Биотопливо. Биогаз

Представляет собой смесь метана и углекислого газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения. Биогаз относится к топливам, получаемым из местного сырья. Хотя потенциальных источников для его производства достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов.

Биогаз как альтернативный энергоноситель может служить высококалорийным топливом. Предназначен для улучшения технико-эксплуатационных и экологических показателей работы ДВС и стационарных энергоустановок. Биогаз, представляющий собой продукты брожения отходов биологической деятельности человека и животных, содержит приблизительно 68% СН₄, 2% Н₂ и до 30% СО₂. После отмывки от углекислоты этот газ является достаточно однородным топливом, содержащим до 80% метана с теплотворной способностью более 25 МДж/м3. Применение биогаза в качестве топлива для ДВС осуществляется путем использования серийно выпускаемой топливной аппаратуры для природного газа с коррекцией соотношения “топливо-воздух”. Предлагаемая система в сравнении с газовым двигателем позволяет снизить выбросы оксидов азота на 25% и оксида.углерода - на 20%, а также улучшить топливную экономичность на 12%. Некоторое снижение эффективной мощности, вызванное присутствием балластных компонентов, практически полностью компенсируется за счет высоких антидетонационных качеств биогаза путем соответствующего повышения степени сжатия. Присутствие небольшого количества водорода в биогазе положительно сказывается на качестве протекания рабочего процесса ДВС и не вызывает характерных для водородных двигателей преждевременного воспламенения рабочей смеси и так называемой обратной вспышки. На городских свалках страны хранится порядка 800 млн тонн отходов. Но газ из них не производится. Из всех видов моторных топлив, получаемых из местного сырья, только биогаз, с точки зрения промышленного производства и применения в двигателях транспортных средств, представляет серьезный практический интерес для России. Кроме того, шахтный метан уже в настоящее время может рассматриваться как перспективный источник альтернативного моторного топлива для угольных регионов нашей страны.

Таблица1. Влияние вида исходного сырья на выход биогаза.

10.5 Диметиловый и диэтиловый эфир. Химический продукт со свойствами, аналогичными дизельному топливу. Может использоваться в дизельных двигателях без их переделки, имеет высокое цетановое число: 62…65 единиц. Адаптация обычных дизелей для работы на ДМЭ заключается в модернизации ТПА: т.к. ρ_t ДМЭ на 20%, а удельная массовая теплотворность на 32% ниже, чем у ДТ, для сохранения энергоёмкости объёмная подача ДМЭ в КС должна быть значительно большей (объёмная теплотворная способность ДМЭ 18,2 МДж/л). Для устранения склонности к задирам прецизионных трущихся пар в конструкции ТПА принимаются спец. меры, например, подвод к плунжерным парам масла под давлением, а также подмешивание к ДМЭ спец. противоизносной присадки- можно довести n_t до уровня ДТ. Для выпуска требуются специализированные производства со сложным химическим процессом. Заправок и инфраструктуры пока нет.

Диметилэфир является производной метанола, который получается в процессе синтетического преобразования газа в жидкое состояние. Существуют разработки по переоборудованию дизельных двигателей под диметилэфир. При этом существенно улучшаются экологические характеристики двигателя. На сегодняшний день в мире потребление диметилэфира составляет около 150 тыс. т в год. В последние годы разрабатываются технологические процессы получения диметилэфира из синтетического горючего газа, производимого из угля. В отличие от сжиженного природного газа, диметилэфир менее конкурентоспособен, в основном по причине того, что теплотворная способность на тонну диметилэфира на 45% ниже теплотворности на тонну сжиженного природного газа. Также для производства диметилэфира требуется не только более высокий уровень предварительных капиталовложений, но и больший объем сырьевого газа для производства продукта с эквивалентной теплотворной способностью.