Очистка биотоплива с помощью высокопористого полимерного фильтра

Биотопливо, полученное из растительного сырья, отличается от традиционного нефтяного топлива высокой вязкостью, плотностью, гигроскопичностью и химической активностью. Техническое состояние топливной аппаратуры определяется уровнем чистоты топлива. Для очистки биотоплива от загрязнений и эмульсионной воды предложено использовать полимерные материалы с глобулярной структурой. С целью изучения их свойств проведены испытания образцов полимерных материалов, полученных сополимеризацией резорцина с формальдегидом и стирола с дивинилбензолом. Использовались стандартные методы и оборудование. Испытания на прочность и проницаемость проводились на образцах сополимеров резорцина и формальдегида с содержанием полимерообразующих компонентов 20, 30, 40% и стирола с дивинилбензолом при содержании мономера 25, 40 и 60%. В результате исследований получены показатели прочности полимерных материалов: удельная разрушающая нагрузка при растяжении для сополимеров резорцина с формальдегидом составила 19 МПа, при сжатии – 6 МПа; для сополимеров стирола с дивинилбензолом – 15,5 и 2,5 МПа соответственно. Средний диаметр пор сополимеров составил 0,1…10 мкм, большая удельная поверхность и узкий диапазон распределения пор по размерам (+/–10%) позволяют использовать их в качестве фильтрующих перегородок для различных жидкостей. При взаимодействии образцов резорцинформальдегидного полимерного материала с биодизелем – метиловым эфиром рапсового масла – в течение 14 суток не выявлено изменений в составе полимера. Спектроскопические исследования не выявили изменений и в составе биотоплива. Разработанный резорцинформальдегидный фильтроэлемент для очистки биотоплива может в течение продолжительного времени эффективно работать без замены и технического обслуживания.

1. Barsic N., HumkeA. Performance and emissions characteristics of a naturally aspirated diesel engine with vegetable oil fuels. SAE Technical Paper. 1981:810262. https://doi.org/10.4271/810262

2. Goering C.E., SchwabA.W., Daugherty M.J., Pryde E.H., HeakinA.J. Fuel Properties of eleven vegetable oils. Transactions of the ASAE. 1982;25(6):1472-1477. https://doi.org/10.13031/2013.33748

3. Cigizoglu K.B., Özaktas T., Karaosmanoğlu F. Used sunflower oil as an alternative fuel for diesel engines. Energy Sourses. 1997;19(6):559-566. https://doi.org/10.1080/00908319708908872

4. Wagner L.E., Clark S.J., Schrock M.D. Effects of soybean oil esters on the performance, lubricating oil and water of diesel engine. SAE Transactions. 1984;93:57-72. http://www.jstor.org/stable/44467120

5. Clark S.J., Wagner L., Schrock M.D. Piennaar, P.G. Methyl and ethyl soybean esters as renewable fuels for diesel engines. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 1984;61:1632-1638. https://doi.org/10.1007/BF02541648

6. Bose P.K., Beg R.A., Ghosh B.B., Chakrabarti R.K., Saha S.K. Performance and emission characteristics of a naturally aspirated diesel engine with esterified vegetable oil. SAE Technical Paper Series. 2001;2001-01-3386. https://doi.org/10.4271/2001-01-3386

7. Hamasaki K., Tajima H., Takasaki K., Satohira K., Enomoto M., Egawa H. Utilization of waste vegetable oil methyl ester for diesel fuel. SAE Transactions. 2001;110;1499-1504. http://www.jstor.org/stable/44742751

8. Park S.H., KimH.J., Suh H.K., LeeC.S.Astudy on the fuel injection and atomization characteristics ofsoybean oil methyl ester (SME). International Journal of Heat and Fluid Flow. 2009;30(1):108-116. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.11.002

9. Shaishow S., Singh R.N., Tripathi Satyendra. Biohydrogen from algae: fuel of the future. International Research Journal of Environment Sciences. 2013;2(4):44-47.

10. Rosenberg J.N., OylerA.G., Wilkinson L., Betenbaugh M.J. A green light for engineered algae: redirecting metabolism to fuel a biotechnology revolution. Current Opinion in Biotechnology. 2008;19(5):430-436. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2008.07.008

11. LeeA.K., Lewis D.M., Ashman P.J. Microbial flocculation, a potentially low-cost harvesting technique for marine microalgae for the production of biodiesel. Journal of Applied Phycology. 2009;21:559-567. https://doi.org/10.1007/s10811-008-9391-8

12. Улюкина Е.А. Особенности применения биотоплива в сельскохозяйственном производстве // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. № 6 (94). С. 23-27. https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-6-23-27

13. Ерохин М.Н., Белов М.И., Мельников О.М. Методика расчета контактного давления манжеты на вал // Вестник машиностроения. 2020. № 11. С. 39-45. EDN: PLAAFT

14. Коваленко В.П., Улюкина Е.А. Снижение износа деталей топливной аппаратуры дизельных двигателей // Ремонт, восстановление, модернизация. 2012. № 9. С. 12-15. EDN: PCKSZJ

15. Способ получения полимера с пространственно-глобулярной структурой: Пат. RU2470948 C1 / Г.С. Жданов, С.С. Новиков, А.Ю. Сандеров; Бюл. № 36; опубл. 27.12.2012. EDN: ZGORNR

16. Коваленко В.П., Улюкина Е.А., Гусев С.С. Удаление загрязнений из нефтепродуктов самоочищающимся фильтром // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2013. № 3 (59). С. 35-37. EDN: TEFXLR

17. Самоочищающийся фильтр: Пат. RU205889 U1 / А.А. Андреев, Е.А. Улюкина, С.С. Гусев, А.С. Апатенко; Бюл. № 23, опубл. 11.08.2021. EDN: PKSHQU