УНИВЕРЗИТЕТ У БАЊОЈ ЛУЦИ
ТЕХНОЛОШКИ ФАКУЛТЕТ БАЊА ЛУКА
ПРОИЗВОДЊА БИОДИЗЕЛА ДРУГЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ
СТРУЧНИ ИСПИТ
МЕНТОР КАНДИДАТ
Проф. др Михаило Ристић Дејан Којић
Бања Лука, јули 2011
САДРЖАЈ
1.
Увод ........................................................................................
2
2.
Мотори са унутрашњим сагоријевањем као аеро-
загађивачи...............................................................................
3
3.
Обновљиви извори енергије..................................................
5
3.1. Биодизел и квалитет воде и ваздуха.....................................
6
3.2. Тренд кориштења биодизела.................................................
6
4.
Биомаса-темељ производње биогорива................................
8
5.
Биогорива прве генерације.................................................... 10
5.1. Сировине, материјали и нус-производи............................... 11
5.1.1. Репичино уље.......................................................................... 12
5.1.2. Метил алкохол........................................................................
12
5.1.3. Глицерол..................................................................................
13
5.2. Поступци производње биодизела прве генерације............. 13
5.3. Постројења за производњу биодизела прве генерације...... 14
5.4. Недостаци биодизела прве генерције...................................
16
6.
Биогорива друге генерације................................................... 17
6.1. Биодизел друге генерације..................................................... 19
6.2. Сировине за производњу биодизела друге генерације........ 20
6.3. Поступак производње............................................................. 21
6.3.1. Припрема сировине................................................................. 22
6.3.2. Прерада сировине.................................................................... 24
6.3.3. Постројење за прераду............................................................ 25
7.
Биодизел треће генерације..................................................... 28
8.
Закључак..................................................................................
30
9.
Литература............................................................................... 31
1
2. МОТОРИ СА УНУТРАШЊИМ САГОРИЈЕВАЊЕМ КАО
АЕРОЗАГАЂИВАЧИ
Мотори са унутрашњим сагоријевањем (у даљем тексту СУС
мотори) су главни извори појединих полутаната у ваздуху. Они
учествују са 73% у укупној емисији угљен-диоксида, са 56% у емисији
угљиководоника и са 50% у укупној емисији оксида азота у атмосферу.
С обзиром на величину, сврху и тип мотора и врсту горива СУС
мотори сагоријевањем емитују различите врсте и количине загађивача
[1].
СУС мотори као извори емисије загађивача у ваздуху налазе се у
друмским саобраћајним средствима (аутомобили и комерцијална
возила), авионима, локомотивама, бродовима, пољопривредној и
грађевинској механизацији, стационарним моторима и генераторима за
производњу електричне енергије на мазут или гас [3].
Мада је увођењем нових стандарда и ограничења, емисија из
аутомобилских мотора увелико смањена, друмски саобраћај је још
увијек далеко највећи антропогени извор угљен-моноксида и
неметанских угљиководоника, а уз домаћинства и највећи извор дима и
честица чађи [4].
Друмски саобраћај је свакако највећи узрочник загађивања у
урбаним срединама. Око 60% укупне количине свих загађујућих
супстанци у у ваздуху у урбаним срединама потиче од СУС мотора [3].
Емисија загађивача у ваздух при сагоријевању горива у СУС
моторима зависи од више фактора од којих су најважнији: квалитет и
врста горива, тип мотора, услови вожње и оптерећење возила.
Основни узрок емисије загађивача у ваздух је сагоријевање
горива без обзира да ли се ради о моторима погоњеним на бензин или
дизел гориво.
Процес сагоријевања у СУС моторима је сложен скуп физичко
хемијских појава, које поред бурних топлотних ефеката, прате и
вибрациони, звучни, свјетлосни и други феномени. Код СУС мотора
смјеса горива и ваздуха сагоријева под притиском знатно већим од
атмосферског и температурама вишим од оних које се јављају при
сагоријевању истих горива у котловским постројењима. Вријеме
сагоријевања смјесе ограничено је циклусом рада мотора и износи
свега неколико милисекунди [5].
3
Према дефиницији потпуног сагоријевања, производи
сагоријевања су само водена пара и угљен-диоксид. Међутим, у пракси
вријеме сагоријевања гориве смјесе горива и ваздуха у СУС мотору је
веома кратко, тако да чак и да има довољно кисеоника, гориво и
кисеоник не могу потпуно да изреагују, па настају знатне количине
других производа сагоријевања као што су [5]:
угљен-моноксид,
који настаје непотпуним сагоријевањем
угљеника или разлагањем угљен-диоксида;
дјелимично сагорјели или само распаднути
угљиководоници;
оксиди азота,
који настају оксидацијом азота из ваздуха и
слободни елементи:
угљеник, водоник, кисеоник и азот
који
нису ушли у процес потпуног сагоријевања.
Реални процеси сагоријевања су увијек, више или мање
непотпуни. Основни разлог овоме је то што у процес сагоријевања
улази ваздух у коме кисеоник чини петину, а азот највећи проценат[3].
Други разлог је што су горива смјесе различитих угљиководоника.
Трећи разлог је што су мјешавински односи у комори по саставу и по
физичко-хемијским условима просторно и временски неодређени
некада погодни за потпуно а некада за непотпуно сагоријевање [5].
Поред поменутих загађивача за рад бензинских мотора везан је и
проблем загађивања оловом. Овај метал се јавља у издувним гасовима
аутомобила који користе гориво ком је додано тетраетил-олово
(Pb(C
2
H
5
)
4
) као антидетонатор.
Код безоловних бензина, ради повећања октанског броја додају
се одређене количине ароматских угљиководоника, прије свега
толуена. Садржај ароматских угљиководоника у гориву може бити и до
40%, па је њихова количина у издувним гасовима сразмјерно велика.
Посматрајући СУС мотор као посебну цјелину, смањење емисије
загађивача у ваздух може се постићи на четири начина[5]:
повећањем квалитета кориштеног горива;
оптимизација радних процеса у мотору;
накнадном обрадом издувних гасова и
кориштењем алтернативних горива.
4
3.1.
Биодизел и квалитет ваздуха и воде
У посљедње двије деценије, направљени су значајни кораци у
побољшању квалитета ваздуха у најзагађенијим урбаним подручјима.
У будућности доласком биогорива у први план, као замјене фосилним
горивима, предвиђа се даље побољшање квалитета ваздуха, било да се
ова горива користе у конвенционалним моторима са унутрашњим
сагоријевањем или у неким новим чистијим аутомобилским
технологијама.
Загађење воде повезано са нафтним производима укључује
поморски проливено гориво, контаминацију подземних вода горивом
складиштеним у резервоарима и отицање просутог горива. Биодизел за
разлику од фосилних горива брзо биодеградира, па се његовом
употребом смањује опасност коју фосилно дизел гориво представља
воденим токовима и подземним водама. Просуто или исцурено
биогориво не представља опасност за животну средину.
Употребом биодизела у односу на фосилно гориво долази до
знатног смањења загађења животне средине, а посебно је смањена
емисија гасова који изазивају ефекат стаклене баште. Квантификација
ових ефеката на животну средину врши се мјерењем нето емисије
током цјелокупног ланца производње и потрошње.
Основна предност употребе биодизела као обновљивог горива је
значајно смањење емисије угљен-диоксида. Такође је редукована
емисија оксида сумпора, суспендованих честица и угљен-моноксида.
Предности и недостаци употребе биодизела у многоме зависе од
тога да ли се биодизел користи као чист или у мјешавини са фосилним
дизел горивом, као и од услова рада, врсте и типа мотора.
3.2. Тренд кориштења биодизела
Очекује се да ће се потражња енергије у свим облицима
наставити повећањем урбанизације, животног стандарда и повећањем
броја становника, а да ће до стабилизације доћи тек средином овог
вијека.
Пошто дизел гориво чини 37% од укупне потрошње фосилних
горива како у превозу тако и у друге сврхе, његова потражња је
суштински везана за развој економије и посматра се као фактор развоја.
Све већи број становника ће повећати потражњу потребног горива, али
6
