Nhiên liệu diesel sinh học: đặc tính, ưu và nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Nhiên liệu diesel sinh học đã có từ rất lâu. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể giải thích sự khác biệt giữa nhiên liệu diesel thông thường và diesel sinh học.

Ở các nước phương Tây, ý tưởng sản xuất nhiên liệu từ các nguồn tài nguyên tái tạo là vô cùng phổ biến. Ở Nga, nhiên liệu diesel sinh học vẫn còn rất xa lạ. Và tình trạng này rất có thể sẽ tiếp tục cho đến khi nguồn dự trữ dầu cạn kiệt. Và điều này sẽ xảy ra, theo các nhà khoa học, trong không dưới một trăm năm nữa.

Sản xuất dầu diesel sinh học

Nhiều loại cây trồng có thể dùng làm nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu đó. Tùy thuộc vào vùng khí hậu, đó có thể là đậu nành, ngô và hạt hướng dương, hạt cải dầu. Và đây không phải là một danh sách đầy đủ. Một số thợ thủ công quản lý để thiết lập sản xuất dầu diesel sinh họcnhiên liệu tại nhà từ tàn tích của dầu hướng dương.

Cây cải dầu là thích hợp nhất, vì chúng phát triển nhanh chóng và không thay đổi theo thời tiết và các điều kiện khác. Nhưng gần đây, khả năng sản xuất nhiên liệu từ tảo đã được thảo luận sôi nổi. Theo ước tính sơ bộ, nguồn nguyên liệu thô như vậy sẽ thay thế cây hạt cải dầu trong tương lai gần. Điều này là do thực tế là đối với việc trồng tảo không cần phải chiếm diện tích gieo trồng. Ngoài ra, kết quả sẽ có các chỉ số kinh tế kỹ thuật tốt hơn.

Công nghệ sản xuất

Cũng như việc tổ chức bất kỳ quy trình công nghệ nào, ngay từ đầu, việc kiểm soát đầu vào của nguyên liệu đầu vào được thực hiện. Trong trường hợp này, việc kiểm tra ngẫu nhiên các hạt được thực hiện. Chất lượng của hạt được đánh giá dựa trên chất lượng của toàn bộ lô hàng.

Bước tiếp theo là lấy dầu. Tại sao nguyên liệu thô được gửi đến máy trộn. Bánh thu được sau khi ép hết dầu sẽ không bị vứt đi, được dùng để sản xuất thức ăn cho gia súc.

Các loại dầu được xử lý thêm (cái gọi là quá trình ester hóa). Nó bao gồm việc làm giàu dầu bằng metyl este. Tổng hàm lượng của các chất này trong toàn bộ khối lượng phải đạt ít nhất 96%.

Bản chất của công nghệ này khá đơn giản: bạn cần thêm metanol và chất kích hoạt các quá trình hóa học (bất kỳ chất kiềm nào). Metanol thường có nguồn gốc từ mùn cưa. Tuy nhiên, có thể đơn giản hóa nhiệm vụ. Thay vì cô lập metanol, bạn có thể pha loãng dầu với lượng isopropyl cần thiếtrượu hoặc etanol.

Để quá trình este hóa diễn ra, cần phải đun dầu đến nhiệt độ cao. Quá trình này thường mất đến hai giờ. Đồng thời, cần phải liên tục theo dõi quá trình và không được phân tâm: nhiệt độ tăng nhẹ cũng có thể làm cháy dầu.

Sự hoàn thành của phản ứng hóa học được chứng minh bằng việc nhận cặn glycerol ở đáy và hình thành hai lớp trong thùng chứa. Do đó, điều mong muốn là một vùng chứa trong suốt được sử dụng cho các quy trình này: trong trường hợp này, bạn có thể xác định chính xác trực quan thời điểm hoàn thành quy trình, điều này sẽ loại bỏ nhu cầu cải tiến tiếp theo và ngăn cản sự kết hôn.

Tính chất của dầu diesel sinh học

Nhiên liệu sinh học có những đặc tính thực sự tuyệt vời. Vì vậy, muối ăn thông thường độc hại gấp 10 lần so với dầu diesel sinh học.

Điều đáng chú ý nữa là nhiệt độ bắt lửa của nhiên liệu sinh học rất cao - 150 độ so với 50 độ C đối với xăng thông thường. Điều này làm cho dầu diesel sinh học an toàn hơn nhiều trong quá trình vận chuyển và bảo quản.

Khi đốt nhiên liệu như vậy, mùi khó chịu không được hình thành. Thay vì mùi hôi thối thông thường, người ta cảm nhận được một mùi thơm dễ chịu của các loài thực vật ở nước ngoài.

Việc sử dụng dầu diesel sinh học không làm giảm hiệu suất của bộ nguồn: công suất và mô-men xoắn không thay đổi. Đồng thời, tuổi thọ của động cơ đốt trong cũng tăng lên.

Lựa chọn nhiên liệu sinh học

Nhiên liệu như vậy được phép đổ vào bình chứa của ô tô. Đồng thời, nó không hề thua kém động cơ diesel truyền thống, thậm chí ở một số khía cạnh còn vượt trội hơn. Nhiều chủ sở hữu ô tô và thiết bị hạng nặng (xe tải, máy gặt, thiết bị đặc biệt) không thể thực hiện một bước như vậy. Nhưng theo nhiều lời khai của các tài xế, nhiên liệu diesel sinh học không gây hại cho động cơ và không gây ô nhiễm hệ thống phun.

Đôi khi dầu diesel sinh học được trộn theo tỷ lệ nhất định với nhiên liệu truyền thống và đổ vào thùng chứa của xe. Kinh nghiệm này vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Tuy nhiên, theo đánh giá của các bài đánh giá, kỹ thuật này cũng có quyền được sống.

Lợi ích của nhiên liệu diesel sinh học

Lợi thế quan trọng nhất là sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo làm nguyên liệu thô, trong tương lai có thể đảm bảo an ninh năng lượng của toàn thế giới. Bất chấp sự phát triển nhanh chóng về mức độ phổ biến của các loại xe điện, động cơ đốt trong sẽ đóng một vai trò quyết định đối với nền kinh tế toàn cầu trong một thời gian rất dài sắp tới. Đúng vậy, khó có khả năng các tàu viễn dương lớn, kể cả trong dài hạn, có thể chuyển sang dùng sức kéo điện. Các nhà sản xuất tiềm năng của nhiên liệu diesel sinh học ở nước ta là các trang trại và gia trại tập thể. Rốt cuộc, sự sẵn có của nhiên liệu cho những đối tượng này là một vấn đề cực kỳ cấp thiết trước chiến dịch gieo hạt. Nếu các trang trại được trang bị các thiết bị công nghệ cần thiết và cung cấp các chuyên gia, thì họ cũng có thể tự cung cấp nhiên liệu. Sự kiện này sẽ có tác động tích cực đến động lực tăng trưởng giá cả. Kết quả của tập hợp các biện pháp này, khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp sẽ tăng lên đáng kể.

Một tính năng quan trọng của nhiên liệu diesel sinh học là nó được sản xuất từ nguyên liệu thực vật. Hơn nữa, việc trồng các loại cây này không làm suy kiệt đất đai mà còn có tác dụng tích cực đến độ phì nhiêu của đất đai. Vì vậy, để sản xuất nhiên liệu, có thể sử dụng đậu phộng, hạt cải dầu, mù tạt, hạt cải dầu, đậu nành và các loại dầu khác. Có nhiều báo cáo về nỗ lực sản xuất dầu diesel sinh học từ mỡ động vật. Hiện tại vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng về mức độ khả thi về mặt kinh tế của việc này.

Nhược điểm của dầu diesel sinh học

Nhược điểm chính của nhiên liệu diesel sinh học là giá thành cao. Cho đến nay, giá các sản phẩm xăng dầu rõ ràng là cạnh tranh hơn so với sản phẩm sáng tạo này. Một nhược điểm đáng kể khác là thời hạn sử dụng của nhiên liệu sinh học sẵn sàng sử dụng ngắn: nếu nó không được sử dụng đúng mục đích trong vòng ba tháng, nhiên liệu sẽ không sử dụng được (phân hủy). Và hợp đồng cuối cùng là cần phải rút khỏi lưu thông các khu vực gieo sạ đáng kể thích hợp cho các sản phẩm lương thực đang phát triển. Với tình trạng thiếu lương thực trên hành tinh, tình trạng này đang dần trở nên ngày càng trở nên quan trọng.

Tác động môi trường

Đáng ngạc nhiên là loại nhiên liệu này hoàn toàn vô hại đối với tự nhiên và việc thải ra môi trường không gây ra bất kỳ hậu quả tiêu cực nào đối với hệ động thực vật. Điều tương tự không thể nói về dầu vànhững sản phẩm từ dầu. Ai cũng biết rằng chỉ một lít xăng hoặc nhiên liệu đã làm ô nhiễm ít nhất một triệu lít nước trong các đại dương trên thế giới và dẫn đến cái chết của nhiều sinh vật sống và vi sinh vật. Một trong những đặc tính quan trọng nhất của nhiên liệu diesel sinh học là thời gian phân hủy nhanh: trong vòng một tháng, vi sinh vật sẽ phá hủy gần như toàn bộ khối lượng nhiên liệu. Do đó, nếu chúng ta chuyển đổi phương thức vận tải đường sông và đường biển sang sử dụng nhiên liệu tiên tiến, thì có thể giảm thiểu hậu quả có hại của tai nạn và rò rỉ động cơ diesel.

Phát thải các chất độc hại vào bầu khí quyển

Giảm lượng khí thải carbon dioxide trong quá trình đốt cháy là một điểm cộng lớn của nhiên liệu diesel sinh học. Theo các nhà khoa học giải quyết những vấn đề này, lượng khí thải CO_{2từ việc đốt dầu diesel sinh học không vượt quá lượng xử lý carbon dioxide của những nhà máy đóng vai trò là nguồn nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu trong toàn bộ vòng đời của chúng.}

Tuy nhiên vẫn xảy ra khí thải từ quá trình đốt cháy nhiên liệu. Đó là lý do tại sao gọi diesel sinh học là nhiên liệu thân thiện với môi trường là không hoàn toàn đúng. Mặc dù một số người tin rằng khối lượng sản xuất carbon dioxide rất nhỏ nên chúng có thể bị bỏ qua. Tuyên bố này gây nhiều tranh cãi.

Thông số kỹ thuật

Lưu huỳnh được coi là tạp chất có hại và là nguồn chính gây ô nhiễm môi trường trong quá trình đốt cháy. Nguyên liệu hydrocacbon khoáng ban đầu (dầu) để sản xuất nhiên liệu truyền thống chứa khánhiều phốt pho. Chất ô nhiễm này được loại bỏ bằng tất cả các phương tiện hiện có. Cần phải nói rằng công nghệ hiện đại làm cho nó có thể thực hiện làm sạch rất hiệu quả. Và mọi thứ sẽ ổn thôi. Có, nhưng với sự giảm nồng độ của phốt pho, các đặc tính chống ma sát của chất giảm mạnh. Không giống như nhiên liệu thông thường, diesel sinh học không cần phải làm sạch phốt pho, vì thực tế không có phốt pho ở đó. Dầu diesel sinh học có tác dụng chống ma sát rất tốt khi tiếp xúc với các bề mặt cọ xát tại điểm tiếp xúc.

Một trường hợp có thật đã lọt vào Sách Kỷ lục Guinness: một chiếc xe tải (xe tải chính) đã đi được hơn một triệu km bằng nhiên liệu diesel sinh học với động cơ của nhà sản xuất. Nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng đó là sự thật. Thực tế là khi sử dụng nhiên liệu như vậy, sau này cũng thực hiện chức năng của một câu chuyện cổ tích của các bộ phận cọ xát. Điều này dẫn đến tình trạng hao mòn sản phẩm xảy ra sau này rất nhiều. Việc tăng đáng kể thời gian sử dụng của sản phẩm là một hướng quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả hoạt động kinh tế của các chủ thể kinh doanh.

An toàn bảo quản

Một đặc tính quan trọng (theo quan điểm đảm bảo an toàn trong tổ chức lưu trữ nhiên liệu) là điểm chớp cháy. Nếu nhiên liệu bốc cháy ở nhiệt độ thấp, đây là một điểm trừ rất lớn. Ưu điểm của nhiên liệu diesel sinh học là nhiệt độ bốc cháy ít nhất là 150 độ. Khi làm việc với dầu diesel sinh học, không được bỏ qua các biện pháp phòng ngừa an toàn và không được để xảy ra sơ suất khi thi hành công vụ. Cácloại nhiên liệu có thể có độ nổ thấp hơn một chút so với xăng hoặc dầu diesel, nhưng vẫn gây ra mối đe dọa lớn hơn.

Tổng hợp

Dầu diesel sinh học là một loại nhiên liệu rất hứa hẹn. Ở Mỹ và các nước phương Tây, nó đã được sử dụng tích cực hơn hai mươi năm, nhưng ở Nga, nó ít được chú ý. Lý do là chi phí sản xuất diesel sinh học cao.

Khi đốt cháy, nhiên liệu diesel sinh học thực tế không thải ra các chất độc hại, có tác động tích cực đến môi trường. Quá trình sản xuất không có chất thải, vì tất cả những gì còn lại của sợi thực vật sau khi chiết xuất dầu được đưa vào thức ăn chăn nuôi.

Chậm nhưng chắc chắn nhu cầu về dầu diesel sinh học đang tăng lên. Nó thu hút các nhà đầu tư từ khắp nơi trên thế giới. Sản xuất nhiên liệu sinh học được dự báo sẽ phát triển nhanh chóng trong tương lai gần.