствах мира применяется рапс и его разновидности, соя, касторовое, кокосовое и пальмовое масло, растение ятрофа из семейства молочайных.

В наше время учеными ведутся работы по совершенствованию технологии получения биодизеля из водорослей. Специалисты подсчитали, что с одного акра земли можно получить 2400 литров пальмового масла, а с поверхности воды – 3570 баррелей бионефти (где один баррель приравнивается к 150 литрам).

Диметиловый эфир:

Диметиловый эфир – отождествляется с топливом биологического происхождения, который соответствует всем требованиям экологично чистого продукта, не требующего дополнительных этапов очисток. Машины с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на диметиловом эфире, создает отечественный флагман машиностроения «КАМАЗ», китайский изготовитель «SAIC Motor», европейские корпорации «Volvo» и «Ниссан».

Биогаз:

Биогаз, очень часто выступает заменителем газа и собой представляет смесь метана и углекислого газа . Из биогаза можно еще получать электроэнергию или применять готовый продукт в качестве топлива. Производственная технология биогаза учитывает расщепление трудных органических соединений под влиянием бактерий. Этот процесс обрел название метанового брожения.

Конечным продуктом метанового брожения считается биогаз и органическое удобрение.
Сырьем для товарного производства биогаза служит широкий список отходов органики:
– сладкая/соленая молочная сыворотка;
– отходы от производства биодизеля;
– виноградная выжимка, жом овощной и фруктовый;
– отходы переработки картофеля;
– отходы получения крахмала и патоки;
– производственные отходы чипсов;
– отходы рыбного и забойного цехов;
Биогаз можно еще получать из силосных культур и водорослей.

Одним из вариантов получения биогаза считается сбор свалочного газа. Грамотная организация сбора свалочного газа дает возможность сделать лучше экологическую ситуацию в больших городах.

Основной задачей биогазовых станций считается улучшение экологии внешней среды за счёт переработки разлагающихся отходов с дальнейшим получением удобрений на органической основе. Лишь после выполнения перечисленных выше задач ставится цель получения доступной электрической и энергии тепла .
Биогазовые установки строятся на птицефабриках, мясокомбинатах, водочных производствах и имеют статус высокоэффективных очистительных канализационных сооружений.

Современная биогазовая станция вполне может заменить санитарно-ветеринарный завод, который взамен переработки падали в мясокостную муку будет делать биогаз. В нынешних реалиях не менее половины птицеферм Европы отаплюются биогазом.

Из одной тонны навоза КРС можно получить до 65 кубов биогаза. Некоторые большие автомобильные производители Европы уже наладили сборку автобусов, работающих на биогазе.

Биоводород:

Биоводород – газообразный продукт, получившийся из биомассы химическим или термохимическим способом.
При химическом способе воздействия – процесс расщепления биомассы инициируют особенные бактерии. При термохимическом способе биомассу греют до 800°С без доступа кислорода.

В ходе реакции из биомассы выделяется H2, CO и CH4.
Водород также могут делать из стоков канализации или морской воды отдельные виды зеленых водорослей (например, Chlamydomonas reinhardtii).

В очень больших масштабов использование водорода ограничено, так как при взаимном действии с воздухом образуется гремучая смесь, которая очень взрывоопасна.

Влияние применения топлива биологического происхождения на экологию:

В большинстве государств мира увеличивается интерес на горючее биологического происхождения. В погоне за выгодой большинство поставщиков древесных гранул наращивают объемы торговли, таким образом помогая вырубке лесов и прочих насаждений зелени.
Интригой до этих пор остается вопрос углеродной нейтральности биоэнергетики – ученые спорят, есть ли риск добавки СО2 в атмосферу или доля подобных выбросов не будет влиять на настоящий баланс.

В ряде азиатских из-за непродуманных действий правительства, в связи с изъятием сельскохозяйственных земель из оборота, и выделением их под энергетические культуры ощущается острая нехватка продовольствия.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.