Pozyskiwanie produktów w biorafineriach

Transkrypt

1 Pozyskiwanie produktów w biorafineriach LABATIUM Biopaliwo jako dodatek do oleju napędowego. harakterystyka jakości otrzymanej mieszaniny oleju napędowego z biodieslem (np. B20) poprzez określenie jego właściwości fizyko-chemicznych i porównanie uzyskanych wyników z wartościami dla standardowego oleju napędowego. pracował: Łukasz Świątek

2 S t r o n a 2 1. Wprowadzenie Biopaliwami nazywane są paliwa w formie stałej, płynnej lub gazowej otrzymywane z surowców pochodzenia organicznego (biomasy lub biodegradowalnych frakcji odpadów, zarówno komunalnych, jak i odpadów z produkcji roślinnej i zwierzęcej). Energia zgromadzona w surowcach do produkcji biopaliw jest krótkotrwale skumulowaną energią słoneczną. Zastosowanie biopaliw obejmuje głównie transport i ciepłownictwo [1]. Surowce wykorzystywane do produkcji biopaliw mogą być zaklasyfikowane do trzech grup, tj. biomasy celulozowej, surowców zawierających cukry proste, sacharozę lub skrobię oraz roślin zawierających oleje roślinne. Pierwszą grupę stanowi biomasa celulozowa zbudowana głównie z celulozy, hemicelulozy oraz ligniny. eluloza (zaw % s. m. o.) jest poddawana hydrolizie do cukrów prostych i kierowana do fermentacji alkoholowej z wytworzeniem bioetanolu. Hemiceluloza (zaw % s. m. o.) jest polisacharydem zbudowanym z cukrów zawierających 5 i 6 atomów węgla. Poddawana jest hydrolizie i fermentacji alkoholowej. Lignina (zaw % s. m. o.) stanowi pozostałość po procesie fermentacji. Wysoka wartość opałową sprawia, że materiał jest wykorzystywany do wytwarzania ciepła niezbędnego do ogrzewania reaktora fermentacji. Surowce celulozowe nie są wykorzystywane do celów spożywczych. Do tej grupy zaliczane są m. in. pozostałości z produkcji rolniczej zawierające materiał z upraw (np. ryż, włókna orzecha kokosowego, łodygi, łupiny roślin kukurydzy), odpady z produkcji leśnej (np. wióry i trociny z tartaków, obumarłe drzewa lub gałęzie drzew), stałe odpady komunalne (np. wyroby z papieru), odpady z produkcji żywności oraz odpady przemysłowe (odpady z gorzelni, odpady z produkcji papieru), rośliny energetyczne uprawiane na cele paliwowe (szybko rosnące drzewa lub trawy). Druga grupę stanowią surowce zawierające skrobię i cukry prostsze. Zaliczane są rośliny, które wyprodukowaną w procesie fotosyntezy energię przechowują w postaci cukrów prostych, sacharozy lub skrobi. Są to m. in. trzcina cukrowa, buraki cukrowe, kukurydza, maniok i ziemniaki. Surowce zaliczane do tej grupy są powszechnie wykorzystywane do produkcji żywności i stanowi alternatywę dla produkcji paliw [1]. Trzecią grupę stanowią surowce olejowe. Ilościowo najwięcej na świecie produkuje się oleju sojowego i palmowego, natomiast trzecie i czwarte miejsce stanowią oleje rzepakowy i słonecznikowy [2]. Powszechne wykorzystanie znalazły zarówno do produkcji żywności dla ludzi i zwierząt, jak i do produkcji paliw w postaci estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych. Produkcja biopaliw z niektórych gatunków roślin (np. Jatrophy) ze względu na wyłącznie z produkcji żywności wynikające z wysokiej toksyczność nie konkuruje z produkcją żywność. odzaj uprawianej rośliny oleistej zależy głównie od klimatu. W Polce występują korzystne warunki dla uprawy rzepaku, który stanowi ponad 98,7% produkcji wszystkich roślin oleistych w Polsce [3].

3 S t r o n a 3 2. Metody produkcji biopaliw. 1.1 Hydrorafinacja Węglowodory o zakresie temperatur wrzenia oleju napędowego mogą być produkowane z olejów roślinnych w procesie hydrorafinacji. Podczas procesu wiązania podwójne ulegają uwodornieniu oraz usuwany jest tlen ze szkieletu węglowodorowego oleju. Produktami ubocznymi są gliceryna oraz w zależności od zastosowanych warunków tlenek węgla, dwutlenek węgla lub woda. H W procesie prowadzonym w reaktorze ze złożem fluidalnym w temperaturze i pod ciśnieniem 7 15 MPa na katalizatorze NiMo/Al23 uzyskuje się produkt z liczbą cetanową powyżej 55, który nie wykazuje większej emisja składników toksycznych spalin niż emisja ze spalania paliw ropopochodnych. Proces ten jest tańszy, bardziej elastyczny oraz bardziej kompatybilny z istniejącą infrastrukturą i współczesnymi silnikami niż proces transestryfikacji [4]. 1.2 ozcieńczanie olejów roślinnych Mieszanie olejów roślinnych z olejem napędowym pozwala na otrzymanie produktu o pośrednich właściwościach miedzy składnikami tej mieszaniny. Produkt ze względu na mniejszą lepkość od oleju roślinnego stwarza mniejsze opory podczas tłoczenia przez układ zasilania, podczas wtrysku do komory spalania powstają mniejsze krople paliwa, łatwiej odparowujące, tworzące bardziej homogenną mieszankę paliwowo-powietrzną. Ponadto obniżona zawartość tlenu w paliwie obniża szczytową temperaturę spalania, tym samym zmniejszając ilość powstających tlenków azotu. Gęstnienie i żelowanie oleju silnikowego dyskwalifikuje zastosowanie rozcieńczonych olejów roślinnych jako paliwa. bniżanie właściwości użytkowych oleju silnikowego spowodowane jest przechodzeniem cząsteczek oleju roślinnego po filmie olejowym do miski olejowej, gdzie następuje polimeryzacja nienasyconych fragmentów molekuł oleju roślinnego [2]. 1.3 Emulgowanie olejów roślinnych 3 H 3 kat. 3 3 H H 6 H H 8 3 H 8 Wytworzenie mikroemulsji oleju z niemieszającymi się z nim cieczami, takimi jak metanol, etanol oraz jonowe i niejonowe związki amfifilowe skutkuje korzystnym obniżeniem lepkości produktu. Zastosowanie alkoholu, jako komponentu paliwa obniża liczbę cetanową oraz może pogarszać właściwości rozruchowe [2]. Dopuszcza się zastosowanie wyższych alkoholi, takich jak butanol, heksanol lub oktanol do produkcji bazy paliwowej dla Diesla D2 [5]. 3 H 8 3 H 2 (1)

4 S t r o n a Piroliza olejów roślinnych Piroliza jest procesem termicznej degradacji surowca podczas ogrzewania w warunkach beztlenowych. Poddawanie olejów roślinnych pirolizie prowadzi do wytworzenia alkanów, alkenów, alkinów, kwasów karboksylowych, związków aromatycznych oraz niewielkiej ilości produktów gazowych. Szybka piroliza prowadzi do uzyskania około 60% alkanów i alkenów, które mogą stanowić komponent biopaliw. Drugą grupą produktów są kwasy karboksylowe w ilości 9,6 16,1 %, pozostałe występują w niewielkich ilościach [5]. 1.5 Piroliza mydeł olejów roślinnych leje roślinne poddane reakcji z alkaliami tworzą mydła, według schematu (2) [5]. H ' '' H 3 NaH H H ' H '' Na Na Na (2) Mydła podczas utleniania w kontrolowanych warunkach tworzą węglowodory. Produktem ubocznym jest dwutlenek węgla oraz węglan sodu lub potasu (w zależności od rodzaju mydła), który przeprowadza się w wodorotlenek i zawraca do procesu (3). 2 Na 0,5 2 Na (3) Wydajności produktów ciekłych powyżej 90% uzyskuje się z olejów roślinnych w temperaturze powyżej 863 [5]. Metoda wapniowania olejów roślinnych i poddawania pirolizie była stosowana na skalę przemysłową już w roku Pozwalała na uzyskanie 50 litrów paliwa ciekłego z 68 kg oleju tungowego [5]. 1.6 Transestryfikacja. Transestryfikacja jest procesem polegającym na częściowej wymianie grup alkoksylowych prowadzącym do otrzymania estrów. Wśród reakcji zaliczanych do transestryfikacji wyróżnia się reakcję z alkoholami (alkoholizę), kwasami (acydolizę) lub innymi estrami. Do produkcji biopaliw wykorzystuje się reakcję alkoholizy polegającej na wyparciu alkoholu z estru za pomocą innego alkoholu. Przemiana jest odwracalna i przebiega według równania (4): kat. 'H ' H W procesie transestryfikacji olejów roślinnych estry kwasów tłuszczowych i gliceryny w obecności katalizatora reagują tworząc mieszaninę estrów alkilowych kwasów tłuszczowych oraz glicerynę. (4)

5 S t r o n a 5 H ' '' H kat. 3 H H H ' H '' (5) Proces przebiega w trzech odwracalnych sekwencjach, a produktami pośrednimi są di- oraz monoglicerydy. Zwykle stosuje się wysoki nadmiar alkoholu, aby uzyskać wyższe wydajności oraz ułatwić rozdział faz mieszaniny poreakcyjnej. Efektywność procesu zależy m. in. od aktywności i typu katalizatora, stosunku molowego alkoholu do oleju roślinnego, temperatury i czystości reagentów (szczególnie zawartości wody i wolnych kwasów tłuszczowych) [6] Transestryfikacja w obecności katalizatorów kwaśnych Transestryfikacja w obecności katalizatora kwasowego wymaga prowadzenia procesu w temperaturze bliskiej wrzenia alkoholu ok , trwa od 1 do 50 godzin. Zwykle stosowany jest wysoki nadmiar alkoholu nawet do 30:1 względem oleju przy zawartości katalizatora wynoszącej 1% masy. Do katalizatorów kwaśnych posiadających zdolności katalityczne alkoholizy zalicza się kwasy sulfonowe, kwaśne wymieniacze jonowe oraz silne kwasy mineralne np. siarkowy i fosforowy. Takie warunki pozwalają na uzyskanie wydajności do 99.5% [7]. Zaletą tego procesu jest możliwość produkowania estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych (FAME) z olejów zawierających znaczne ilości wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) bez strat surowca ulegającego zmydlaniu. leje zawierające dużo WKT można poddawać transestryfikacji w układzie dwu- lub jednostopniowym. Proces dwustopniowy polega katalizowaniu estryfikacji WKT za pomocą kwasu, natomiast po wyczerpaniu WKT wydziela się katalizator kwaśny z mieszaniny poreakcyjnej i zastępuje go zasadowym zwiększając szybkość procesu. Proces jednostopniowy wykorzystuje tylko katalizator kwaśny [6]. H ' H H ' H - H /'H (6) ' H H ' H ' (7) Transestryfikacja w obecności katalizatorów zasadowych Transestryfikacja może być katalizowana za pomocą związków zasadowych w postaci alkoholanów, wodorotlenków lub węglanów. Najczęściej stosowane, głównie ze względu na cenę są wodorotlenki sodu i potasu. Ulegają one reakcji z alkoholem tworząc alkoholany.

6 S t r o n a 6 Alkoholany są właściwymi katalizatorami tej reakcji. Ubocznie powstająca woda powoduje hydrolizę powstających estrów, które mogą reagować z jonami metali tworząc mydła. Jednocześnie maleje ilość katalizatora w mieszaninie, powodując zmniejszenie szybkości procesu. Powstające mydła obniżają wydajność procesu. Stosowanie gotowych alkoholanów zamiast otrzymywania ich w toku reakcji zwiększa szybkość procesu oraz wydajność, gdyż w wyniku braku obecności wody nie powstają mydła. Proces transestryfikacji katalizowanej związkami zasadowymi przebiega energicznie w temperaturze pokojowej. Po zmieszaniu reagentów w ciągu 2-5 minut powstaje około 80% estrów. Później proces spowalnia ze względu na ograniczenia w dyfuzji [7]. H B BH (8) ' H '' ' H '' (9) ' H '' ' H '' (10) ' H BH ' H B (11) H Transestryfikacja w warunkach nadkrytycznych alkoholi Transestryfikacja olejów roślinnych w warunkach nadkrytycznych alkoholi pozwala na uzyskanie FAME w znacznie krótszym czasie niż w warunkach podkrytycznych. Zwykle proces ten w warunkach konwencjonalnych w obecności katalizatorów zasadowych trawa ok. 1-8 godzin, natomiast w obecności katalizatorów kwasowych 1-45 godzin. W układach konwencjonalnych mieszanina alkoholu i oleju roślinnego tworzy układ dwufazowy, w którym pomimo intensywnego mieszania reakcja biegnie wolno. Powyżej temperatury krytycznej metanolu 239 i jego ciśnienia krytycznego 8.1 MPa alkohol występuje w postaci sprężonego gazu o bardzo wysokiej zdolności solubilizacji oleju tworząc układ jednofazowy z olejem. Skraca to czas trwania procesu do 2-4 minut (przy temperaturze 350 i stosunku molowym alkoholu do oleju 42:1). Dodatkową zaletą tej metody są łatwość oczyszczania strumienia

7 S t r o n a 7 produktów z resztek katalizatora oraz możliwość zastosowania surowca z dużą zawartością wolnych kwasów tłuszczowych nie powodując zmniejszenia wydajności i jakości produktu [6] Transestryfikacja w organicznych rozpuszczalnikach Technologia ta polega na prowadzeniu procesu transestryfikacji w obecności rozpuszczalników organicznych, które rozpuszczają wszystkie surowce wprowadzając je do jednej fazy. Proces prowadzi się w środowisku metanolu z toluenem i benzenem, tetrahydrofuranem, 1,4-dioksanem, eterem tert-butylowym i dietylowym przy użyciu metanolanu sodu, jako katalizatora. Najkorzystniejsze jest zastosowanie toluenu w stosunku objętościowym 1:1 względem oleju oraz w stosunku molowym metanolu do oleju 13:1 w temperaturze 70. Skraca to czas trwania procesu do 60 sekund [6] Transestryfikacja w obecności katalizatorów heterogennych Procesy prowadzone w obecności katalizatorów heterogennych charakteryzują się znacznie łatwiejszym rozdziałem mieszaniny poreakcyjnej. Transestryfikacja może być prowadzona w obecności katalizatora będącego niejonowym związkiem o charakterze zasadowym np. guaniną i jej pochodnymi. sadzanie guaniny na nośniku celulozowym, poliuretanowym tylko w niewielkim stopniu zmniejsza jej aktywność. W obecności 1% tego katalizatora uzyskuje się stopień przereagowania 90% w temperaturze 60 w ciągu 1 godziny. [7]. Fazę aktywną katalizatorów hydrogenizowanych mogą stanowić także tlenki metali ziem alkalicznych, jako związki o bardziej zasadowym charakterze od wodorotlenków. Tlenek wapnia w reakcji z metanolem tworzy silnie zasadowy metanolan wapnia, który jest dobrym katalizatorem. Mimo silnego charakteru zasadowego bez zastosowania dodatkowych czynników zwiększających kontakt metanol-katalizator-olej takich jak ultradźwięki lub dodatkowy rozpuszczalnik osiąga się niskie wydajności poniżej 90 % [8] Transestryfikacja w obecności lipaz Aktywnymi enzymami w środowisku bezwodnym dla procesu transestryfikacji są enzymy typu lipaz. Enzymy te dezaktywują się w obecności niskich alkoholi metanolu i etanolu. Zauważono, że niektóre lipazy np. andida antarctica ulegały dezaktywacji dopiero w obecności połowy ilości stechiometrycznej alkoholu względem oleju. Przy większej ilości alkoholu, metanol może stanowić odrębną fazę w postaci bardzo małych kropel, które dezaktywują enzym. Dlatego też, proces prowadzi się kilkustopniowo w obecności maksimum 1/3 ilości stechiometrycznej alkoholu. Dodatkowym czynnikiem dezaktywującym enzymy są fosfolipidy zawarte w oleju, których ilość musi być ograniczana przed wprowadzeniem lipaz. Niektóre enzymy wykazują większą aktywność w formie immobilizowanych niż wolnych, np. lipaza Pseudomonas cepacia immobilizowana na montmorylonicie podczas transestryfikacji łoju i tłuszczu posmażalniczego wykazała 50% większą aktywność niż w formie wolnej [7].

8 S t r o n a 8 3. el ćwiczenia elem ćwiczenia jest przeprowadzenia analizy podstawowych właściwości oleju napędowego, biodiesela, glicerolu oraz 20% mieszaniny biodiesela z olejem napędowym. harakterystyka porównawcza zostanie wykonana na podstawie oznaczeń gęstości, lepkości, temperatury zapłonu oraz temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa. 4. Pomiar gęstości Pomiar gęstości zostanie wykonany zgodnie z normą PN-EN IS opa naftowa i ciekłe przetwory naftowe. Laboratoryjne oznaczanie gęstości. Metoda z areometrem. Gęstość jest jedną z podstawowych właściwości fizykochemicznych wykorzystywanych do charakterystyki paliw transportowych. Gęstość ρ jest określana, jako stosunek masy m ciała do objętości V zajmowanej przez to ciało, zgodnie ze wzorem (12): ρ = m V (12) Wartość gęstości jest funkcją składu chemicznego paliwa. Paliwa ropopochodne zawierające większe ilości składników o charakterze parafinowym posiadają niższą gęstość od paliw aromatycznych. Podobnie, wzrost zawartości estrów zbudowanych z wyżejcząsteczkowych wyższych kwasów tłuszczowych zwiększa gęstość paliwa. Metoda oznaczania gęstości wg normy PN-EN IS 3675 polega na odczycie wartości gęstości badanej cieczy na podziałce areometru umieszczonego w badanej cieczy, w ściśle określonych warunkach (rys. 1). Próbkę badanego paliwa wprowadza się do cylindra o średnicy wewnętrznej wynoszącej co najmniej 25 mm więcej niż średnica zewnętrzna areometru. Ponadto, wysokość słupa paliwa musi zapewnić wysokość prześwitu między pływającym w cieczy areometrem a dnem cylindra nie mniejszą od 25 mm. Przed pomiarem gęstości należy zmierzyć temperaturę paliwa umieszczonego w cylindrze za pomocą termometru (dokładność odczytu 0,1 ). Kolejnym etapem jest wprowadzenie areometru do cylindra. Przed dokonaniem odczytu należy delikatnie wcisnąć areometr w ciecz, aby sprawdzić czy jest swobodnie w niej zawieszony. Jeśli powróci do stanu poprzedzającego, należy odczytać wartość wskazywaną na podziałce. dczytu, w zależności od przeźroczystości, należy dokonać zgodnie z zasadą przedstawioną na rys. 2. Po odczycie należy wyjąć areometr i ponownie zmierzyć temperaturę próbki. A punkt odczytu ys. 2. Sposób odczytu wskazania areometru. A dla cieczy nieprzeźroczystej B dla cieczy przeźroczystej ys. 1. Układ do pomiaru gęstości. B punkt odczytu

9 S t r o n a 9 Jeżeli różnica nie jest większa niż 0,5 jako temperaturę odczytu wskazań areometru należy przyjąć temperaturę końcową. Jeśli różnica jest większa należy powtórzyć pomiar, w razie potrzeby zastosować łaźnię. Wartość gęstości substancji zależy od temperatury, w jakiej jest oznaczana. Europejskie normy określające wymagania dla paliw transportowych zwykle podają dopuszczalny zakres tego parametru w temperaturze 15. znaczenie gęstości można wykonywać bezpośrednio w wymaganej temperaturze lub w temperaturze nieznacznie odbiegającej od wymaganej przyjmując za ostateczny rezultat wartość skorygowaną wg wzoru (13) uwzględniającego poprawkę wynikającą z rozszerzalności cieplnej: Gdzie: ρ t = ρ t0 γ(t 0 t) (13) ρ t gęstość w obliczanej temperaturze, g/cm 3 ρ t0 gęstość w temperaturze pomiaru, g/cm 3 t temperatura, w której oblicza się gęstość, t 0 temperatura pomiaru gęstości, γ współczynnik cieplnych zmian gęstości, g/(cm 3 ) Gęstość produktów naftowych powszechnie wyrażana jest także w API wg wzoru (14) oraz gęstości względnej względem gęstości wody d API = 141,5 15,5 d 131,5 (14) 15,5 Wartości współczynników cieplnych w zależności od odczytanej gęstości badanej substancji zamieszczono w tabeli 1. Wartości gęstości wody w zależności od temperatury zestawiono w tabeli 2. Tabela 1. Wartości współczynników cieplnych γ zmian gęstości. Lp. Gęstość ρ t0 g/cm 3 Współczynnik γ g/(cm 3 ) Lp. Gęstość ρ t0 g/cm 3 Współczynnik γ g/(cm 3 ) 1. 0,6900 0,6999 0, ,8400 0,8499 0, ,7000 0,7099 0, ,8500 0,8599 0, ,7100 0,7199 0, ,8600 0,8699 0, ,7200 0,7299 0, ,8700 0,8799 0, ,7300 0,7399 0, ,8800 0,8899 0, ,7400 0,7499 0, ,8900 0,8999 0, ,7500 0,7599 0, ,9000 0,9099 0, ,7600 0,7699 0, ,9100 0,9199 0, ,7700 0,7799 0, ,9200 0,9299 0, ,7800 0,7899 0, ,9300 0,9399 0, ,7900 0,7999 0, ,9400 0,9499 0, ,8000 0,8099 0, ,9500 0,9599 0, ,8100 0,8199 0, ,9600 0,9699 0, ,8200 0,8299 0, ,9700 0,9799 0, ,8300 0,8399 0, ,9800 0,9899 0,000528

10 S t r o n a 10 Tabela 2. Wartości gęstości wody w funkcji temperatury. Lp. Temperatura Gęstość g/cm , , , ,56=60 F 0, , , Sprawozdanie: W sprawozdaniu należy umieścić wartości gęstości wszystkich badanych paliw w d 15, API, 20 d 4 oraz d 15,5 15,5 wraz z krótkim omówieniem przyczyn i skutków w różnicach gęstości pomiędzy badanymi paliwami. Wyniki odnieść do norm. 5. Pomiar lepkości Pomiar lepkości kinematycznej w 40 zostanie wykonany zgodnie z normą PN-EN IS Przetwory naftowe. iecze przezroczyste i nieprzezroczyste. znaczanie lepkości kinematycznej i obliczanie lepkości dynamicznej. Lepkość jest parametrem charakteryzującym opór przepływu cieczy zachodzący na skutek tarcia wewnętrznego cieczy. Wyróżnia się lepkość dynamiczną η oraz lepkość kinematyczną ν, które są związane zależnością (15): Gdzie: ν = η ρ ρ gęstość badanej cieczy w temperaturze pomiaru, kg/m 3 Pomiar lepkości kinematycznej wykonywany jest pośrednio poprzez pomiar czasu przepływu określonej objętości badanej cieczy przez kapilarę lepkościomierza, pod wpływem sił grawitacyjnych. zas przepływu cieczy powinien być nie krótszy niż 200s oraz nie dłuższy niż 900s. W celu zapewnienia stałości temp. badaną próbkę należy termostatować w temp. pomiaru (40 ) (15) 2 3 Do czystego i suchego lepkościomierza przez rurkę 3 wprowadzić badaną próbkę paliwa w ilości zapewniającej ustalenie poziomu menisku cieczy pomiędzy kreskami 4 i 5. Lepkościomierz z paliwem należy umieścić w termostatowanej łaźni wodnej utrzymującej 40. Po ustaleniu temperatury (ok. 20 minut), przy ściśle zamkniętej palcem rurce 2, zassać badane paliwo do połowy wysokości zbiornika 6 korzystając z próżniowej pompki wodnej. Po osiągnięciu wymaganego poziomu cieczy należy jednocześnie zdjąć wąż zasysający z rurki 1 oraz palec z rurki 2. Korzystając ze stopera należy zmierzyć czas przepływu ys. 3. Lepkościomierz Ubehlode a. 4 5

11 S t r o n a 11 cieczy od kreski 7 do kreski 8. Pomiar należy wykonywać do momentu uzyskania dwóch wyników spełniających równanie (16): Gdzie: Δt t 1 < 0.02 (16) Δt różnica miedzy dwoma uzyskanymi gęstość badanej cieczy w temperaturze pomiaru, s t 1 niższa z wartości zmierzonego czasu, s Lepkości badanej próbki jest funkcją czasu przepływu przez kapilarę oraz stałej, charakterystycznej dla danego wiskozymetru. Wartość lepkości ν obliczamy ze wzoru (17). Gdzie: t średni czas przepływu cieczy przez kapilarę, s c stała kapilary, mm 2 /s 2 ν = c t (17) Sprawozdanie: W sprawozdaniu należy umieścić wartości lepkości kinematycznej i dynamicznej wszystkich badanych paliw w wraz z krótkim omówieniem przyczyn i skutków w różnicach wartości lepkości pomiędzy badanymi paliwami. Wyniki odnieść do norm. 6. Pomiar temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa Pomiar temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa zostanie wykonany zgodnie z normą PN-EN 116. leje napędowe i oleje opałowe lekkie. znaczanie temperatury zablokowania zimnego filtru. Temperatura zablokowania zimnego filtru paliwa to najwyższa temperatura, w której określona objętość paliwa chłodzonego w znormalizowanych warunkach nie przepływa w określonym czasie przez znormalizowany układ filtracyjny. Pomiar temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa wykonuje się poprzez wlanie paliwa do zbiornika o znormalizowanych wymiarach (rys. 4), ochłodzenie próbki do temperatury wyższej od przewidywanej temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa oraz zasysanie paliwa za pomocą układu próżniowego wytwarzającego znormalizowane podciśnienie. Jeżeli paliwo zostanie zassane do kreski powyżej zbiornika w czasie nie dłuższym niż 60s to należy obniżyć temperaturę o 1 i procedurę powtórzyć. Za ostateczny wynik przyjmujemy najwyższą temperaturę, w której paliwo nie zostaje zaciągnięte w czasie 60s lub nie zdążyło spłynąć z powrotem do naczynia przed kolejnym pomiarem (obniżeniem temperatury paliwa o kolejny 1 ). ys. 4. Aparat do oznaczania temperatury zablokowania zimnego filtru paliwa.

12 S t r o n a 12 Sprawozdanie: W sprawozdaniu należy umieścić wartości temperatur zablokowania zimnego filtru paliwa wszystkich badanych paliw w wraz z krótkim omówieniem przyczyn i skutków w różnicach wartości pomiędzy badanymi paliwami. Wyniki odnieść do norm. 7. Pomiar temperatury zapłonu Pomiar temperatury zapłonu zostanie wykonany zgodnie z normą PN-EN IS znaczanie temperatury zapłonu Metoda zamkniętego tygla Pensky'ego-Martensa. Temperatura zapłonu to najniższa temperatura skorygowana do ciśnienia atmosferycznego 101,3 kpa, w której przyłożone źródło zapłonu powoduje chwilowy zapłon badanej próbki nad powierzchnią cieczy w określonych warunkach oznaczania. Do naczynia wlać paliwo do kreski, naczynie umieścić w łaźni piaskowej i zamknąć pokrywę. Do pokrywy włożyć termometr, następnie odpalić płomień i wyregulować ustawić średnicę płomienia w zakresie 3 4 mm (wykonuje prowadzący ćwiczenia). grzewanie układu kontrolowane jest za pomocą autotransformatora, tak, aby narost temperatury wnosił 5 6. W trakcie ogrzewania zawartość tygla należy mieszać z prędkością obr/min. (kierunek do dołu). Gdy temperatura wewnątrz tygla osiągnie wartość o 23±5 niższą od oczekiwanej należy rozpocząć pomiar (w przypadku, gdy nieznana jest przybliżona wartość temperatury zapłonu, pomiar należy rozpocząć od temperatury o 5 wyższej od temperatury początkowej). Jeżeli temperatura ys. 5. Aparat do oznaczania temperatury zapłonu. zapłonu jest nie większa od 110, co 1 należy przerywać mieszanie i przekręcać pokrętłem w celu wprowadzenia do wnętrza tygla płomienia. Jeżeli wewnątrz tygla dojdzie do zapłonu par należy przerwać ogrzewanie i zanotować temperaturę zapłonu. W przypadku, gdy oczekiwana temperatura zapłonu przekracza 110 pomiar należy powtarzać co 2. Jeżeli wynik będzie mniejszy niż 18 lub większy niż 28 od początkowej temperatury pomiaru, wynik należy odrzucić, skorygować temperaturę pierwszego pomiaru i powtórzyć analizę. Sprawozdanie: W sprawozdaniu należy umieścić wartości temperatury zapłonu wszystkich badanych paliw w wraz z krótkim omówieniem przyczyn i skutków w różnicach wartości pomiędzy badanymi paliwami. Wyniki odnieść do norm.

13 S t r o n a 13 Tabela 3. Wymagania norm PN-EN 590 i PN-EN (frag.). Lp. Parametr Jednostka PN-EN 590 min max PN-EN min max 1. Gęstość w 15 kg/m Lepkość w 40 mm 2 /s 2,00 4,50 3,5 5,0 3. Temperatura zablokowania zimnego filtru paliwa 4. Temperatura zapłonu >55 >101 0 a -10 b -20 c 0 a -10 b -20 c a okres letni b okres przejściowy oraz c okres zimowy koniec lutego Literatura [1] Zabaniotou A., Ioannidou., Skoulou V., Fuel, 87, 1492, [2] Biernat K., ogulska M., zysta Energia, 10, 110, [3] Kubičková I., Kubička D., Waste Biomass Valor, 1, 3, 293, [4] Demirba A., Energy onversion and Management 44, 13, 2093, [5] Podkówka W., Biopaliwo, gliceryna, pasza z rzepaku, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno- olniczej, Bydgoszcz [6] Gryglewicz S., Bioresource Technology, 70, 249, [7] Tys J., Piekarski W., Jackowska I., Kaczor A., Zając A., Starobrat P., Technologiczne i ekonomiczne uwarunkowania produkcji biopaliwa z rzepaku, PAN Lublin [8] Baümler E., rapiste G., arelli A., J. Amer. il hem. Soc., 84, 603, [9] Norma PN-EN IS [10] Norma PN-EN IS [11] Norma PN-EN 116. [12] Norma PN-EN IS [13] Norma PN-EN 590. [14] Norma PN-EN