Спосіб приготування біопалива для дизельних двигунів на основі тваринних жирів

1. Спосіб приготування біопалива для дизельних двигунів на основі тваринних жирів, що включає змішування тваринних жирів з розчином метилового спирту та гідрооксиду калію і розділення отриманої суміші на біопаливо і 3 28139 змішуванням тваринний жир здрібнюють, розтоплюють до рідкого стану і випаровують незв’язану з ним воду, змішування тваринного жиру з розчином метилового спирту та гідрооксиду калію здійснюють протягом 30-60 хвилин, а розділення отриманої суміші - в полі гравітаційних сил. В іншій конкретній формі виконання отримане біопаливо додатково очищують у сепараторі. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв’язок. Здійснення перед змішуванням якісної підготовки матеріалів, а саме: здрібнення тваринного жиру, його розтоплення до рідкого стану і випаровування незв’язаної з ним води, призводить до виникнення найбільш ефективної і повної реакції етерифікації між вищими жирними кислотами тваринного походження, метиловим спиртом і гідрооксидом калію, а надто при витримуванні цієї суміші протягом 30-60 хвилин, що сприяє більш ефективному використанню тваринного жиру і отриманню більшої кількості біопалива, причому більш очищеного. Подальше розділення отриманої суміші у полі гравітаційних сил, тобто її відстоювання, забезпечує найбільш якісне і повне відділення біопалива від домішок за рахунок зменшення ступеню їх змішування на границі розділу. А додаткове очищення отриманого біопалива на сепараторі також сприяє підвищенню його якості. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображена схема технологічного процесу підготовки тваринного жиру, а на Фіг.2 - апаратнотехнологічна схема приготування біопалива. На Фіг.1 позначені: 1 - кутер (здрібнювач) тваринного жиру, 2 - жиротопкова піч, 3 - бак-термос, 4 компресор, 5 - паливний бак, 6 - мазутний пальник, на Фіг.2: 7 - ємність для приготування каталізатора, 8 - реактор етерифікації, 9 - ємність для відстоювання, 10 - колона охолоджування, 11 сепаратор. Заявлений спосіб реалізують таким чином. Тваринний жир будь-якого походження, насамперед відходи тваринництва і переробної промисловості, з холодильника подають у кутер 1, де здрібнюють до пастоподібного стану, після цього жирову пасту занурюють у жиротопкову піч 2, в якій нагрівають тваринний жир до температури 100-120°С. Внаслідок нагріву тваринний жир набуває рідкої форми і з нього випаровується вся незв’язана з ним вода. Необхідну температуру в печі 2 досягають за допомогою мазутного пальника 6, який працює на повітряно-мазутній суміші, що створюється за допомогою компресора 4 і паливного бака 5. Перед заправкою нової партії жирової пасти у жиротопкову піч 2 з неї видаляють сухі залишки витопленого жиру (вижарки), що сприяє підвищенню якості рідкого жиру. Після розтоплювання і випарювання води рідкий тваринний жир поступає у проміжний бактермос 3, після заповнення якого рідкий тваринний 4 жир за допомогою шестеренчастого насоса по трубопроводах подають безпосередньо в реактор 8 етерифікації у кількості близько 1000л. Реактор 8 обладнаний механічною якірною мішалкою і нагрівальною оболонкою. Перед цим в ємність 7 для приготування каталізатора подають задану кількість гідрооксиду калію (0,23-0,27% від кількості перероблюваного тваринного жиру), а потім метиловий спирт у кількості 145-155л. В ємності 7 здійснюють ретельне перемішування суміші метанола і гідрооксиду калію протягом 35-45 хвилин. Отриманий таким чином в ємності 7 каталізатор (метоксид калію) перекачують у реактор 8 етерифікації, де рідкий тваринний жир і каталізатор перемішують протягом 30-60 хвилин. Вміст метилового спирту у суміші становить 6,510% від кількості рідкого тваринного жиру, що завантажують у реактор 8. В результаті реакції суміш нагрівається до температури 43-47°С. Реакція етерифікації виникає в результаті взаємодії спирту з вищою жирною кислотою, що входить до складу тваринного жиру. Це може бути гранична (тверда): пальмітинова, стеаринова кислота або негранична (рідка) олеїнова кислота. Наявність каталізатора зумовлює розділення тваринного жиру на вищу жирну кислоту і гліцерин. Отриману нагріту суміш направляють у три ємності 10 для відстоювання, в яких суміш розділюється протягом 2,5-3,5 годин. При цьому неочищений гліцерин випадає вниз, а біопаливо (складний етер) спливає вгору, внаслідок різниці у густині. Кількість отриманого біопалива становить близько 990л. Із ємності 10 для відстоювання гліцерин поміщають у цистерни зберігання, а біопаливо крізь колону 10 охолоджування можуть перекачувати у сепаратор 11 для остаточного очищення. Приклад. Попередньо підготовлений рідкий тваринний жир на основі стеаринової кислоти заливають у кількості 1000л у реактор етерифікації. Окремо у ємності для приготування каталізатора готують каталізатор (метоксид калію) змішуванням протягом 40 хвилин 6кг гідрооксиду калію і 150л метилового спирту. У реакторі рідкий тваринний жир і каталізатор перемішують протягом 45 хвилин. В результаті реакції етерифікації утворюється емульсія складного етеру стеаринової кислоти і неочищений гліцерин з домішками. Після відстоювання протягом 3 годин емульсія розділяється на біопаливо, кількість якого становить 985л, і гліцерин. Фізико-хімічний склад отриманого біопалива представлений у таблиці. Спосіб простий у реалізації і дозволяє використовува ти відходи тваринних жирів для виготовлення біопалива з максимальним відділенням неочищеного гліцерину і домішок, наприклад метилового спирту. Фізико-хімічний склад біопали 5 № п\п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 28139 Найменування показника Цетанове число, не менше Кінематична в’язкість при температурі 20°С, мм 2/сек Густина при температурі 20°С, кг/м 3 , не більше Температура запалення, °С, не менше Температура застигання, °С, не вище Масова частка сірки, %, не більше Випробування на мідній пластинці Кислотність, мг КОН на 100см 3, біопалива, не більше Зольність, %, не більше Вміст механічних домішок Вміст води 6 Фізико-хімічні показники 48,0 8,0 877,0 110,0 -8,0 0,02 витримує 5,0 0,02 відсутність відсутність