Bioüzemanyagok: a mezőgazdasági hulladék hatékony

Előbb-utóbb, a nem megújuló ásványi anyagok, amelyeket üzemanyagként használnak, teljesen kimerültek lesznek. Ezért különböző bioüzemanyag-felhasználású technológiákat vezetnek be világszerte. A hagyományos energiaforrásokat az emberi tevékenység legtöbb területén helyettesítheti, és ennek megszerzéséhez elegendő a mezőgazdasági hulladékok speciális módon történő újrahasznosítása.

Általános rendelkezések

Alapfogalmak

Kezdjük azzal, hogy meghatározzuk, mi a bioüzemanyag. A megfontolt energiahordozó típusa teljesen szerves, és megfelelő felszereléssel alkalmazható lakóépületek fűtésére, autók táplálására, ipari berendezések üzemeltetésére és így tovább.

Gázos, folyékony vagy szilárd bioüzemanyagok állíthatók elő különböző mezőgazdasági üzemekből (például repcéből), valamint állatok és emberek hulladékaiból (trágyából származó bioüzemanyag). Vagyis a gyártás nyersanyagai rendszerint azok a termékek, amelyeket korábban hulladéklerakókba küldtek.

Ezenkívül az ilyen típusú energia előnyei a környezettudatosságnak tulajdoníthatók. Az égés során sokkal kevésbé káros anyagok szabadulnak fel, amelyek befolyásolják a környezet állapotát. Ez kedvezően megkülönbözteti a bioüzemanyag kazánokat a dízelüzemű vagy gázüzemű fűtőberendezésekről, amelyek rákkeltő kipufogójukról híresek.

A bioüzemanyag azonban jelentős hátrányokkal küzd:

• alacsony hő kapacitás - a folyékony bioüzemanyag, amely a hőcserélőben égett, kisebb mennyiségű hőt bocsát ki, mint egy hasonló benzin vagy dízel üzemanyag;
• magas termelési költség - a modern technológiák még mindig nem teszik lehetővé a bioüzemanyagok - folyékony, szilárd vagy gáznemű - előállítását ipari méretben, mivel az ára némileg magasabb, mint a hagyományos energiahordozóké;
• Erős maró hatásúak - a szerves energiahordozók részét képező növényi olajok és állati zsírok erősen pusztító hatást fejtenek ki a mechanizmusokra, ami megnehezíti a belső égésű motorokban és más hasonló rendszerekben való alkalmazását.

Jelenleg a kevésbé agresszív tulajdonságokkal rendelkező és olcsóbb módszerekkel rendelkező bioüzemanyagok beszerzése a tudósok tudományos kutatásainak egyik elsődleges irányzata az egész világon. A hatalmas előrehaladás ezen a területen lehetővé teszi, hogy bizalommal mondja meg, hogy a közeljövőben meg lehet szüntetni az ilyen típusú energia hiányosságainak nagy részét.

Már széles körben használt bioüzemanyagok az üvegházak és egyéb mezőgazdasági struktúrák számára. A trágya vagy pellet feldolgozásából nyert gázt egy kényelmes mikroklíma létrehozására használják, amelyben különböző növények nőnek. (Lásd még a cikket Téli melegház melegítése: jellemzők.)

Figyelj! A bioüzemanyag-üzemeket - a természetes olajjal és gázzal szemben, amelyeket csak előfordulási helyükön állítanak elő - nem kötődnek betétekhez, és bárhol telepíthetők országunkban.

A bioüzemanyagok előállítása

A mezőgazdasági hulladékok energiatermelésével kapcsolatos kutatások hajnalán a tudósok féltek attól, hogy a jövőben, amikor a bioüzemanyagok széles körben elterjednek, élelmiszerproblémák merülhetnek fel. Ez akkor lehetséges, ha a terményeket (kukorica, repce, kukorica) nem a rendeltetésükre, hanem az üzemanyag-lepárlásra használják.

Ennek elkerülése érdekében a tudósok más bioüzemanyag-forrásokat kerestek. Kutatásuk eredményeként második generációs bioüzemanyagok és újabb verziói jelentek meg.

Ezek közé tartoznak a magoktól nem származó anyagok, hanem hulladékuk: levelek, héjak, rizómák stb. Az ilyen típusú hűtőközeg kiemelkedő képviselője a fűrészporból és trágyából származó bioüzemanyag - metánból és szénsavból álló gáz, amelyet a mindennapi életben "szennyvíz" -nek neveznek.

Összetételében teljesen természetes a fosszilis metán. A fölösleges elemek eltávolítása után felhasználható etanol előállítására olyan kemencék számára, amelyek bizonyos szerkezeti elemeket melegítenek.

A leginnovatívabb bioüzemanyag - amelynek bemutatását nem sokkal ez idő alatt - algákból készült. Ezeket a víz alatti növényeket olyan tavakban lehet termeszteni, amelyek nem alkalmasak mezőgazdasági szükségletekre. Továbbá, az úgynevezett fitoboreaktorokban is termeszthetők.

Ahogy fejlődnek, ezek a szervezetek olyan molekuláris struktúrákat képeznek, amelyek szerkezetükben hasonlítanak az olaj szerkezetére. Az algák bioüzemanyagai a legígéretesebbek, azonban gyakorlati alkalmazása még mindig nagyon messze van.

Figyelj! Az algák használatának pozitív aspektusai annak tudható be, hogy életük során szén-dioxidot szívnak fel, csökkentve az üvegházhatású gáz mennyiségét bolygónk légkörében.

Bioüzemanyagok fajtái

A bioüzemanyag-alapú energiaforrások a korábbi szakaszokban felsorolt ​​összetétel és gyártási technológia hiányosságai ellenére már használatban vannak. Az emberi tevékenység egyes területein a villamos energia helyettesítésére kerül sor. Vannak még teljes bioüzemanyag-alapú kazánházak is, amelyek segítségével lakóépületek, kereskedelmi és ipari épületek fűtését végzik.

A legelterjedtebb bioüzemanyagok a következők:

• folyékony;
• szilárd.

Nézzük mindegyiküket részletesebben.

folyadék

Az egyik legmegfelelőbb növény a bioüzemanyag előállításához repce.

Az energiahordozót a következő séma szerint állítjuk elő:

• A gyűjtött repcemagot finom tisztításnak vetik alá, aminek következtében eltávolítják a hulladékot, a talajt és más idegen elemeket;
• ezután a növényi nyersanyagokat összezúzzák és összenyomják, hogy megkapják a tortát;
• majd a repcemagolaj észterezése történik - az illékony észtereket speciális savak és alkoholok segítségével kivonják az anyagból;
• végül a keletkező biodízel tüzelőanyagot megtisztítják a felesleges olajtartalmú szennyeződésektől.

Tipp A keletkező anyag önálló felhasználásra alkalmas, és dízel adalékanyagként is használható, amely lehetővé teszi a káros kibocsátások légkörbe történő csökkentését.

Emellett elterjedt az E-95 bioüzemanyag, amely a hagyományos benzint váltja fel. Ez a fajta energiahordozó etil-alkohollal és adalékokkal van ellátva, amelyek csökkentik a gépkocsikba beépített belsőégésű motorok fém- és gumi alkatrészeinek maró hatását.

A biológiai benzin előnyei a következők:

• az ilyen típusú üzemanyag ára alacsonyabb a hagyományosnál;
• használatakor az olaj és a szűrőelem működési ideje nő;
• a bioüzemanyagok elégetése nem vezet a gyújtógyertyákon lévő plakk kialakulásához, amely meggátolja a szikra áthaladását;
• a biobenzinnel működő belsőégésű motor nem bocsát ki káros anyagokat a légkörbe;
• az etanol rosszabbodik és nem robban fel a közlekedési balesetek során;
• A szerves benzin alacsonyabb hőmérsékleten robban, mert az autó motorja nem melegszik túl melegben.

A fenti előnyök ellenére a folyékony bioüzemanyagnak számos hátránya van, amelyek meggátolják széles körű bevonását a gazdasági tevékenységbe:

1. A szerves benzin használata során a belső égésű motorok és egyéb berendezések gyorsan meghibásodnak, mert a természetes energiahordozót alkotó anyagok korróziót okoznak és megrongálják az aggregátumok gumitömítéseit. A jelenség elleni hatékony módszerek még nem találhatók meg.
2. A fosszilis tüzelőanyagok teljes biológiai helyettesítéséhez szükség van a mezőgazdasági földterületek jelentős mértékű kiterjesztésére, ami jelenleg nem lehetséges. Ezenkívül korlátozott a növénytermesztésre alkalmas területek területe. A probléma megoldása harmadik generációs üzemanyagként szolgálhat, amelynek fejlesztése még nem fejeződött be.

határozott

A folyékony bioüzemanyagok mellett a szilárd szerves energia megszerzett elismerést szerzett a fogyasztók körében a világon.

A funkciók a következők:

1. Különböző biológiai eredetű nyersanyagokból készül. Ez lehet az ember és az állatok szerves hulladéka, valamint a különböző növények részei.
2. A szilárd bioüzemanyagok előállításának technológiai folyamatának lényege a különböző cellulóz-hasítási módszerek hatékony alkalmazása. Jelenleg számos olyan vizsgálatot folytatnak, amelynek célja az élõ organizmusok emésztõcsatornájában bekövetkezõ eloszlás természetes folyamatainak megismétlése.
3. A szilárd szerves üzemanyag előállításához az úgynevezett biológiai tömeget használják, amely bizonyos konzisztenciájú és arányú. A készterméket a nyersanyag nedvességének eltávolításával és az azt követő préseléssel nyerik.

Leggyakrabban a szilárd energiát a következő formákban szállítják:

• brikett;
• pellet;
• szemcsék.

A bioüzemanyag önálló gyártása

Szükséges nyersanyagok

A saját bioüzemanyag elkészítése elég egyszerű. Ehhez nagy mennyiségű trágya és nem túl bonyolult berendezés szükséges, amely szakosodott cégektől rendelhető.

A kezdeti szakaszban felmerülő költségek az elkövetkező néhány évben fizetni fognak. A bioüzemanyag kazánház, amely nem csak agrotechnikai és szarvasmarha-tenyésztési helyeket, hanem egy lakóházat is hevít, jelentősen megtakarítja a közüzemi számlákat.

Az energia szempontjából a legalkalmasabb a ló trágya. Azonban nem minden gazdaság foglalkozik az állatok tenyésztésével, ezért a biogáz termelésére szolgáló üzemekben más állatok hulladékát is felhasználhatják.

Az eljárás során a következő szerves keverékek alkalmazhatók:

• lóhulladék, tőzeggel vagy szalmával keverve;
• trágya, amelyet a len feldolgozása után maradtak;
• szerves emberi hulladékkal keverve;
• a tehénrágya 50/50 arányban lóval keveredik;
• fűrészporral kevert tehenek hulladéka;
• ló trágya kevert lehullott levelek.

A biogáz előállítása előtt a nyersanyagot lezárt bunkerbe kell helyezni, ahol hosszabb ideig erjedés alatt áll. Ezt követően a felesleges folyadékot a biológiai keverékből elpárologtatják, és az így kapott biometánt a különböző gazdasági igények kielégítésére használják.

Házi bioüzemanyag üzem

A következő utasítás az öngyártó egység technológiájáról szól, amely bioüzemanyag előállítására használható.

Szükség van a következőkre:

1. Először is meg kell ásnia egy szükséges méretű gödröt (a rendelkezésre álló nyersanyagok mennyiségétől függően).
2. A gödör falát előnyösen betongyűrűkkel kell megerősíteni. Ez megakadályozza a talaj elöntését. Az illesztéseket gondosan lezárni kell egy konkrét oldattal, pl. Lágyítók hozzáadásával, megakadályozva a szivárgást, amelyen keresztül az előállított biogáz elpárologhat.
3. Fentről az épületet hermetikusan lezárják egy olyan kupolával, amelyben lyukak készülnek, és olyan gázvezetékek vannak felszerelve, amelyek szükségesek a fogyasztók gázellátásához.
4. A berendezés hatékonyságának növelése érdekében a fűtőberendezéseket a tartályban villamosan működő tekercsek formájában lehet felszerelni.

Figyelj! A szerves gáz használatához modernizálni kell a fűtőberendezést vagy rekonstruálni kell az égőket, hogy több oxigén kerüljön be az égéstérbe.

A bioüzemanyag előállítási folyamata a következő:

• szerves nyersanyagokat helyeznek a tartályba (összetételét részletesen az előző részben tárgyaljuk);
• szükség van továbbá víz hozzáadására is, növelve a szerves anyagok nedvességtartalmát akár 70% -ig;
• ezután a fűtőelemet be kell kapcsolni és a trágya hőmérsékletét 35 fokra kell növelni;
• az erjedés megkezdése után még tovább emelkedik a keverék hőmérséklete, aminek következtében a gáz elkezdődik, amelyet a fogyasztók vagy más fogyasztók táplálására használnak.

Szerves tüzelőanyag kandallókhoz

A biogáz és a szerves benzin mellett, amelynek felhasználása még nem túl széles körben elterjedt, máris megtapasztalhatja a bioüzemanyagok használatának minden élvezetét. Ez a Planica fanola folyadék, amelyet kifejezetten biofülkékhez való használatra terveztek és használható a kémény és speciális szellőzés nélkül.

Égés, ez a fajta üzemanyag nem éget és füstöt képez, és nem bocsát ki olyan káros anyagokat, amelyek károsíthatják az emberi testet.

Egy liter folyadék, amelyet egy, a bioüzemanyag kandallójában elhelyezett speciális tartályba égetnek, legalább 6 órán keresztül éghet a hő kibocsátása mellett, amelynek teljesítménye egyenlő 3 kW energiával. Ez majdnem kétszer akkora, mint a gyakoribb, de kevésbé környezetbarát tűzifa.

következtetés

A bioüzemanyag az egyik ígéretes fejlesztés, amelynek minden előnyét a jövőben is értékelni fogják. Ez azonban nem akadályozza Önt önálló bioüzemanyag felhasználására üvegházban vagy fürdőben. Erről többet tudhat meg az alábbi videóból.