|
|
|
|
|
|
Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Наномембранный реактор сократил вдвое время производства биотоплива из рапсового масла
12:58, 15 Июля 25
Альтернативная энергетика Россия Сибирский ФО Наномембранный реактор сократил вдвое время производства биотоплива из рапсового масла  Ученые Томского политехнического университета использовали наномембранный реактор собственной разработки для получения топлива из рапсового масла. Эксперименты показали, что реактор позволяет в два раза ускорить производство биодизеля.
Проект реализуется при поддержке федеральной программы Минобрнауки «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Состав деталей реактора и способ их изготовления запатентованы.
В основе реактора – полупроницаемая полимерная мембрана, изготовленная методом многоканального электроформования на установке, разработанной в Томском политехническом университете. Система многоканального электроформования позволяет в режиме реального времени точно регулировать пористость, толщину и однородность мембраны. Сырье для мембран – отечественный полимерный материал – сополимер винилиденфторид с тетрафторэтиленом. Это полимер, обладающий превосходной химической стойкостью в отношении минеральных масел, кислот и щелочей.
Еще одна особенность наномембранного реактора ТПУ – особая структура порового пространства, позволяющая существенно улучшить процессы разделения и фильтрации при приготовлении топлива. Он пригоден для многих промышленных процессов, так как устойчив к температурам до 150–170 °C.
Биодизель – это возобновляемое топливо из различных биологических источников (растительные масла, животные жиры и другие). На сегодняшний день наиболее используемым и известным подходом к производству биодизельного топлива является переэтерификация (один из видов модификации масел и жиров, позволяющий путем преобразования триглицеридного состава влиять на изменения их физико-химических свойств, – ред.) с использованием кислотного или щелочного катализатора. В процессе переэтерификации триглицериды преобразуются в метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК) с высвобождением глицерина.
Традиционный процесс переэтерификации включает разделение, очистку и фильтрацию готового продукта. Среди основных его недостатков – высокая энергоемкость, ресурсоемкость и временные затраты. По словам ученых ТПУ, использование мембранного реактора позволит сократить количество производственных этапов, особенно связанных с разделением и промывкой.
«В рамках исследования был собран наномембранный реактор периодического действия для получения биотоплива методом переэтерификации из рапсового масла, метанола и катализатора – гидроксида калия. Рапс – один из самых перспективных видов сырья для производства биодизеля, благодаря высокой производственной мощности и высокому выходу масла. Кроме того, рапс доступен круглогодично и отличается более выгодной ценой», – говорит руководитель исследования, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Максим Пискунов.
Политехниками были изготовлены наномембраны с волокнистой структурой из поливинилиденфторида и сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом. Эксплуатационные характеристики и долговечность наномембран были протестированы путем проведения четырех синтезов биодизеля подряд в каждой серии производственного процесса.
«Проведенные эксперименты показали, что разработанный наномембранный реактор позволяет напрямую отделять полученный биодизель от глицерина в реакционном отсеке, сокращая этапы постпереэтерификации. В целом, общее время получения МЭЖК сокращается с 3-5 часов (традиционная переэтерификация) до 1,5 – 2 часов. Кроме того, наномембранный реактор позволяет достичь высокого содержания МЭЖК – не менее 98%», – добавляет аспирант Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Никита Хомутов.
Исследователи также измеряли вязкость, плотность, цетановое число и температуру вспышки биотоплива, полученного после каждого цикла синтеза. Характеристики преимущественно соответствуют требованиям ГОСТ Р 53605-2009, предъявляемым к метиловым эфирам жирных кислот и применяемым в качестве биотоплива для дизельных двигателей.
Кроме того, ученые протестировали три возможных метода очистки наномембран, поскольку эта процедура определяет не только качество конечного продукта, но и возможность повторного использования мембраны. Эксперименты показали, что наиболее удобным подходом является механическое удаление остатков.
В дальнейших планах у политехников – производство биодизеля с использованием мембран с различными параметрами (толщиной, средним размером пор и удельной площадью поверхности), оценка их влияния на качество топлива для оптимизации технологии. Кроме того, ученые продолжат изучение подходов к очистке наномембран и поиск наиболее оптимального решения. Также планируются эксперименты с использованием, например, дистиллированного таллового масла и жирных кислот таллового масла.
В исследовании принимали участие сотрудники лаборатории тепломассопереноса, Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики, Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, Центра аддитивных технологий общего доступа.
Источник фото: пресс-служба Томского политехнического университета
Все новости за сегодня (52)
|
 Архитектор Юлий Борисов удостоен правительственной премии за проект музея «Атом» на ВДНХ
На церемонии награждения председатель правительства РФ Михаил Мишустин отметил уникальность архитектурного решения здания, сооруженного при поддержке «Росатома». |
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |
|
