바이오 연료는 어떻게 작동합니까? 바이오 연료 생산을 위한 10단계

XNUMXD덴탈의 바이오 에너지의 사용 증가하고 있지만 바이오 연료는 어떻게 기능합니까? 이 문서는 유기 폐기물이 어떻게 변환될 수 있는지 설명합니다. 재생 가능 에너지 원 그것은 다양한 방식으로 적용될 수 있습니다.

다양한 종류의 바이오 연료가 존재하며 모두 비슷하게 작동합니다. 일반적으로 이 문구는 재생 가능한 연료의 생산을 의미합니다. 바이오매스 소스.

지리적 프로세스와 달리 생물학적 프로세스를 사용하면 몇 가지 이점이 있습니다(예: 화석 연료 하다). 에탄올과 바이오디젤은 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 두 가지 바이오 연료입니다.

다양한 형태의 바이오매스가 이러한 재생 가능 에너지원의 공급원료로 사용됩니다. 동물 거름, 사탕수수, 옥수수 전분, 식물성 기름이 이에 대한 예입니다.

그러나 다른 가능한 바이오 연료 공급원이 있습니다. 바이오 연료 생성을 위해 조류 및 임업 폐기물에 대한 많은 연구 개발이 이루어지고 있습니다.

잠재적인 미래 에너지원으로서 일반적으로 바이오 연료에 대한 세계적인 연구 개발이 이루어지고 있습니다. 점점 더 수용되고 있는 상황에서 바이오연료가 어떻게 기능하는지 이해하는 것이 중요합니다.

바이오 연료는 어떻게 작동합니까?

다양한 유형의 바이오 연료가 있으며 서로 다르게 작동합니다.

에탄올
바이오 디젤
바이오 가스
고체 바이오연료

1. 에탄올

에탄올이라고 하는 일종의 바이오 연료는 옥수수나 사탕수수와 같은 발효된 식물 물질에서 생산됩니다. 식물 재료의 탄수화물은 발효에 의해 분해되어 에탄올을 생성하고 이후 증류를 통해 정제됩니다. 내연 기관용 연료는 정제된 에탄올과 가솔린을 혼합하여 만들 수 있습니다.

에탄올은 부피 단위당 휘발유보다 약 30% 덜 효율적이기 때문에 휘발유와 같은 거리를 이동하려면 더 많은 순수한 에탄올이 필요합니다. 순수 에탄올은 자동차, 소형 트럭 및 오토바이의 엔진에만 사용할 수 있으며 이러한 엔진이 목적에 맞게 특별히 개조된 경우에만 사용할 수 있습니다.

2. 바이오디젤

바이오디젤의 효율도 휘발유보다 낮다. 그러나 연료의 구성과 품질에 따라 많은 것이 달라집니다. 휘발유 혼합물의 바이오디젤 비율은 주유소의 바이오디젤 라벨에서 접두사 B- 뒤에 표시됩니다. 예를 들어, B20은 20%의 바이오디젤을 포함하는 디젤 연료입니다.

엔진 개조의 필요성은 바이오디젤 첨가 비율이 감소함에 따라 감소합니다. 장기적으로 순수 바이오디젤을 사용하면 유지 관리 및 성능 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 유지 관리 문제를 해결할 수 있습니다.

3. 바이오 가스

음식물 쓰레기, 하수 또는 농업 폐기물과 같은 유기 물질을 산소 없이 용해하는 혐기성 소화는 생성에 가장 일반적으로 사용되는 절차입니다. biogas. 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)가 결합되어 바이오가스를 생성합니다.

다음은 바이오가스 생성에 사용되는 가장 일반적인 공급원료입니다.

음식물 쓰레기 및 기타 유기 폐기물과 가정 및 사업체
소의 거름
버드나무, 포플러, 억새 등 에너지 작물
하수 및 폐수
옥수수, 밀, 풀
식품 가공 및 제지 공장에서 발생하는 산업 폐기물
매립 폐기물

사용되는 정확한 공급 원료는 바이오가스 작업의 특정 목표, 자원 가용성 및 지리적 위치에 따라 결정됩니다. 바이오가스의 생산은 소규모(가정, 농업) 또는 대규모(산업, 도시) 규모로 이루어질 수 있습니다.

다음을 포함하여 바이오가스에 대한 여러 응용 분야가 있습니다.

그 자체로 또는 디젤이나 천연 가스와 함께 운송 연료로 사용됩니다.
가정, 회사 및 발전소에서 전기 및 열 생산을 위한 연료원으로 사용됩니다.
바이오 플라스틱, 화학 물질 및 비료 생성과 같은 산업 작업 중.
폐수를 청소하고 소독합니다.
또한 "바이오메탄" 또는 순수 메탄은 바이오가스에서 생산되어 파이프라인 품질의 가스를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.

일반적으로 바이오가스는 에너지 자립을 지원하고 대기 질을 개선하며 온실 가스 배출을 줄일 수 있는 유연하고 지속 가능한 에너지원입니다.

4. 고체 바이오연료

목재, 식물 및 폐기물과 같은 고체 바이오매스에서 파생된 연료는 고체 바이오연료로 알려져 있습니다. 무엇보다도 열과 전력을 생성하기 위해 태울 수 있으며 다양한 다른 방법으로 활용할 수도 있습니다.

고체 바이오 연료는 연소 과정에서 보일러에서 연소되어 열을 생성합니다. 이 열에 의해 생성된 증기는 터빈을 구동하는 데 사용됩니다. 터빈은 전기를 생산하고 전력 시스템은 나중에 가정과 사업체에 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

고체 바이오 연료는 일반 화석 연료의 대안으로 그리고 온실 가스 배출을 낮추기 위한 수단으로 특별히 건설된 발전소에서 태울 수 있습니다.

사용되는 바이오 연료의 종류, 연소 기술 및 생산 공정의 지속 가능성은 모두 프로세스가 얼마나 효과적으로 운영되고 바이오 연료가 환경에 미치는 영향에 영향을 미칩니다.

고체 바이오 연료는 상업 및 가정용 난방 시스템뿐만 아니라 산업 및 발전 응용 분야에서 자주 사용됩니다.

공급원료로서 바이오에탄올 및 바이오디젤과 같은 바이오연료를 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.

바이오연료 생산을 위한 10단계

자동차에 실을 수 있는 완성된 바이오 연료 제품을 얻기 위해서는 모두 XNUMX가지 프로세스가 있습니다.

석유 공급원 찾기
오일 테스트
오일 여과
시험 배치 생성
생산 도구 획득
화학 물질 얻기
오일 전처리
바이오디젤 처리
주의 사항
바이오디젤 세척 및 건조
글리세린 취급

1. 석유 공급원 찾기

우선 석유 공급처를 찾는 것이 사람들이 안고 있는 가장 근본적인 문제입니다. 대부분의 사람들은 근처 식당에서 식물성 기름을 구입합니다.

그러나 미가공 연료를 어디서 찾을 수 있는지 논의하기 전에 우리가 받는 폐유가 최소 400미크론으로 사전 여과되었는지 확인해야 합니다.

탈수는 유리 지방산의 양이 적습니다. 매주 기름을 교체하는 식당에서 사용한 식용유를 구입하는 것이 좋습니다. 이것은 더 높은 등급의 오일을 찾는 데 도움이 될 것입니다.

카놀라, 옥수수 및 땅콩 기름도 소비자가 사용할 수 있습니다.

동물성 지방, 수지 또는 라드는 폐유를 얻는 추가 공급원입니다. 그러나 이러한 소스는 더 높은 온도에서 엔진 막힘을 유발할 수 있는 겔 포인트 비율이 더 높기 때문에 이러한 소스에서 폐유를 수거하는 것은 권장하지 않습니다.

2. 오일 테스트

우리는 당신이 그것을 받은 후에 우리가 그것을 사용할 수 있는지 확인하기 위해 기름의 품질을 확인해야 합니다. 먼저 오일을 테스트하는 것이 중요합니다. 다양한 테스트 옵션을 사용할 수 있습니다. 산과 물에 대한 오일 테스트는 가장 중요한 두 가지입니다.

물이 있는지 확인하기 위해 거품을 확인하기 위해 팬에 기름을 가열하기만 하면 됩니다. 산도 수준을 측정하려면 적정을 연구해야 합니다.

적정은 산도 수준을 측정하는 데 사용되는 절차에 대한 용어입니다. 이를 위해서는 오일 샘플을 정확한 양의 pH 중성 알코올과 혼합해야 합니다. 그런 다음 pH 필터를 사용하여 산의 수준을 결정합니다. 일반적으로 페놀프탈레인이 사용됩니다.

산도를 확인하는 것이 중요합니다. 나중에 추가하는 기본 화학 물질은 오일의 산도 수준이 높으면 다량의 산에 의해 중화될 수 있습니다. 산도 수준을 알면 바이오 연료로 전환하는 데 필요한 기본 화학 물질의 정확한 양을 계산하고 추가할 수 있습니다.

3. 오일 여과

오일은 여과 후 더 순수하고 더 효과적입니다. 오일에 음식물 찌꺼기와 같은 불순물이 없는지 확인해야 합니다. 오일 여과를 위한 모든 옵션 중에서 금속 드럼 필터가 장착된 55갤런 드럼을 가져오는 것이 좋습니다.

필터의 크기를 이해하는 것이 중요합니다. 천공은 가능한 작게 하는 것이 좋습니다. 이상적인 필터는 400미크론 필터입니다.

4. 시험 배치 생산

시작하기 전에 테스트 배치를 만드는 것이 좋습니다. 이것은 최근에 획득한 석유가 바이오 연료를 만드는 데 가치가 있는지 여부를 보여줍니다.

모든 재료는 일반적으로 지역 식료품점에서 구할 수 있기 때문에 테스트 배치를 만드는 것은 비교적 간단합니다.

5. 생산 도구 획득

올바른 도구가 있다면 바이오 연료를 만드는 것은 어렵지 않습니다. 이 모든 것을 가능하게 하려면 다음 항목이 필요합니다.

오일 수집 용기: 수집된 오일의 취급 및 저장용. 이를 위해 오래된 오일 배럴이나 드럼을 재사용할 수 있습니다. 헛간에서 찾을 수 없는 경우 이웃에게 사용하지 않는 것이 있으면 빌려달라고 요청하십시오. 최악의 상황에서는 동네 폐차장에 들러주세요!
석유 수송 능력: 석유 채취 지역(식당)에서 석유 생산 지역으로 기름을 옮기기 위해(뒤뜰은 제안). 일반적으로 오일 배럴은 트럭에 들어갈 수 있습니다.
오일 필터: 가공할 수 있도록 기름을 제거합니다. 400마이크로미터.
바이오 연료 프로세서: 화학 물질을 오일과 결합함으로써 이 장치는 오일을 바이오 연료로 전환하는 데 도움이 됩니다.
오일 배럴: 이것은 바이오 연료 세척 탱크를 사용하여 불순물을 제거합니다.
바이오 연료를 저장하는 탱크: 이들은 세척 및 여과 후 여과된 오일을 보유하는 데 필요합니다.
이송 펌프: 그들은 다양한 용기 사이에서 기름을 운반하는 데 사용되며 다양한 크기와 형태로 존재합니다.
적정 키트: 산도 측정용.

6. C 획득헤미칼

메탄올은 화학 공정에서 사용됩니다. 바이오디젤은 메탄올이 사용된 식물성 기름과 결합할 때 생성됩니다.

메탄올 외에 수산화나트륨이나 수산화칼륨도 필요합니다. 둘 다 배관용품점에서 구할 수 있습니다. 수산화칼륨은 글리세린을 더 묽게 만들고 메탄올에 쉽게 용해되므로 일부를 구입하는 것이 좋습니다.

촉매는 메탄올과 오일 사이의 화학 반응을 시작하기 위해 이러한 수산화물 중 하나에 의해 사용됩니다.

7. 오일 전처리

오일을 바이오디젤로 가공하려면 먼저 가공 준비를 해야 합니다. 2단계에서는 오일의 수분과 산 함량을 계산하는 방법에 대해 이야기했습니다.

이제 희석된 오일 및/또는 높은 산 함량을 처리하는 방법을 살펴보겠습니다.

탈수

오일을 탈수하는 방법에는 여러 가지가 있지만 오일을 침전시키는 것이 가장 간단합니다. 충분한 시간이 주어지면 물은 그냥 바닥으로 가라앉고 물과 기름이 잘 어울리지 않기 때문에 제거할 수 있습니다.

이 과정을 촉진하기 위해 오일을 가열할 수도 있습니다. 이렇게 하면 오일 분자가 팽창하여 물 분자가 현탁액에서 더 쉽게 분산됩니다.

산도 낮추기

오일을 사용하여 바이오디젤을 제조하기 전에 받는 오일에 유리 지방산 농도가 높은 경우 오일의 산도를 낮추는 것에 대해 생각해야 합니다. 고유리지방산 공급원료는 바이오디젤로 전환될 수 있지만 공정이 다소 힘들다.

그 이유는 바이오디젤을 사용할 때쯤이면 너무 많은 용매를 사용하게 되므로 처리해야 할 비누가 여전히 많기 때문입니다.

오일의 산도를 낮추는 두 가지 기술이 있습니다.

가성 스트리핑
산성 에스테르화

1. 부식제로 세척

이를 위해 고체 염기(수산화나트륨 또는 수산화칼륨)의 일부를 오일에 첨가하기 전에 물에 용해시켜야 합니다. 결과적으로 기름기가 없는 지방산이 고체 베이스와 결합하여 비누를 생성합니다. 오일이 탈수되고 비누가 제거된 후 바이오디젤을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

효과적이기는 하지만 이 방법은 오일의 일부가 비누로 전환되기 때문에 바이오디젤의 양을 줄입니다.

일부 바이오디젤 시설에서는 가성 스트리핑을 유리 지방산을 낮추는 방법으로 금지하고 있지만 우리는 그것이 가능하고 효과가 있다는 것을 알고 있습니다. 어떤 사람들은 단지 두 번째 접근법을 선호합니다.

2. 산성 에스테르화

오일의 유리 지방산(FFA)은 이 과정에서 황산을 사용하여 수정되므로 여전히 바이오디젤로 전환될 수 있습니다. 이 방법은 유리 지방산이 많은 오일을 작업할 때 적합합니다. FFA를 비누로 전환하는 것이 아니라 산 사슬만 변경하여 바이오연료 또는 바이오디젤로 전환시키기 때문에 선택되었습니다.

8. B요오디젤 P황홀

이전 단계의 주요 목적은 이 단계를 준비하는 것이었습니다. 이것은 오일을 바이오디젤로 전환하는 주요 방법입니다. 유기농 오일 바이오디젤을 만들 수 있게 해주는 실제 반응은 마법이 일어나는 곳에서 발생합니다.

우리가 떠나기 전에 당신은 탁월한 안전을 연습해야 합니다. 취해야 할 몇 가지 안전 조치를 살펴보겠습니다.

주의 사항

약간의 부식성 액체, 메탄올, 강한 알코올, 약간의 열, 가연성 물질을 한 용기에서 다른 용기로 옮기는 작업을 하게 됩니다. 유성 화상을 진압할 수 있는 소화기를 가까이에 두는 것이 좋습니다.

환기가 잘 되는 곳에서 어린이와 애완동물이 없는 곳에서 적절한 안전 장비를 착용하고 바이오디젤을 처리하는 것이 좋습니다.

대량의 바이오디젤을 제조하기 전에 현지 정부 및 소방서에 첨가제, 알코올 및 기타 물질이 현지 규칙 및 규정에 따라 취급 및 사용되는지 확인하십시오.

수제 바이오디젤을 디젤 엔진 자동차에 사용하는 경우 제조업체의 보증이 무효화될 수 있습니다. 따라서 오래된 트럭이 보증 기간이 지난 경우 시도해 보십시오.

적절하게 생산될 때 바이오디젤은 건강에 좋은 경우가 많습니다. 식탁용 소금보다 덜 해롭고 설탕보다 더 빨리 분해됩니다. 일반 석유 디젤보다 인화점이 높기 때문에 흘리더라도 위험한 것으로 간주되지 않습니다.

9. 바이오디젤 세척 및 건조

바이오디젤을 생산할 때 필요한 것보다 더 많은 메탄올을 주입하는 경우가 많습니다. 화학 반응이 완료되었는지 확인하려면 이렇게 하십시오.

반응이 일어난 후 상당한 양의 메탄올이 이제 원래 바이오디젤의 구성 요소가 되었지만 이제 약간의 변형이 있습니다. 과량의 메탄올은 결국 글리세린이 됩니다. 또한 여분의 메탄올 중 일부는 바이오디젤에 남아 있습니다.

바이오디젤 세척
바이오디젤 건조

1. 바이오디젤 세척

메탄올 분자는 사용될 때 바이오디젤보다 물을 더 좋아합니다.

물에 용해된 메탄올은 다른 모든 것이 물에 의해 그 위에 있는 수층으로 내려갑니다. 충분히 오래 씻으면 달라붙은 과도한 메탄올 및 기타 물질이 완전히 제거됩니다.

이 기술은 드라이-워시 시스템을 사용할 때 본질적으로 동일합니다. 글리세린, 비누 및 메탄올은 건조된 수지 또는 분말에 포착되거나 흡수되지만 바이오디젤은 통과할 수 있습니다.

2. 바이오디젤 건조

당신이 원하는 지금 물을 제거하는 방법에 대해 논의합시다.

우선, 바이오디젤을 건조시키는 방법은 무수히 많습니다. 빠른 검색을 하면 인터넷에 흩어져 있습니다. 바이오디젤을 만들기 위해 우리는 단지 몇 가지 더 쉬운 방법에 대해 논의할 것입니다.

이를 달성하는 가장 좋은 방법 중 하나로 바이오디젤을 직사광선이 비치는 외부로 가져오십시오. 대자연과 마법이 함께 작용하게 하십시오. 태양열은 날씨가 충분히 건조하면 모든 물이 아주 빨리 증발하도록 도와줍니다.

바이오디젤은 일단 건조되고 글리세린이 없으면 사용할 준비가 된 것입니다.

10. 글리세린 취급

폐기물 관리 시설은 사용한 글리세린을 받을 수 있습니다. 이 시설에는 혐기성 소화기(메탄 소화기라고도 함)라는 고유한 처리 장치가 있습니다.

본질적으로 모든 미처리 하수는 박테리아가 미처리 하수를 먹고 분해하는 상당한 규모의 탱크로 이동하기 전에 상당한 혼합 장치에서 결합됩니다.

그런 다음 박테리아에 의해 부산물로 메탄 가스가 생성됩니다. 메탄 발전소에서 메탄은 포집되어 연소됩니다.

박테리아는 조 글리세린을 식품으로 사용하여 메탄 생성을 증가시킵니다. 폐기물 관리 시설에서 모든 글리세린을 수용할 수 있었기 때문에 이제 우리는 모든 글리세린을 폐기할 수 있는 친환경 옵션을 갖게 되었습니다.

결론

결론적으로 바이오 연료는 운송, 전력, 조명 및 난방에 활용될 수 있습니다. 광합성의 두 단계인 명반응과 암반응은 세포의 엽록체에서 일어납니다. 바이오 연료는 나무, 풀, 기름, 설탕, 전분 등 다양한 생물학적 제품으로 만들 수 있습니다.

바이오 연료는 어떻게 작동합니까? 바이오연료 생산을 위한 10단계