Альтернативные смесевые топлива.

Под альтернативными смесевыми топливами подразумевают такие традиционные топлива, примесь к которым из возобновляемых источников поможет продлить срок их использования. Как показывает практика сжигания смесевых топлив, они не требуют для этого процесса значительных переделок существующих двигателей внутреннего сгорания, а так же теплосиловых установок. Из этих видов топлив наиболее известен «газохол» – смесь бензина с 10 –20% этилового спирта (этанол). Газохол получил широкое распространение в Бразилии, где количество применяющихся автомобилей достигло 2.7 млн. шт. Для получения газохола используют дешёвый этанол, получаемый из сахарного тростника. Основным источником этанола служит восстанавливаемоё растительное сырьё (сахарный тростник, свекла, кукуруза, картофель и др.). При переработке этого сырья разложением и брожением получаются СН₄ и этанол. По данным исследований учёных выход этанола с 1 га посадок сахарного тростника равен4400 литров, с 1 га сахарной свеклы – 2800 литров, с 1 га картофеля и кукурузы – 1664 и 830 литров соответственно.

В странах с умеренным климатом производство из биомасс спиртового топлива ограничено. Так, если весь урожай сахарной свеклы ФРГ переработать в спиртовое топливо, то это составит 5.5% от общей потребности в топливе. Поэтому в Европе этанол получают из более дорогого сырья (природного газа, угля, горючих сланцев, и различных органических отходов). Добавки спиртов к бензину улучшают антидетонационные качества, повышает КПД двигателя и снижает в выхлопных газах содержание вредных веществ (СО и N_xO_y).

Из недостатков этанола следует выделить низкую калорийность, отслоение от бензина при пониженной температуре и выпадении влаги.

С дизельным топливом этанол не смешивается, однако с повышением молекулярной массы спиртов создание стабильных смесей становится более вероятным. Начиная с пропанола они смешиваются с дизельным топливом в любых пропорциях. В связи с этим возможно приготовление углеродоспиртовых смесей по следующей методике: смешивается метан с высокомолекулярными спиртами, а затем двухкомпонентная композиция растворяется в дизельном топливе. Подобное топливо было синтезировано со следующим составом:

50% дизельного топлива, 25% метилового и 25% изобутилового спиртов. При сравнении этого топлива с дизельным в 1.3 раза уменьшилось содержание углеводородов, в основном за счёт повышения содержания кислорода при постоянном содержании водорода.

Метанол как присадку к дизельному топливу можно применять в газообразном виде. При этом метанол должен поступать сначала в в испаритель, а затем в каталитический реактор. Полученный синтез-газ может вводится в опускной трубопровод трубовоздуходувной системой дизельного двигателя с турбонаддувом.

Исследования и практика эксплуатации теплосиловых установок показали, что применение добавок воды снижает токсичность продуктов сгорания и повышает эффективность самих установок.

Исследования В ФРГ показали, что сгорание водно-магнитных эмульсий в топках КУ даёт следующие результаты:

-Содержание сажи в уходящих газах снижается с 1-3% до 0-1%;

-Содержание СО снижается с 0.001% до 0.0005%;

-Содержание SO₃ снижается с 10 мг/м³ до 7 мг/м³;

-Содержание твёрдых частиц снижается с 91 мг/м³ до 7 мг/м³.

Существует мнение, что присутствие воды присутствие воды в двигателях внутреннего сгорания нежелательно. Однако мнение о плохой работе ДВС на оводнённом топливе несправедливо. Всё зависит от того, в каком виде вода находится в топливе. Если она присутствует в виде отдельных скоплений т. е. в неорганизованном виде или неравномерно вводится в камеру сгорания, то это действительно вызывает перебои в работе двигателя. Вода в топливе не всегда является вредной механической примесью. Опытами с тяжёлокислородной водой было показано, что вода не только участвует в процессе теплообмена, отбирая часть тепла на своё испарение, парообразование и перегрев паров, но и участвует непосредственно в процессах горения, являясь активным участником горения углеводородного топлива.

Поскольку вода и жидкое топливо взаимно нерастворимы, необходимо эти системы превратить в эмульсии механическим путём.

Имеющиеся данные о влиянии воды справедливы и для сжигания мазута. Это связано с тем, что устойчивые водномазутные смеси (эмульсии) можно получить используя простейшие средства.

Перспективными могут считаться также смеси топлива с размельчённым углём. При этом возможно создание стабильных суспензий с содержанием влаги 25 – 30%. Такие топлива следует рекомендовать для сжигания в топочных устройствах КУ и камерах сгорания газовых турбин.

Снижение расхода нефтяных топлив за счёт смешивания с другими компонентами – это частичное решение проблемы. В перспективе человечеству придётся отказаться от нефти и перейти на другие альтернативные топлива.

^