Оптимизация состава смесей нефтяного дизельного топлива с растительными маслами

Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого применения альтернативных моторных топлив и решения обостряющихся экологических проблем. Проанализированы преимущества и проблемы применения в дизелях альтернативных топлив, получаемых из возобновляемого сырья — растительных масел. Использование альтернативных моторных топлив, производимых из растительного сырья, позволяет не только обеспечить замещение нефтяных моторных топлив, но и уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами дизелей. Показана целесообразность применения смесевых биотоплив — смесей нефтяного дизельного топлива и растительных масел. Проведено исследование, направленное на оптимизацию состава таких биотоплив. Рассмотрены смеси нефтяного дизельного топлива с рапсовым и подсолнечным маслами. Предложена методика оптимизации состава этих смесей, базирующаяся на определении обобщенного критерия оптимальности, вычисляемого в виде суммы частных критериев, характеризующих концентрацию в отработавших газах оксидов азота и сажи — дымность этих газов. Проведены оптимизационные расчеты состава биотоплива для дизеля типа Д-245.12С. Показано, что с увеличением содержания рапсового и подсолнечного масел в смеси с нефтяным дизельным топливом параметры токсичности отработавших газов дизеля улучшаются, причем даже небольшая добавка растительного масла в нефтяное дизельное топливо значительно улучшает эти параметры в исследуемом дизеле.

Литература

[1] Русаков В.В., Лапидус А.Л., Крылов И.Ф., Емельянов В.Е. Углеводородные и альтернативные топлива на основе природного газа. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. 188 с.

[2] Александров А.А., Архаров И.А., Багров В.В., Девянин С.Н., Ксенофонтов Б.С., Лобанов Б.С., Марков В.А., Середа А.В., Шарин Е.А., Шпак А.В. Нефтяные моторные топлива: экологические аспекты применения. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2014. 691 с.

[3] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

[4] Марков В.А., Девянин С.Н., Семенов В.Г., Шахов А.В., Багров В.В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2011. 536 с.

[5] Коцарь Ю.А., Головащенко Г.А., Плужников С.В., Коростышевский И.М. Новые источники сырья для биодизеля. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2011, № 4, с. 23–24.

[6] Александров А.А., Архаров И.А., Багров В.В., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Девянин С.Н., Иващенко Н.А., Марков В.А. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2012. 791 с.

[7] Федоренко В.Ф., Сорокин Н.Т., Буклагин Д.С., Тихонравов В.С. Инновационное развитие альтернативной энергетики. Ч. 1. Москва, Росинформагротех, 2010. 348 с.

[8] Марков В.А., Девянин С.Н., Спиридонова Л.В. Перспективы использования биотоплив в дизелях. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2015, № 7, с. 31–38.

[9] Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. Луганск, Изд-во Восточноукраинского университета им. В. Даля, 2009. 240 с.

[10] Тиу Д., Фан С., Дзоу Х. Производство биодизеля из непищевого сырья. Химия и технология топлив и масел, 2011, № 2, с. 17–22.

[11] Ивашура С.В. Рынок масличных в новом столетии. Масла и жиры, 2011, № 2, с. 4–7.

[12] Година Е.Д. Определение степени теплоты сгорания дизельного смесевого топлива из соевого масла. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, 2013, т. 10, № 5, с. 25–29.

[13] Морозов Ю.Н. Анализ масложирового рынка России и возможные перспективы развития. Масла и жиры, 2012, № 7, с. 4–6.

[14] Уханов А.П., Уханов Д.А., Шеменев Д.С. Дизельное смесевое топливо. Пенза, РИО ПГСХА, 2012. 147 с.

[15] Горбачев М. Альтернативные источники энергии для АПК. Сельский механизатор, 2007, № 4, с. 6–7.

[16] Rakopoulos C.D., Rakopoulos D.C., Giakoumis E.G., Dimaratos A.M., Founti M.A. Comparative environmental behavior of bus engine operating on blends of diesel fuel with four straight vegetable oils of Greek origin: sunflower, cottonseed, corn and olive. Fuel, 2011, vol. 90, pp. 3439–3446.

[17] Onyestyák G., Harnos S., Szegedi A., Kalló D. Sunflower oil to green diesel over Raney-type Ni-catalyst. Fuel, 2012, vol. 102, pp. 282–288.

[18] Марков В.А., Девянин С.Н., Неверова В.В. Показатели токсичности отработавших газов дизельного двигателя, работающего на многокомпонентных смесевых биотопливах. Безопасность в техносфере, 2015, № 5, с. 15–27.

[19] Васильев Ф.П. Методы оптимизации. Москва, Факториал Пресс, 2002. 824 с.

[20] Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. Харьков, Изд-во ХПИ, 2003. 244 с.