Safety in Technosphere

Безопасность в техносфере

1998-071X

15075

10.12737/24146

Экологическая безопасность

Ecological safety

Экологическая безопасность

Using Mustard Oil As an Ecological Additive to Petroleum Diesel Fuel

Использование горчичного масла в качестве экологической добавки к нефтяному дизельному топливу

Неверова

В. В.

Neverova

V. В.

Марков

В. А.

Markov

V. А.

markov@power.bmstu.ru

Бовэнь

Са .

Boven

Sa .

25 10 2016

5 5 8 21

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/15075/view

Истощение запасов нефтяных месторождений и ухудшающаяся экологическая обстановка приводят к необходимости поиска новых альтернативных источников энергии. Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого использования альтернативных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания. В качестве перспективных альтернативных видов топлива для дизельных двигателей рассматриваются топлива, получаемые из растительных масел и животных жиров, которые вырабатываются из возобновляемого сырья и отличаются хорошими экологическими качествами. Показаны преимущества использования топлива растительного происхождения в качестве моторного. Одним из распространенных в России растительных масел является горчичное масло. Рассмотрены возможные пути использования горчичного масла в качестве топлива для дизеля. Проведены экспериментальные исследования дизеля Д‑245.12С, работающего на смесях дизельного топлива и горчичного масла различного состава. Подтверждена возможность улучшения показателей токсичности отработавших газов при использовании этих смесей в качестве топлива для автомобильных и тракторных дизелей.

The depletion of oil fields and the deteriorating environmental situation leads to the need for the search of new alternative sources of energy. Actuality of the article due to the need for greater use of the alternative fuels in internal combustion engines is necessary. Fuels produced from vegetable oils and animal fats as advanced alternative fuels for diesel engines are considered. These fuels are produced from renewable raw materials and are characterized by good environmental qualities. Advantages of using fuels of vegetable origin as motor fuels are shown. Experimental research of diesel engine D-245.12S functioning on mixtures of diesel fuel and mustard oil of various percentage is given. One of the most wide spread vegetable oils in Russia is mustard oil. Possible ways of using mustard oil as fuel for a diesel engine are considered. An opportunity of improving characteristics of exhaust gases toxicity by using these mixtures as a fuel for automobile and tractor diesel engines is demonstrated.

дизельный двигатель нефтяное дизельное топливо альтернативное топливо растительное масло рапсовое масло горчичное масло смесевое биотопливо

diesel engine petroleum diesel fuel alternative fuel vegetable oil rapeseed oil mustard oil biofuel mixture

1. ВведениеАльтернативные моторные топлива находят все большее применение на транспорте и в других областях экономики. Необходимость широкого использования альтернативных топлив обусловлена истощением мировых запасов нефти, нарастающим дефицитом нефтепродуктов и повышением цен на нефтяные моторные топлива. При этом альтернативные топлива отличаются большим разнообразием. Проводятся обширные исследования возможностей использования в дизельных двигателях топлива растительного происхождения, в частности, биотоплива, получаемого из растительных масел [1, 2]. Использование этих видов топлива позволит удовлетворить ужесточающиеся требования к токсичности отработавших газов (ОГ) двигателей [3].Следует отметить, что в связи с поэтапным введением жестких норм на выбросы вредных веществ с ОГ дизелей транспортного и автотракторного назначения и необходимостью выполнить ограничения на токсичность их ОГ экологические показатели двигателей внутреннего сгорания становятся приоритетными. В настоящее время к нормируемым токсичным компонентам ОГ относятся оксиды азота NOx, монооксид углерода (угарный газ) CO, легкие газообразные несгоревшие углеводороды CHx и твердые частицы или дымность ОГ. Из нормируемых газообразных токсичных компонентов ОГ дизелей наиболее значимы оксиды азота NOх. Их доля в суммарных токсичных выбросах дизелей составляет от 30 до 80 % по массе и от 60 до 95 % по эквивалентной токсичности [3].

Марков В. А., Девянин С. Н., Маркова В. В. Оценка экологической безопасности силовых установок с дизельными двигателями // Безопасность в техносфере. 2014. № 2. С. 23-32.

Markov V. A., Devyanin S. N., Markova V. V. Otsenka ekologicheskoy bezopasnosti silovykh ustanovok s dizel’nymi dvigatelyami [Assessment of the environmental safety of power plants with diesel engines]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in Technosphere]. 2014, I. 2, pp. 23-32.

Марков В. А., Маркова В. В., Сивачев В. М., Сивачев С. М. Оптимизация состава смесевого биотоплива для дизельных двигателей // Безопасность в техносфере. 2014. № 6. С. 19-30.

Markov V. A., Markova V. V., Sivachev V. M., Sivachev S. M. Optimizatsiya sostava smesevogo biotopliva dlya dizel’nykh dvigateley [Optimization of the composition of the mix of biofuel for diesel engines]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in Technosphere]. 2014, I. 6, pp. 19-30.

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

Markov V. A., Bashirov R. M., Gabitov I. I. Toksichnost’ otrabotavshikh gazov dizeley [The toxicity of the exhaust gases of diesel engines]. Moscow, MGTU im. N. E. Baumana Publ., 2002. 376 p.

Попель О. С., Фортов В. Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 450 с.

Popel’ O.S., Fortov V. E. Vozobnovlyaemaya energetika v sovremennom mire [Renewable energy in the world today]. Moscow, MEI Publ., 2015. 450 p.

Федоренко В. Ф., Сорокин Н. Т., Буклагин Д. С., Мишурин Н. П., Тихонравов В. С. Инновационное развитие альтернативной энергетики: Часть 1 / В. Ф. Федоренко, Н. Т. Сорокин, Д. С. Буклагин, Н. П. Мишурин, В. С. Тихонравов. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. 348 с.

Fedorenko V. F., Sorokin N. T., Buklagin D. S., Mishurin N. P., Tikhonravov V. S. Innovatsionnoe razvitie al’ternativnoy energetiki [Innovative development of alternative energy]. Moscow, FGNU «Rosinformagrotekh» Publ., 2010. 348 p.

Марков В. А., Девянин С. Н., Зыков С. А., Гайдар С. М. Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания. М.: НИЦ «Инженер» (Союз НИО), 2016. 292 с.

Markov V. A., Devyanin S. N., Zykov S. A., Gaydar S. M. Biotopliva dlya dvigateley vnutrennego sgoraniya [Biofuels for internal combustion engines]. Moscow, NITs «Inzhener» (Soyuz NIO) Publ., 2016. 292 p.

Каменев В. Ф., Шатров М. Г., Теренченко А. С., Карпухин К. Е. Тепловые двигатели установок электро- и теплоснабжения, использующие биотоплива. М.: Изд-во МАДИ, 2014. 92 с.

Kamenev V. F., Shatrov M. G., Terenchenko A. S., Karpukhin K. E. Teplovye dvigateli ustanovok elektroi teplosnabzheniya, ispol’zuyushchie biotopliva [Thermal engines installations electricity and heat using biofuels]. Moscow, MADI Publ., 2014. 92 p.

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

Vasil’ev I. P. Vliyanie topliv rastitel’nogo proiskhozhdeniya na ekologicheskie i ekonomicheskie pokazateli dizelya [Effect of plant fuels for environmental and economic performance of the diesel engine]. Lugansk, Vostochnoukrainskii universitet im. V. Dalya Publ., 2009. 240 p.

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. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 536 с.

Markov V. A., Devyanin S. N., Semenov V. G., Shakhov A. V., Bagrov V. V. Ispol’zovanie rastitel’nykh masel i topliv na ikh osnove v dizel’nykh dvigatelyakh [The use of vegetable oils and fuels based on them in diesel engines]. Moscow, NITs «Inzhener» Publ., «Oniko-M» Publ., 2011. 536 p.

10.

Morgan M. G., Dowlatabadi H. Energy Technology R@D Essential to Curb Global Warming // Environmental Science & Technology. 1997. Vol. 31. № 12. P. 574A-575A.

Morgan M. G., Dowlatabadi H. Energy Technology R@D Essential to Curb Global Warming // Environmental Science & Technology. 1997. Vol. 31. I. 12. P. 574A-575A.

11.

Година Е. Д. Определение теплоты сгорания дизельного смесевого биотоплива из соевого масла // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2013. Том. 10. № 5 С. 25-29.

Godina E. D. Opredelenie teploty sgoraniya dizel’nogo smesevogo biotopliva iz soevogo masla [Determination of heat of combustion of diesel blends with biofuel from soy bean oil]. Vestnik Severo-Vostochnogo federal’nogo universiteta im. M. K. Ammosova [Herald of the North-Eastern Federal University. MK Ammosova]. 2013, V. 10, I. 5, pp. 25-29.

12.

Ашпина О. Рапс - культура стратегическая // The Chemical Journal (Химический журнал). 2005. № 9. С. 40-44.

Ashpina O. Raps - kul’tura strategicheskaya [Rape - Strategic Culture]. Khimicheskiy zhurnal [The Chemical Journal]. 2005, I. 9, pp. 40-44.

13.

Савельев Г. С. Производство и использование биодизельного топлива из рапса. М.: ГНУ ВИМ Россельхозакадемии, 2007. 96 с.

Savel’ev G. S. Proizvodstvo i ispol’zovanie biodizel’nogo topliva iz rapsa [Production and use of biodiesel from rapeseed]. Moscow, GNU VIM Rossel’khozakademii Publ., 2007. 96 p.

14.

Паронян В. Х. Технология жиров и жирозаменителей. М.: Изд-во «ДеЛи принт», 2006. 760 с.

Paronyan V. Kh. Tekhnologiya zhirov i zhirozameniteley [Technology of fats and fat substitutes]. Moscow, «DeLi print» Publ., 2006. 760 p.

15.

Тютюнников Б. Н., Гладкий Ф. Ф., Бухштаб З. И., Мельник А. П., Бутенев В. П. Химия жиров. М.: Колос, 1992. 448 с.

Tyutyunnikov B. N., Gladkiy F. F., Bukhshtab Z. I., Mel’nik A.P., Butenev V. P. Khimiya zhirov [Chemistry fat]. Moscow, Kolos Publ., 1992. 448 p.

16.

Кодекс «Алиментариус» (лат. «Продовольственный кодекс»). Жиры, масла и производные продукты: Пер. с англ. М.: Весь мир, 2007. 68 с.

Kodeks «Alimentarius» (lat. «Prodovol’stvennyy kodeks»). Zhiry, masla i proizvodnye produkty [The Code “Codex Alimentarius” (lat. “Food Code”). Fats, oils and derivative products]. Moscow, «Ves’ mir» Publ., 2007. 68 p.

17.

Уханов А. П., Уханов Д. А., Голубев В. А. Перспективы использования биотоплива из горчицы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 1. - С. 88-92.

Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Golubev V. A. Perspektivy ispol’zovaniya biotopliva iz gorchitsy [Prospects for the use of biofuels mustard]. Vestnik Ul’yanovskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy]. 2011, I. 1, pp. 88-92.

18.

Уханов А. П., Уханов Д. А., Шемелев Д. С. Дизельное смесевое топливо. - Пенза: РИО Пензенской государственной сельскохозяйственной академии, 2012. - 147 с.

Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Shemelev D. S. Dizel’noe smesevoe toplivo [Diesel mixed fuel]. Penza, RIO Penzenskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii Publ., 2012. 147 p.

19.

Niemi S. A., Illikanen P. E., Laiho V. O.K. A Tractor Engine Fueled with Mustard Seed Oil: Optimization, Emissions and Practical Experiences // SAE Technical Paper Series. - 1997. - № 972724. - P. 11-25.

20.

Niemi S. A., Hatonen T., Laiho V. O.K. Results from a Durability Test of a Mustard Seed Oil Driven Tractor Engine // SAE Technical Paper Series. - 1998. - № 982528. - P. 1-15.

21.

Niemi S. A., Murtonen T. T., Lauren M. J., Laiho V. O.K. Exhaust Particulate Emissions of a Mustard Seed Oil Driven Tractor Engine // SAE Technical Paper Series. - 2002. - № 2002-01-0866. - P. 1-12.

Niemi S. A., Murtonen T. T., Lauren M. J., Laiho V. O.K. Exhaust Particulate Emissions of a Mustard Seed Oil Driven Tractor Engine // SAE Technical Paper Series. - 2002. - I. 2002-01-0866. - P. 1-12.