Пальне для автомобіля, co

Пальне для автомобіля - своїми руками

Одним з перспективних видів автомобільного пального, в даний час, є метиловий спирт.
Метиловий спирт (метанол) являє собою безбарвну займисту рідину зі слабким спиртовим запахом, температура замерзання -98 ° С, кипіння + 65 ° С. Добре змішується з водою. Як і всі спирти він має високу детонаційної стійкістю, октанове число метанолу складає 114,4 одиниці. Для порівняння, октанове число етанолу (винний, етиловий спирт) - 111,4 од.
З усіх антидетонаційних компонентів бензину, метанол є найбільш ефективною добавкою щодо зниження викидів СО, СН і N0х. Може метанол використовуватися і як самостійне автомобільне пальне, в цьому випадку метанол має певні переваги.
Метанол є «чисто» згоряє паливо, володіє кращими паливними характеристиками ніж бензин, внаслідок чого, при його застосуванні підвищується ККД двигунів внутрішнього згоряння Сучасні бензинові двигуни можуть добре працювати на метанолі, при цьому технічні характеристики двигуна поліпшуються.
Це, в першу чергу: висока детонаційна стійкість, абсолютна відсутність сірчистої корозії двигуна та викидів сірки і сажі у вихлопі, мінімальне нагарообразование в двигуні, на 50% менша токсичність відпрацьованих газів, підвищується ККД, завдяки внутрішньому охолодженню і підвищенню ступеня стиснення високий коефіцієнт наповнення циліндрів горючою сумішшю (у порівнянні з бензином виграш в потужності при роботі на метанолі досягає 10%) та ін. Зазначені гідності метанолу привели до того, що він вже давно використовується як паливо на гоночних автомобілях і авіамоделях, спортивних мотоциклах, де потрібні компактні і разом з тим потужні двигуни. Багато дослідні інститути вважають його паливом майбутнього.
Разом з тим метанол має і недоліки. Безводний метанол добре змішується з бензином в будь-яких співвідношеннях, але при попаданні в паливний бак вологи, паливо розшаровується і в баку виходять дві незмішувані рідини, для ліквідації цієї причини бажано доповнювати бак фільтром-осушувачем або встановлювати окремий бак з топливопроводом.
Іншим недоліком метанолу є більш низька, ніж у бензину, випаровуваність, що викликає труднощі при пуску двигуна на холоді. Для поліпшення пуску на холоді, доводиться виконувати підігрів пускового обсягу холодного палива (найчастіше електричний) або проводити запуск двигуна на бензині. Для горіння метанолу потрібно в два рази менше повітря, ніж для бензину, тому при роботі на чистому метанолі необхідна перерегулювати карбюратора бензинового двигуна.
Негативною властивістю метанолу є його отруйність, хоча багато хіміки, авіамоделісти і гонщики, десятиліттями впритул звертаються з ним (природно, з дотриманням правил техніки безпеки і санітарії) без будь-яких наслідків для власного здоров'я, не відносять його до особливо отруйних речовин і підозрюють, що його небезпека спеціально роздута через схильність українського народу вживати всередину все, що пахне спиртом і горить синім полум'ям. Перевершують метанол за небезпекою багато що застосовуються в автомобілі речовини. По токсичності метанол поступається використовуваної в системі охолодження рідини (смертельна доза етиленгліколю близько 100 мл) і акумуляторному електроліту. Найнебезпечніше метанолу, що викидається в великій кількості бензиновим вихлопом тетраетилсвинець, гранично допустима концентрація (ГДК) якого в повітрі становить 0,005 мг / м3, в той час як ГДК метанолу - 5 мг / м3. У погано провітрюваному приміщенні, при працюючому автомобілі, людина може загинути від отруєння вихлопними газами двигуна, що містять смертельно небезпечні оксид вуглецю (СО, чадний газ, кров'яної отрута) і оксиди азоту.
Санітарними правилами при роботі з метанолом забороняється: виготовлення політур на метанолі; випуск продуктів (мастик, нітролаків, клеїв і ін.), що застосовуються в побуті та випускаються в торговельну мережу, до складу яких входить метанол; застосування метанолу для розпалювання нагрівальних приладів; застосування метанолу в якості розчинника. Застосування метанолу для використання його в якості пального для двигунів внутрішнього згоряння санітарними правилами не забороняється.
Однак у поводженні з метанолом потрібна обережність. По класу небезпеки хімічних речовин метанол відноситься до помірно небезпечних. Без своєчасно наданій медичній допомозі смертельна доза 100% метанолу при прийомі всередину становить 100-150 мл. При вживанні менших доз метанолу можлива сліпота через ураження зорового нерва.
В значно меншій мірі зазначені недоліки присутні в бензино-метанольних сумішах.
У США зараз знаходить застосування паливо М-85, що містить 85% метанолу і 15% бензину і в менших обсягах чистий метанол.

Зараз державні метанольні програми існують в Японії, Китаї, Європі, США і деяких інших країнах.

ВУкаіни відсутності державної програми по широкому використанню метанолу в якості моторного палива перешкоджає та обставина, що для перекладу автомобільного парку країни на метанол буде потрібно додаткове будівництво метанольних заводів, в той час як зараз, Україна має велику кількість діючих нафтопереробних підприємств і володіє значними запасами нафти.
У той же час, отримання метанолу можливо навіть в кустарних умовах, на кшталт отримання домашнього етилового спирту (самогону).
Проводитися метанол може з вуглекислоти або будь-якого органічного речовини: вугілля, деревина, сільськогосподарські відходи і т.п. але найбільш простий метод полягає в отриманні метанолу з природного (мережевого) газу. Одночасна подача вуглекислоти (або, що те ж саме, двоокису вуглецю, її формула СО2. Не плутати СО2 з СО, окисом вуглецю. СО токсичний газ, а СО2 нетоксична, вуглекислотою питні напої газують) і природного газу знижує витрату природного газу і підвищує вихід метанолу . Можливе використання комбінованої метанольна-углекислотной установки, в цьому випадку ці два виробництва доповнюють один одного. На метанольна установку подається вуглекислота від виробництва СО2, а скидається на спалювання з метанольной установки відходить некондиційний газ подається в вуглекислотну установку для отримання вуглекислоти.
Основними діючими речовинами в перетворенні природного газу в метанол є каталізатори.
Спрощено, технологія виробництва метанолу полягає в очищенні природного газу від каталізаторних отрут, потім в послідовному перетворенні очищеного природного газу, в результаті каталітичних реакцій, в проміжні продукти, а потім в необхідний вид готової продукції.
Також як і при отриманні самогону необхідні вода, для охолодження змійовика, і електромережу, для роботи невеликого компресора.
Будь-які витоку газу, запахи і випаровування при виробництві метанолу абсолютно виключаються і, оскільки процес пов'язаний з отриманням горючою, токсичної рідини, роботу необхідно проводити в нежитловому провітрюваному приміщенні, з дотриманням всіх правил пожежної і санітарної безпеки.
Продуктивність апарату (літр / год) залежить від маси що подається на переробку сировини і обсягу беруть участь в процесі каталізаторів. Вихід метанолу складає 0,6-0,7 л з 1 м3 природного газу. При підвищених вимогах до чистоти метанолу його очищення від вологи і домішок можна виконувати пропусканням продукту через додатковий фільтр.
Розміри установки залежать від її продуктивності, при отриманні метанолу в кількості 1-2 каністр на добу, установку цілком можна розмістити на столі.
Установка не вимагає дефіцитних деталей, матеріалів і якихось особливих знань, виготовити її можна в будь-якому гаражі.
Використання метанолу власного виробництва в якості пального, є недорогим варіантом заправки двигунів внутрішнього згоряння.
З метою найбільшої оптимізації процесу згоряння палива можлива установка додаткових пристроїв в паливній системі ДВС (пристрої сумішоутворення і гомогенізації паливної суміші, газогенерації метанолу і т.п.), але це вже на любителя.
У тих випадках, коли токсичність метанолу викликає заклопотаність, можливе використання в якості автомобільного пального етанолу (етилового спирту), одержуваного також з природного газу. Етанол зберігає переваги метанолу для двигуна, але вартість отримання етанолу і устаткування для його виробництва в 2 рази вище, ніж при виробництві метанолу.
З органічних речовин можливе отримання синтетичного бензину. Виходити бензин може також і з природного газу в результаті каталітичних реакцій. Октанове число одержуваного бензину до 95 одиниць. При використанні синтетичного бензину вносити будь-які зміни в паливну систему автомобіля не потрібно, якість роботи двигуна не погіршується, а знос двигуна не збільшується, але процес отримання бензину і сама установка для отримання бензину складніше і дорожче, ніж при отриманні метанолу. Вихід бензину становить 0,3 л з 1 м3 природного газу.
Вибір використовуваного виду пального знаходиться виключно за власником автомобіля.
Можливо виготовлення установок і каталізаторів для одержання пального не тільки з природного газу, а й з деревних і рослинних відходів, тваринного гною і пташиного посліду.
Іншою можливістю кустарного виготовлення моторного палива є отримання метану. На відміну від багатьох горючих газів, метан навіть при високих тиску не зріджується і знаходиться в балонах або в газовій мережі в газоподібному стані.
Майже 100% метаном (з невеликою кількістю неочищених домішок) є використовуваний на кухнях квартир природний газ. Як пальне для автомобілів, метан (не плутати, з також широко застосовуються в якості автомобільного палива зрідженими балонними газами пропаном і бутаном) давно вже має широке поширення, як вУкаіни, так і за кордоном.
Метан є висококаллорійним паливом. За теплотворної здатності 1 кг метану перевищує 1 кг бензину в 1,2 рази, скрапленого газу в 1,6 рази. А якщо судити за обсягом, то теплотворна здатність 1 м3 газоподібного метану в 1,29 рази перевищує 1 л бензину і майже в 1,8 рази 1 л зрідженого газу. Октанове число метану становить 110, що дозволяє використовувати його в двигунах з високим ступенем стиснення. Метан не токсичний і не має запаху (для його виявлення нюхом в нього спеціально додають сильно пахне газ етилмеркаптан, що має сильний неприємний запах). На відміну від зрідженого газу (пропан-бутан) він не накопичується в салоні або багажнику автомобіля, так як легше повітря в 1,8 рази. Вихлоп двигуна, що працює на метані, є екологічно чистим, містить тільки водяну пару і нетоксичний СО2. Пробіг двигуна на метані до капремонту перевищує пробіг двигуна на бензині. При трохи зміниться ДВС, на метані може працювати і дизельний двигун. Заправка автомобіля метаном значно дешевше його заправки бензином. Багато автомобілів вже зараз оснащені газобалонним обладнанням (ГБО) для роботи на зрідженому газі, додавання до ГБО балона високого тиску з редуктором, дає можливість використовувати цей автомобіль для його роботи на метані.
Незручність для заправки автомобіля метаном в основному полягає в тому, що метанових АЗС поки що ще вУкаіни не багато і знаходяться вони в основному у великих містах. За кордоном і країнах СНД вже допускається заправка автомобілів від домашньої мережі природного газу, але вУкаіни газові служби на це поки дозволу не дають.
Для жителів невеликих міст і сіл, що мають приватні подвір'я, виходом з положення є використання невеликих домашніх біогазових установок. У біогазових установках можна виробляти біогаз з усіх господарсько-побутових відходів: гній, пташиний послід, бадилля, листя, солома, стебла рослин і інших органічних відходів індивідуального господарства. Біогаз являє за хімічним складом суміш газів, що складається в основному з метану (до 75%) і вуглекислого газу. Просту біогазову установку нескладно виготовити самостійно, їх опису в великій кількості наведені в інтернеті. Біогаз є пальним газом і може використовуватися як паливо. Для повищенной його теплотворної здатності біогазову установку бажано доповнити углекислотной установкою, що дозволить розділити біогаз на очищені метан і СО2 і використовувати отримані гази за їх прямим призначенням.
Для наповнення балонів метаном або СО2 може застосовуватися один і той же компресор високого тиску. У разі застосування компресора для заправки автомобіля метаном економічно вигідніше купувати компресор невеликої продуктивності, так він має значно меншу вартість і пред'являє менші вимоги до домашньої електричної мережі. Компресор продуктивністю 1-2 м3 / год (що відповідає витраті природного газу в опалювальному котлі приватного будинку) включений на постійну роботу забезпечує наповнення метаном балона, встановленого в автомобілі. З метою прискорення заправки автомобіля газом, доцільно підключити компресор до батареї, що складається з декількох кисневих, вуглекислотних або метанових балонів, з яких потім заправляти балон в автомобілі.
Витрата електроенергії на наповнення балона стисненим метаном залежить від кінцевого тиску газу в балоні. При тиску наповнення 200 атм. витрата електроенергії становить приблизно 0,5 кВтг на 1 м3 закачаного газу.
Працюючий компресор повинен знаходитися в приміщенні з вентиляцією, батарея балонів повинна бути під навісом.
З метою безпеки, балони, як заправні, так і в автомобілі, повинні періодично проходити випробування підвищеним тиском. Для цієї мети застосовується гідравлічне випробування балонів водою з подачею тиску від пристрою, що складається з циліндра з плунжером. Гідравлічне випробування для литих сталевих балонів проводиться при тиску в 1,5 рази перевищує робочий. Час витримки під тиском не менше 10 хв. При випробуванні, уважним оглядом перевіряють балон на появу мокрих місць в його корпусі. Відсутність мокрих місць на балоні, при його випробуванні підвищеним тиском, означає що корпус балона не має мікротріщин і гарантує власника від випадків розриву балона при його подальшої експлуатації.