汽油发电机的生产工艺_汽油发电机厂
1.想买个家用发电机,但是不知道哪个牌子好
2.生物柴油是怎么回事,能解答一下吗?
希望可以帮助你
轻质石油产品,复杂烃类(碳原子数约10~22)混合物。为柴油机燃料。主要由原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成;也可由页岩油加工和煤液化制取。分为轻柴油(沸点范围约180~370℃)和重柴油(沸点范围约350~410℃)两大类。广泛用于大型车辆、铁路机车、船舰。柴油最重要的性能是着火性和流动性。①着火性。高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气,并立即自动着火燃烧,因此要求燃料易于自燃。从燃料开始喷入气缸到开始着火的间隔时间称为滞燃期或着火落后期。燃料自燃点低,则滞燃期短,即着火性能好。一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标。②流动性。凝点是评定柴油流动性的重要指标,它表示燃料不经加热而能输送的最低温度。柴油的凝点是指油品在规定条件下冷却至丧失流动性时的最高温度。柴油中正构烷烃含量多且沸点高时,凝点也高。一般选用柴油要求凝点低于环境温度3~5℃。
热值为3.3*10^7J/L
沸点范围和黏度介于煤油与润滑油之间的液态石油馏分。是组分复杂的混合物,沸点范围有 180?370℃ 和 350?410℃ 两类。由原油、页岩油等经直馏或裂化等过程制得。根据原油性质的不同,有石蜡基柴油、环烷基柴油、环烷-芳烃基柴油等。根据密度的不同,对石油及其加工产品,习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻,相反成为重。一般分为轻柴油和重柴油。石蜡基柴油也用作裂解制乙烯、丙烯的原料,还可作吸收油等。
商品柴油按凝固点分级,如 10 、 -20 等,表示低使用温度,柴油广泛用于大型车辆、船舰、发电机等。主要用作柴油机的液体燃料,由于高速柴油机(汽车用)比汽油机省油,柴油需求量增长速度大于汽油,一些小型汽车也改用柴油。
主要指标是十六烷值、黏度、凝固点等。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好,大庆原油制成的柴油十六烷值可达 68 。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为 42?55 ,低速的在 35 以下。
生产柴油的方法;利用油脂原料合成生物柴油的方法;用动物油制取的生物柴油及制取方法;生物柴油和生物燃料油的添加剂;废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用;低成本无污染的生物质液化工艺及装置;低能耗生物质热裂解的工艺及装置;利用微藻快速热解制备生物柴油的方法;用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜,生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置;以植物油脚中提取石油制品的工艺方法;用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法,用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法;用生物质生产液体燃料的方法;用植物油下脚料生产燃油的工艺方法,由生物质水解残渣制备生物油的方法,植物油脚提取汽油柴油的生产方法;废油再生燃料油的装置和方法;脱除催化裂化柴油中胶质的方法;废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺,脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法;阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂;废润滑油的絮凝分离处理方法。
汽车柴油型号:0号,-10号,-20号,-35号,正5号、正10号等。
柴油是压燃式发动机(即柴油机)燃料,也是消耗量最大的石油产品之一。由于柴油机较汽油机热效率高,功率大,燃料单耗低,比较经济,故应用日趋广泛。它主要作为拖拉机、大型汽车、内燃机车及土建、农用机械的动力。柴油是复杂的烃类混合物,碳原子数约为10-22。主要由原油蒸馏,催化裂化,加氢裂化,减粘裂化,焦化等过程生产的柴油馏分调配而成(还需经精制和加入添加剂)。柴油分为轻柴油(沸点范围约180-370℃)和重柴油(沸点范围约350-410℃)两大类。柴油使用性能中最重要的是着火性和流动性,其技术指标分别为十六烷值和凝点。我国柴油现行规格中要求含硫量控制在0.5%-1.5%。
柴油按凝点分级,轻柴油有10,0,-10,-20,-35五个牌号,重柴油有10,20,30三个牌号。
柴油的密度
0号柴油的密度在标准温度20°C一般是0.84--0.86g/cm之间。
柴油的几个指标和标准:
着火性 ( Ignitability):
高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气,并立即自动着火燃烧,因此要求燃料易于自燃。从燃料开始喷入气缸到开始着火的间隔时间称为滞燃期或着火落后期。燃料的自燃点(在空气存在下能自动着火的温度)低,则滞燃期短,即着火性能好。一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标,也可以有柴油指数或十六烷指数表示。
十六烷值(Cetane number):
十六烷值是指与柴油自燃性相当的标准燃料中所含正十六烷的体积百分数。标准燃料是用正十六烷与2-甲基萘按不同体积百分数配成的混合物。其中正十六烷自燃性好,设定其十六烷值为100,2-甲基萘自燃性差,设定其十六烷值为0。也有以2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷代替2-甲基萘,设定其十六烷值为15。十六烷值测定是在实验室标准的单缸柴油机上按规定条件进行的。十六烷值高的柴油容易起动,燃烧均匀,输出功率大;十六烷值低,则着火慢,工作不稳定,容易发生爆震。一般用于高速柴油机的轻柴油,其十六烷值以40-55为宜;中、低速柴油机用的重柴油的十六烷值可低到35以下。柴油十六烷值的高低与其化学组成有关,正构烷烃的十六烷值最高,芳烃的十六烷值最低,异构烷烃和环烷烃居中。当十六烷值高于50后,再继续提高对缩短柴油的滞燃期作用已不大;相反,当十六烷值高于65时,会由于滞燃期太短,燃料未及与空气均匀混合即着火自燃,以致燃烧不完全,部分烃类热分解而产生游离碳粒,随废气排出,造成发动机冒黑烟及油耗增大,功率下降。加添加剂可提高柴油的十六烷值,常用的添加剂有硝酸戊酯或已酯。
流动性 (Flowability):
凝点是评定柴油流动性的重要指标,它表示燃料不经加热而能输送的最低温度。柴油的凝点是指油品在规定条件下冷却至丧失流动性时的最高温度。柴油中正构烷烃含量多且沸点高时,凝点也高。一般选用柴油的凝点低于环境温度3-5℃,因此,随季节和地区的变化,需使用不同牌号,即不同凝点的商品柴油。在实际使用中,柴油在低温下会析出结晶体,晶体长大到一定程度就会堵塞滤网,这时的温度称作冷滤点。与凝点相比,它更能反映实际使用性能。对同一油品,一般冷滤点比凝点高1-3℃。用脱蜡的方法,可降低凝点,得到低凝柴油。
柴油质量指标
GB 252-2000 轻柴油质量指标
项目 10 号 5 号 0 号 -10号 -20号 -35号 -50号
色度,号 ≤ 3.5 (全部,以下也一样)
氧化安定性,总不溶物
mg/100mL ≤ 2.5
硫含量, % ( m/m ) ≤ 0.2
酸度, mgKOH/100mL ≤ 7
1 10% 蒸余物残炭 ,% ( m/m ) ≤ 0.3
灰分, % ( m/m ) ≤ 0.01
铜片腐蚀 (50 ℃ ,3h) ,级 ≤ 1
水分, % ( v/v ) ≤ 痕迹
机械杂质 无
运动粘度 ( 20℃) ,
mm 2 /s 3.0 ~ 8.0 (10、5、0、-10) 2.5 ~ 8.0(-20)1.8 ~ 7.0 (-35、-50)
凝点,℃ ≤ 10 5 0 - 10 -20 -35 -50
GB 252-2000 轻柴油质量指标
项目 10 号 5 号 0 号 -10号 -20号 -35号 -50号
冷滤点,℃ ≤ 12 8 4 - 5 -14 -29 -44
闪点(闭口),℃ ≥ 55 55 55 55 55 45 45
十六烷值 ≥ 45 45 45 45 45 45 45
馏程:
50% 回收温度,℃ ≤ 300(全部牌号)
90% 回收温度,℃ ≤ 365(全部牌号)
95% 回收温度,℃ ≤ 365(全部牌号)
密度( 20℃ ), kg/m3 实测 (全部牌号)
Q/SHR 006-2000 城市车用柴油质量指标
项 目 质 量 指 标
10 号 5 号 0 号 -5 号 -10 号 -20 号
色度,号 ≤ 3.5 (全部牌号,下同)
氧化安定性 ,mg/100mL ≤ 2.5
硫含量,%(m/m) ≤ 0.05
酸度,mgKOH/100mL ≤ 7
10%蒸余物残炭,%(m/m) ≤ 0.3
灰分,%(m/m) ≤ 0.01
铜片腐蚀( 50℃,3h),级 ≤ 1
水分,%(v/v) ≤ 痕迹
机械杂质 无
运动粘度( 20℃),mm 2 /s 3.0 ~ 8.0 | 2.5 ~ 8.0
凝点,℃ ≤ ; 10 5 0 -5 -10 -20
冷滤点,℃ ≤ 12 8 4 -1 -5 -14
闪点(闭口),℃ ≥ 55 (全部牌号)
十六烷值 ≥ 48 (全部牌号)
馏程:
50%回收温度,℃ ≤ 300(全部牌号)
90%回收温度,℃ ≤ 355(全部牌号)
95%回收温度,℃ ≤ 365(全部牌号)
密度( 20 ℃), kg/m 3 实测
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分类: 教育/科学 >> 科学技术
解析:
大可放心,损耗是严重,但会有新能源的
统计数据表明,目前世界上75%的能源来自于矿物燃料的燃烧,而这些燃烧是人类最大的健康污染源,也是地球温室效应的罪魁祸首。火力发电、交通运输和各种加热过程都需要燃烧大量的煤炭、石油、柴油、汽油和木制品,在燃烧过程中,这些矿物燃料会排放大量的有害气体颗粒,导致人类呼吸系统障碍和癌症。从全球角度来看,目前全球面临的最严重的环境问题之一,就是温室气体在大气当中的含量持续增加,这是导致全球气候变化的最重要的原因。联合国希望世界各国花大力气进行可再生能源,包括太阳能、风能、地热能源、生物能源和水利的开发和应用,同时加大对现有矿物能源进行技术更新和改造,以减少有害气体的排放。
科学家研究发现,在地表面几千米处存在着温度逾千度的灼热岩石层,可以设想,火山爆发喷发出的火红岩浆就源于此。科学家称这种热能为岩石地热。如果能把灼热岩石中的热能取出变成电能,石头也能发电。在此之前,科学家曾发明了利用水文地热进行发电的方法,即把地下蒸汽或温泉的能量转化为电能,这种电能已占总发电量的0.3%。如何把地下岩石中的热能取出来发电,是许多能源专家长期以来的梦想。
英荷“罗雅·达奇舍”石油公司正把这一梦想变成现实。不久前,该公司在萨尔瓦多组建了一个地热财团,准备利用先进的工艺技术解决岩石地热利用问题。根据这家财团的岩石地热开发方案,工程技术人员将利用先进的勘探技术在萨尔瓦多寻找地下灼热的岩石,然后通过钻探技术建立水压注入系统。利用这个系统,地面冷水能够深入地下,并通过灼热岩石转化为热水或过热蒸汽返回地面,从而获取热能。在地面上再将热能转化为电能。按“罗雅·达奇舍”石油公司专家核算,他们能够建造功率为2000-5000千瓦的岩石地热发电站。
“罗雅·达奇舍”石油公司技术部经理达尔利说:“萨尔瓦多方案”是他们公司地热利用宏伟的一部分,公司在未来五年内投资5-10亿美元扩大岩石地热开规模,让地下灼热的岩石在不远的将来成为人类主要能源之一。
太阳能
科学家预测,在10至15年内,地球上阳光充足地区将会出现大量太阳能热电厂,向世界各国提供洁净电能。
20世纪初,研究人员就开始在屋顶用槽式聚光镜获取能源:先将黑色管子里的油加热到400摄氏度,当油流过热交换器时,将水蒸发成蒸汽,然后用蒸汽来推动涡轮发电机。随着时间的流逝,在研究人员不断努力下,太阳能发电技术获得巨大改进。目前,槽式太阳能发电的转换效率已经达到15%,也就是说1/6的入射光能可以转换成电能,而太阳能电池板的转换效率只能达到10%。80年代末,美国研究人员在加利福尼亚建成一座功率为354兆瓦的太阳能热电站,它相当于一座中型热电站。但是,槽式热电站的劣势是占地面积大,它需要一条长 150米 ,宽 6米 的槽,其发电成本是煤炭、石油或天然气的3倍。
槽式发电并非是太阳能发电的唯一途径,有工程技术人员用了别的方案,如塔式发电。他们用上百个单反射镜(定日镜)从东向西跟踪太阳,反射镜将太阳光束照射到塔顶的热交换器上,交换器把吸收到的热导入盐溶液,加热后的盐溶液被泵到塔底,产生推动涡轮机的蒸汽。利用盐溶液的方法虽说不错,但溶液对管道和容器会产生腐蚀作用,为此,科学家准备用空气替代盐溶液,用空气来传导热能。为解决空气导热性能差的缺陷,研究人员研制出一种“容积接收器”,其原理类似吸水海绵,可将空气加热至1200摄氏度。当热空气通过该接收系统时,系统吸掉空气中的大部分热量,并将加热后的空气直接鼓入涡轮机,推动涡轮机发电。该方案将来是否会取代槽式发电方案,目前还没有定论。从理论上说,塔式热电站的太阳能利用率可以达到25%。重要的是塔式热电站还存在一定的技术问题,而槽式发电在技术上已经成熟。
去年9月,西班牙 *** 通过一项新的法令,将原来每度电价从3欧分提高到15欧分。为此,西班牙于2004年建造一座欧洲最大的太阳能槽式热电站。为提高太阳能的利用率,研究人员将吸附管内的油换成水,这样既可以节省昂贵的油,还可以将水直接蒸发。但在用水代替油的技术试验成功之前,吸附管内仍以油作为热载体。从目前进展情况看,该技术有可能在5年内实现,届时太阳能的利用率有望提高到20%以上。除成本低于太阳能电池板外,太阳能热电站在太阳下山后仍能靠白天存储的热能来发电。存储热量需要储油罐或装载盐溶液的容器,这就要求有大的场地。将来肯定会有比上述热载体更好的介质,发现它们只是时间问题。总之,研究人员研究目标明确,近几十年内大型太阳能热电站将为人们提供若干个百分点的电能。
太阳能发电前景喜人,从目前看,太阳能发出的电每度为15欧分,尽管它的价格只是太阳能电池板发电的1/4,但它还是比用化石燃料发出的电要高,没有可靠的财政资助难以维持。专家们倒是持乐观态度,他们认为,10至15年后,太阳能热电站发出的电可以降至5至7欧分,可形成与传统发电展开竞争的态势。
来自二氧化碳的能源
前不久,日本德岛工业技术中心的纳卡米希·亚马萨基在美国新泽西州的一次化学工业会议上宣布,他找到了一种用二氧化碳在比较低的温度和压力下,生产出较重的碳氢化合物(例如有三个碳原子链的丙烷和有四个碳原子链的丁烷)的方法。由于汽油就是一类长链碳氢化合物,他的报告引起了很大轰动。
虽然亚马萨基的研究还需要进行严格鉴定,但如果他能用二氧化碳生产更重的有5~12个碳原子长链的碳氢化合物,就有可能用二氧化碳生产出汽油。以前,许多科学家试图用碳和氢混合生产碳氢化合物,但结果都不理想。因为这种实验要在很高的温度下进行,而且产量少得可怜。
现在,亚马萨基把温室气体二氧化碳作为碳原子源,把盐酸作为氢原子源来生产碳氢化合物。他将发电厂排出的二氧化碳气体引入反应罐,并在反应罐中进行加压和加热,温度约为 300摄氏度 ,压力达100个大气压。对生产碳氢化合物来说,这样的温度和压力是非常低的,然后将二氧化碳和盐酸混合,此时的加热加压条件还不能得到碳氢化合物,于是亚马萨基利用铁粉作催化剂。目前,他用这种技术已生产出相当多的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷,这些碳氢化合物在冷却时以气态形式排出,如果能改进催化剂的性能,就有希望生产出像汽油这类碳链更长的碳氢化合物,成为非常有用的燃料。
但如果这种技术不能生产更有价值的长链碳氢化合物,例如在室温下呈液态的石油,它就不可能和现在的生物反应器相竞争,因为喜欢吃二氧化碳的细菌等微生物有一种特殊的才能,可使二氧化碳和氢产生碳氢化合物,能在生物反应器中产生甲烷。
宇宙能源
一位量子物理学家曾这样描述“零点能”:“在自然界,完全真空就是没有任何东西,但真空中实际上是充满着忽隐忽现的粒子,它们的状态变化十分迅速,以至于无法看到。即使是在绝对零度的情况下,真空也在向四面八方散发能量。”顾名思义,“零点能”就是物质在绝对温度为零度下在真空中产生的能量。
为什么在真空中会存在“零点能”呢?著名物理学家海森伯提出了“测不准原理”,他认为“不可能同时知道同一粒子的位置和动量”。科学家们说,即使在粒子不再有任何热运动的时候,它们仍会继续抖动,能量的情形也是如此。这就意味着即使是在真空中,能量还会继续存在,由于能量和质量是等效的,真空能量就会导致粒子一会儿存在、一会儿消失,能量也就被科学家称为“起伏”的状态中诞生。
从理论上讲,任何体积的真空都可能包含着无数的“起伏”,因而也就含有无数的能量。
早在1948年,荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔就曾设计出探测“零点能”的方法。
1998年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和奥斯汀高能物理研究所的科学家们,用原子显微镜测出了“零点能”。科学家们宣称,宇宙空间是广袤无垠而又高度真空的,真空“起伏”蕴含着巨大能量。
也许,在21世纪,科学家将会给人类带来惊喜,宇宙空间将成为人类新的“能源基地”。可以说,宇宙将成为人类的“新油田”,会有无数的“钻井平台”漂浮在宇宙中,“钻取”真空中取之不尽的“零点能”,为人类未来生存和可持续发展提供新动力。
生物柴油是怎么回事,能解答一下吗?
你好家用发电机品牌有大泽、雅马哈、本田、意欧鲍等,大泽是合资,质量在国内是中等偏上,价格实惠;雅马哈、本田是国内比较知名的品牌,价格相对而言比较高;具体怎么选择还是要看你的预算,预算高选择雅马哈、本田;预算一般选大泽,性价比高;同时还要看厂家的实力、产品的售后服务、产品零配件是否供应得上。希望对你有所帮助
家用静音发电机
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。
[编辑本段]特点:
1)含水率较高,最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性,但降低了油的热值;
2)pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料;
3)密度比水大,与水的比值约为1.2;
4)具有“老化”倾向,加热不宜超过80℃,宜避光、避免与空气接触保存;
5)润滑性能好。
6)优良的环保特性:硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%,降解速率是普通柴油的2倍,可大大减轻意外泄漏时对环境的污染;
7)较好的低温发动机启动性能;
8)较好的安全性能:闪点高,运输、储存、使用方面安全;
[编辑本段]生物柴油行业现状
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”,大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。
综观国际上的发达国家如美国、德国、日本,到次发达的南非、巴西、韩国,到发展中的印度、泰国等,均在发展石油替代产业的国际政策制度、技术完善、装置建设和车辆制造等方面提供了良好的借鉴,为我国走中国特色石油替代之路铺平了道路。特别是巴西经验,更具实际意义。
生物柴油在中国是一个新兴的行业,表现出新兴行业在产业化初期所共有的许多市场特征。许多企业被绿色能源和支农产业双重“概念”凸现的商机所吸引,纷纷进入该行业,有人以“雨后春笋”形容生物柴油目前的状态。截止2007年,中国有大小生物柴油生产厂2000多家,而且,各地相同项目的立项、审批还在继续。还有更大的威胁来自于国外。一些外国公司资金实力雄厚,生产技术成熟,产业化程度高,可以借规模经济效应获取成本优势,抢占原料基地和市场份额的综合能力更强
从未来的发展看,生物柴油的购买商主要有石油的炼油厂、发电厂、轮船航运公司以及流通领域的中间商。生物柴油的需求量在不断增加,预计到2010年,中国生物柴油的需求量将达到2000万吨/年,按国家再生能源中长期规划,那时的产能是20万吨/年。需求与产量的反差,将会是形成产品供不应求的局面。当人们更多地了解生物柴油优良的性能,接受的程度会更大,市场需求也会不断提高。强大的市场需求与有限的生产能力,使购买者的议价能力降低。同时,也对生物柴油生产企业提出了更高的要求,应加大对技术创新的投入,不断提高油品的质量,以保持生物柴油良好的品质形象。
随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用前景是非常广阔的。
[编辑本段]生产方法
利用油脂原料合成生物柴油的方法;用动物油制取的生物柴油及制取方法;生物柴油和生物燃料油的添加剂;废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用;低成本无污染的生物质液化工艺及装置;低能耗生物质热裂解的工艺及装置;利用微藻快速热解制备生物柴油的方法;用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜,生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置;以植物油脚中提取石油制品的工艺方法;用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法,用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法;用生物质生产液体燃料的方法;用植物油下脚料生产燃油的工艺方法,由生物质水解残渣制备生物油的方法,植物油脚提取汽油柴油的生产方法;废油再生燃料油的装置和方法;脱除催化裂化柴油中胶质的方法;废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺,脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法;阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂;废润滑油的絮凝分离处理方法。
简单工艺流程:
生物柴油是由从植物油或动物脂的脂肪酸烷基单酯组成的一种可替代柴油燃料。目前,大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂生产而成的。然而还有大多数的不易被人体消化的廉价油脂能够转化为生物柴油。
工艺流程简介:
(1)物理精炼:首先将油脂水化或磷酸处理,除去其中的磷脂,胶质等物质)。再将油脂预热、脱水、脱气进入脱酸塔,维持残压,通入过量蒸汽,在蒸汽温度下,游离酸与蒸汽共同蒸出,经冷凝析出,除去游离脂肪酸以外的净损失,油脂中的游离酸可降到极低量,色素也能被分解,使颜色变浅。各种废动植物油在自主研发的DYD催化剂作用下,用酯化、醇解同时反应工艺生成粗脂肪酸甲酯。 (2)甲醇预酯化:首先将油脂水化脱胶,用离心机除去磷脂和胶等水化时形成的絮状物,然后将油脂脱水。原料油脂加入过量甲醇,在酸性催化剂存在下,进行预酯化,使游离酸转变成甲酯。蒸出甲醇水,经分馏后,无游离酸的分出C12-16棕榈酸甲酯和C18油酸甲酯。
(3)酯交换反应:经预处理的油脂与甲醇一起,加入少量NaOH做催化剂,在一定温度与常压下进行酯交换反应,即能生成甲酯,用二步反应,通过一个特殊设计的分离器连续地除去初反应中生成的甘油,使酯交换反应继续进行。
(4)重力沉淀、水洗与分层。
(5)甘油的分离与粗制甲酯的获得。
(6)水份的脱出、甲醇的释出、催化剂的脱出与精制生物柴油的获得。
整个工艺流程实现闭路循环,原料全部综合利用,实现清洁生产。大致描述如下:原料预处理(脱水、脱臭、净化)------反应釜(加醇+催化剂+70℃)------搅拌反应1小时-------沉淀分离排杂-------回收醇------过滤--------成品
[编辑本段]应用
生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料,工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。
生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。
柴油是许多大型车辆如卡车及内燃机车及发电机等的主要动力燃料,其具有动力大,价格便宜的优点,我国柴油需求量很大,柴油应用的主要问题“冒黑烟”, 我们经常在马路上看到冒黑烟的卡车。冒黑烟的主要原因是燃烧不完全,对空气污染严重,如产生大量的颗粒粉尘,CO2排放量高等。据美国燃料学会报道,发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题,如氮氧化物为其他工业部门排放的一半,一氧化碳为其他工业排放量的三分之二,有毒碳氢化合物为其他工业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可以结合形成酸雨, 尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温度升高, 也就是人们常说的“温室效应”。为解决燃油的尾气污染问题及日益恶化的环境压力,人们开始研究用其他燃料如燃料酒精代替汽油,目前燃料酒精在北美洲如美国及加拿大等和南美国家如巴西、阿根廷等已占有相当比例,装备有燃料酒精发动机的汽车已投放市场。对大多数需要柴油为燃料的大动力车辆如公共汽车、内燃机车及农用汽车如拖拉机等主要以柴油为燃料的发动机而言,燃料酒精并不适合。而且柴油造成的尾气污染比汽油大的多, 因此人们开发了柴油的代用品--生物柴油。
其实发动机的发明家狄色尔早在1912年美国密苏里工程大会报告中说,“用菜籽油作发动机燃料在今天看起来并没有太大意义,但将来会成为和石油及煤一样重要的燃料”。1983年美国科学家首先将菜籽油甲酯用于发动机,燃烧了1000个小时。并将以可再生的脂肪酸单酯定义为生物柴油.。年美国和德国等国的科学家研究了用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料,即用来自动物或植物脂肪酸单酯包括脂肪酸甲酯,脂肪酸乙酯及脂肪酸丙酯等代替柴油燃烧。生物柴油和传统的石油柴油相比,具有以下优点:
以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料,可减少对石化燃料石油的需求量和进口量;环境友好,用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为十分之一,颗粒物为普通柴油的20%,一氧化碳和二氧化碳排放量仅为石油柴油的10%,无硫化物和铅及有毒物的排放;混合生物柴油可将排放含硫物浓度从500PPM(PPM百万分之一)降低到5PPM。
不用更换发动机,而且对发动机有保护作用。
[编辑本段]世界各国对生物柴油的应用
目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产地。美国、意大利、法国已相继建成生物柴油生产装置数十座。
美国是最早研究生物柴油的国家。总生产能力1300,000吨。对生物柴油的税率为0%。美国在黄石公园进行的60万公里的行车实验,没有任何结焦现象,空气污染物排放降低了80%以上。而且使用生物柴油还吸引了附近300公里外的棕熊来到公园。美国B20是用20%生物柴油的柴油,尾气污染物排放可降低50%以上。1992年美国能源署及环保署都提出生物柴油作为清洁燃料,克林顿1999年专门签署了开发生物质能的法令,其中生物柴油被列为重点发展的清洁能源之一,国家对生物柴油不收税。日本1995年开始研究用饭店剩余的煎炸油生产生物柴油,在1999年建立了259 升/ 天用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置,可降低原料成本。目前日本生物柴油年产量可达400,000吨。
德国目前已拥有8个生物柴油的工厂,德国拥有300多个生物柴油加油站,并且制定了生物柴油的标准,对生物柴油不收税,2006年生物柴油产量达100万吨。
法国、意大利等欧洲国家都建立生物柴油的企业。法国雪铁龙集团进行了生物柴油的试验,通过10万公里的燃烧试验,证明生物柴油是可以用于普通柴油发动机的。其使用的标准是在普通石油柴油中添加5%的生物柴油。
可以预见生物柴油作为一种重要的清洁燃料将在大型汽车行驶中发挥重要作用。
[编辑本段]■我国生物柴油发展状况及产业化前景分析
我国生物柴油的发展状况:
我国为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚,但发展速度很快,一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果,这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计,在2-3年内,我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项,由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题,联合研究长达10 年之久,并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985 年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。
系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了江流域燃料油植物的调查及栽培技术研究,建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始,长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究,“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究;“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。
1999-2002年,湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)—— 《能源树种绿王树及其利用技术的引进》,从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbiatim-cal li)优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。 ://.chinajnjpw
但是,与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化:尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法,更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此,我国进入了WTO之后,在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下,加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。
我国生物柴油的产业化前景:
2003年,受国民经济持续快速增长的拉动,中国石油市场需求增势强劲,石油产品需求总量增长幅度达到两位数,为11.4%,比上年提高了7.4个百分点,这促进了石油进口量的大幅攀升,使我国成为石油消费和进口大国。石油市场供应出现紧缺,价格全面上涨。据中国物流信息中心统计,2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步分析2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似,将继续保持消费需求旺盛,供需基本平衡的格局,但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。预计2004年中国原油消费量为2.7 亿吨,净进口量有可能超过1亿吨。
我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此,提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向,据专家预测,到201 0年,世界柴油需求量将从38%增加到45%,而柴油的供应量严重不足,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出,到2005年,随着我国原由加工量的上升,汽油和煤油拥有一定数量的出口余地,而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前,生产柴汽比约为1.8,而市场的消费柴汽比均在2.0以上,云南、广西、贵州1等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快,随着国民经济重大基础项目的相继启动,柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。
目前我国生物柴油技术已取得重大成果:海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术,相继建成了规模超过万吨的生产厂,这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。
中国工程院有关负责人介绍,中国“十五”发展纲要提出发展各种石油替代品,将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等部门的支持,并已列入有关国家。
发展生物柴油,我国有十分丰富的原料。我国幅员辽阔,地域跨度大,水热分布各异,能源植物种类丰富多样,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期,要从总体上降低生物柴油成本,使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用,只有向基地化和规模化方向发展,实行集约经营,形成产业化,才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,在中国加入WTO的大好形势下,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
[编辑本段]■生物柴油的化学法生产
生物柴油的化学法生产是用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇,并使用氢氧化钠 (占油脂重量的1%) 或甲醇钠 (Sodium methoxide) 做为触媒,在酸性或者碱性催化剂和高温(230~250℃)下发生酯交换反应(transesterification),生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相同,生产过程中产生10%左右的副产品甘油。
但化学法合成生物柴油有以下缺点:反应温度较高、工艺复杂;反应过程中使用过量的甲醇,后续工艺必须有相应的醇回收装置,处理过程繁复、能耗高;油脂原料中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油得率及质量;产品纯化复杂,酯化产物难于回收;反应生成的副产物难于去除,而且使用酸碱催化剂产生大量的废水,废碱(酸)液排放容易对环境造成二次污染等。
化学法生产还有一个不容忽视的成本问题:生产过程中使用碱性催化剂要求原料必须是毛油,比如未经提炼的菜籽油和豆油,原料成本就占总成本的75%。因此用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键,因此美国己开始通过基因工程方法研究高油含量的植物(见下文“工程微藻”法),日本用工业废油和废煎炸油,欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
[编辑本段]■生物柴油的生物酶合成法
为解决上述问题,人们开始研究用生物酶法合成生物柴油,即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应,制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。2001年日本用固定化Rhizopus oryzae细胞生产生物柴油,转化率在80%左右,微生物细胞可连续使用430小时。
2005年6月4日,《中国环境报》报道:清华大学生物酶法制生物柴油中试成功,用新工艺在中试装置上生物柴油产率达90%以上。中试产品技术指标符合美国及德国的生物柴油标准,并满足我国0号优等柴油标准。中试产品经发动机台架对比试验表明,与市售石化柴油相比,用含20%生物柴油的混配柴油作燃料,发动机排放尾气中一氧化碳、碳氢化合物、烟度等主要有毒成分的浓度显著下降,发动机动力特性等基本不变。
由于利用物酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点,具有环境友好性,因而日益受到人们的重视。但利用生物酶法制备生物柴油目前存在着一些亟待解决的问题:脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效,而对短链脂肪醇(如甲醇或乙醇等)转化率低,一般仅为40%-60%;甲醇和乙醇对酶有一定的毒性,容易使酶失活;副产物甘油和水难以回收,不但对产物形成一致,而且甘油也对酶有毒性;短链脂肪醇和甘油的存在都影响酶的反应活性及稳定性,使固化酶的使用寿命大大缩短。这些问题是生物酶法工业化生产生物柴油的主要瓶颈。
[编辑本段]■生物柴油的“工程微藻”法
“工程微藻”生产柴油,为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”,即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上,户外生产也可增加到40%以上,而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。目前,正在研究选择合适的分子载体,使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达,还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要经济意义和生态意义,其优越性在于:微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业;比陆生植物单产油脂高出几十倍;生产的生物柴油不含硫,燃烧时不排放有毒害气体,排入环境中也可被微生物降解,不污染环境,发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。
[编辑本段]■现行生物柴油标准
世界上很多国家已经拟定了生物柴油标准,从而保证柴油的质量,保证使用者更加放心的使用生物柴油。
生物柴油的国际标准是ISO 14214A另一个是ASTM国际标准ASTM D 6751,这一标准是美国所用的标准,该标准由美国环保局1996年在“清洁空气法”的211(b)部分加以了法律确认。另一被广泛认同的是德国的DIN生物柴油系列标准,是迄今为止最为详细系统的生物柴油标准,该标准体系针对不同的制造原料有不同的DIN标准:以油菜籽和纯粹以蔬菜籽为原料的RME(rapeseed methyl ester)、PME(vegetable methyl ester)生物柴油DIN E 51606 标准,以蔬菜油脂和动物脂肪为混合原料FME (fat methyl ester)的生物柴油DIN V 51606标准。欧盟也在2003年11月颁布了EN14241生物柴油燃料标准。此外奥地利、澳大利亚、捷克共和国、法国、意大利、瑞典等国家也拟订了生物柴油燃油规范。
[编辑本段]■德国DIN V 51606生物柴油标准
生物柴油的标准主要对以下成份进行考评:生产制造的整个反映过程,甘油的去除情况,催化剂的去除情况,酒精的去除情况,以及确保不含游离脂肪酸。生物柴油的生产标准评定指针包括比重、动态粘度、闪火点、硫含量、残留量、十六烷值、灰份、水份、总杂质、三酸甘油脂、游离甘油等。生物柴油标准的规范,正在极大的推动生物柴油在这些国家的汽车工业中正式应用和合法化,同时,大量国家对生物柴油的认可也正在推动生物柴油作为一种新型可再生生物能源的国际化。
由于目前生物柴油在商用上主要以生物柴油和石化柴油的混合油的形式供应,因此,对于混合油也有标准推出。例如5%的生物柴油加95%的常规柴油的混合油需要达到2000年颁布的EN590(EN590:2000)的标准,凡是符合这一标准的混合油,都可以安全地应用于所有柴油机发动机,虽然这一混合油不需要添加任何稳定剂,但是国外也有提议称需要在EN 590:2000标准中增加这样一条:混合油中的生物柴油自身必须符合EN 14214的标准。
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