18新利最新登入生物柴油的工作原理

生物柴油贾斯汀·沙利文/盖蒂图片社新闻/盖蒂图片社

如果你最近阅读或观看新闻,你可能会遇到一些与石油和天然气有关的文章、片段或声音片段石油价格.即使在你的日常生活中,也很有可能有人提到它。它是否在汽车无论是经济、历史、地理还是政治,石油几乎渗透到了我们日常生活的方方面面。它是消费者日常生活中讨论最多(也最有争议)的商品之一。

所有这些关于石油的讨论都激发了人们对汽油的替代品.之类的东西电动汽车氢燃料电池被认为是石油的可行替代品。随着技术的进步,这些概念可能成为现实。但是现在呢?

迷失在混乱之中的是生物燃料例如,用生物原料代替化石燃料制成的燃料。根据燃料的类型和生产方法,这些原料可以从玉米到大豆到动物脂肪。

在本文中,我们将深入了解生物柴油这是主要的生物燃料之一。首先,去看看会是个好主意18新利最新登入汽车发动机的工作原理18新利最新登入柴油发动机的工作原理了解一些背景知识。之后,回过头来,我们将区分生物柴油的事实和虚构。

一般来说,生物柴油是用生物成分代替标准柴油制成的替代燃料或添加剂石油(或原油)。生物柴油通常是从植物中提取的或动物脂肪通过一系列的化学反应。两者都有无毒可再生.因为生物柴油本质上来自植物和动物,来源可以通过农业和回收补充。

生物柴油是安全的,可用于柴油发动机很少或根本不需要修改。虽然生物柴油可以以其纯形式使用,但它通常是与标准柴油混合.混合物由缩写表示Bxx,在那里xx为混合物中生物柴油的百分比。例如,最常见的混合是B20,或者20%的生物柴油达到80%的标准。所以,B100指纯生物柴油。

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生物燃料,如由玉米制成的乙醇和由大豆制成的生物柴油,有助于支持美国农业。

然而,生物柴油并不是一个包罗万象的术语。18新利最新登入还有一个正式的、技术上的定义ASTM国际(以前称为美国测试与材料协会),该组织负责提供行业标准。根据国家生物柴油委员会(NBB),生物柴油的技术定义如下:

    由长链脂肪酸的单烷基酯组成的燃料,源自植物油或动物脂肪,指定为B100,并符合ASTM D 6751的要求。

这听起来有点粗糙,但它比你想象的要熟悉得多——你每天都会遇到这些脂肪酸。我们将在下一节中更详细地研究它们。

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脂肪和生物柴油

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大豆可以制成生物柴油。

生物柴油如此吸引人和有趣的部分原因是它可以从许多自然资源中提取。虽然可以使用动物脂肪,植物性油是生物柴油的最大来源。你可能在厨房里用过一些。科学家和工程师可以使用大豆、油菜籽、菜籽油、棕榈、棉籽、向日葵和花生等常见作物的油来生产生物柴油。生物柴油甚至可以由回收的烹饪油脂制成!

所有生物柴油来源的共同点是它们都含有脂肪以某种形式。油就是在室温下呈液态的脂肪。这些脂肪三酰甘油(有时称为甘油三酯)是由碳、氢和氧原子结合在一起并排列成特定的模式组成的。这些三酰基甘油非常普遍。除了家用植物油外,它们还存在于黄油和猪油等常见食物中。如果你去看过医生并做过血液检查,你可能会看到甘油三酯计数表。

一种形象化三酰基甘油的方法是用大写字母e来表示构成这个E的垂直主链的是一种叫做甘油的分子。甘油是制造肥皂、药品和化妆品等产品的常用原料。与这个甘油主链相连并形成E的水平元素的是由碳、氢和氧组成的三条长链。这些被称为脂肪酸。

哈哈哈
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哦,哦!
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嘿嘿

那么这18新利最新登入些三酰基甘油是如何进入汽车、卡车或船只的呢?生物柴油不是纯植物油。虽然生植物油过去曾被用来为柴油发动机提供燃料,但它通常会引起问题。原料脂肪或油必须先经过一系列化学反应才能成为燃料。有几种不同的方法来生产生物柴油,但大多数生产设施生产工业生物柴油通过一个过程称为酯交换.在这个过程中,脂肪或油首先被纯化,然后在氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)等催化剂的存在下与醇反应,通常是甲醇(CH3OH)或乙醇(CH3CH2OH)。当这种情况发生时,三酰基甘油转化为酯类和甘油。剩下的酯就是我们所说的生物柴油。

这是旧闻吗?在下一节中,我们将考察生物燃料运动背后的一些历史和动机。

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生物燃料的历史


图片由鲍勃·艾伦提供
目前,美国生物柴油的生产主要来自大豆或回收的餐馆食用油。

生物燃料的概念令人惊讶地古老。鲁道夫·迪塞尔的发明现在以他的名字命名,他曾设想植物油作为他的发动机的燃料来源。事实上,他早期的大部分工作都是围绕生物燃料的使用展开的。比如在1900年,在法国巴黎世界博览会迪塞尔用花生油来演示他的发动机。同样,亨利·福特也希望他的T型车能以玉米生产的乙醇为燃料。最终,在迪塞尔和福特的案例中,石油进入了人们的视野,并被证明是最合乎逻辑的燃料来源。这是基于供给、价格和效率等因素。虽然这不是普遍的做法,但在20世纪30年代和40年代,植物油也被用作柴油燃料。

在20世纪70年代和80年代,美国重新考虑了使用生物燃料的想法。最重要的事件之一发生在1970年清洁空气法环境保护署(EPA)。这使得环保署能够更严格地监管二氧化硫、一氧化碳等污染物的排放标准,臭氧和氮氧化物(NOx)。这为开发更清洁的燃料奠定了基础。这也为燃料添加剂设定了标准。

海外活动,如1973-1974年阿拉伯石油禁运1978-1979年伊朗革命再加上国内石油产量的减少,推动了油价的上涨。根据美国能源部的能源情报署18luck手机登录在禁运期间,美国原油进口量减少了30%,“世界原油价格从1979年初的每桶14美元左右跃升至1981年1月的每桶35美元以上,然后才稳定下来。”直到1983年,全球油价稳定在每桶28美元至29美元之间,油价才出现明显下降。”

随着石油价格的上涨,研究人员开始寻找其他方法。1982年8月,第一届植物和植物油国际会议在北达科他州法戈举行,会议讨论了从燃料成本和植物油的影响到燃料添加剂和提取方法等一系列问题。

1990年,《清洁空气法》修订其中包括对车辆排放更严格的限制。该修正案引入了诸如增加氧气含量之类的条款汽油(这降低了一氧化碳的排放量)和柴油中硫含量的降低。

1992年,环保局通过了能源政策法,或EPACT。此举旨在增加美国政府运输车队使用替代燃料的数量,以减少对外国石油的依赖。1998年修订的《环保行动计划》包括在现有的政府柴油车辆中使用生物柴油燃料,作为购买替代燃料车辆(afv)的一种可接受的替代燃料。

有了这些规章制度,任何可行的石油替代品都会引起争议,这是可以理解的。但生物柴油并不是汽油的完美替代品。我们将在接下来的部分中研究它的优缺点。

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的优点

生物柴油有几个关键优势:
  • 生物柴油是环保的。
  • 它可以帮助减少对外国石油的依赖。
  • 它有助于润滑发动机本身,减少发动机磨损。
  • 它可以用在几乎任何柴油很少或没有发动机改装。
  • 它比传统柴油更安全。
生物柴油的主要卖点之一是它对环境友好。生物柴油已更少的排放比标准柴油要便宜可生物降解的,是一个可再生能量的来源。

排放控制是生物柴油争论的核心,尤其是在立法问题上。排放中有一些成分特别有害,引起了科学家、立法者和消费者的关注。硫及其相关化合物有助于酸雨的形成;一氧化碳是一种公认的毒素;二氧化碳会导致温室效应.还有一些不太为人所知的化合物引起了人们的关注,比如多环芳烃(PAHs),这种环状化合物与某些类型癌症的形成有关。颗粒物(PM)对健康有负面影响,未燃烧的碳氢化合物有助于形成烟雾和臭氧。新利国际网站品牌官网

生物柴油确实减少了有害气体的排放。在目前的生物燃料中,生物柴油是唯一根据《清洁空气法》成功完成排放测试的生物燃料。

与传统柴油相比,生物柴油的平均排放量
发射组件 B100 B20
未燃烧碳氢化合物总量 -67% -20%
一氧化碳 -48% -12%
可吸入颗粒物 -47% -12%
氮氧化合物 + 10% + 2%
硫酸盐 -100% -20%
多环芳烃 -80% -13%
来源:国家生物柴油委员会


此外,B100可将二氧化碳排放量减少78%,将柴油的致癌性降低94%(国家生物柴油委员会,美国能源部运输技术办公室)。

生物柴油的另一个特点是可生物降解的这意味着它可以在细菌等自然因素的作用下分解。根据美国环保署的数据,生物柴油的降解速度是传统柴油的四倍。这样,一旦发生泄漏,清理工作就会更容易,后果也不会那么可怕。这也适用于生物柴油混合物。

生物柴油还可以降低美国对进口石油的依赖,提高我们的能源安全。美国大多数生物柴油都是由大豆油这是一种主要的国内作物。随着美国石油需求的增加和世界供应的减少,生物柴油等可再生燃料如果得到适当实施,可以缓解美国的一些能源需求。

生物柴油也有助于发动机的润滑,或其易于运动。生物柴油就像一种溶剂,可以帮助清除发动机内部可能导致堵塞的沉积物和其他黏稠物。由于纯生物柴油本身不会留下沉积物,这就导致延长发动机寿命.据估计,仅1%的生物柴油混合物就可以将燃料的润滑性提高65%(美国能源部运输技术办公室)。

生物柴油也更安全。它是无毒(毒性大约是食盐的十分之一)并且含有高闪点比传统柴油。因为它在较高的温度下燃烧,所以不太可能意外燃烧。这使得移动和存储规则更容易适应。接下来,我们来看看生物柴油的缺点和未来。

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缺点

微藻,可以提取类似柴油燃料的生物:nrel开发的微藻在美国西南部的沙漠中培养,可能有一天会产生大量的脂质,用于转化为生物柴油燃料。"src=
图片由Paul Roessler提供
微藻,一种可以提炼类似柴油的燃料的生物:在美国西南部的沙漠中培养,NREL美国开发的微藻可能有一天会产生大量的脂质,用于转化为生物柴油燃料。

当然,没有什么是没有惩罚的,生物柴油也有它的缺点。有些与燃料本身有关,但也有许多与大局有关。

燃料本身的一个问题是氮氧化物增加在生物柴油排放中。通常,在柴油制造中,当你减少排放物中颗粒物的数量时,氮氧化物就会相应增加,而氮氧化物会导致烟雾的形成。虽然有些问题可以通过调整引擎本身来解决,但这并不总是可行的。目前正在研究降低生物柴油排放物中氮氧化物含量的技术。

另一个问题是生物柴油的行为溶剂.虽然这个性质很有用,但它是一把双刃剑。一些老旧的柴油车(如1992年以前生产的汽车)可能会因高浓度的生物柴油而堵塞。由于生物柴油能够清除积聚在发动机中的沉积物(这些沉积物可能来自旧柴油),因此生物柴油可能会导致燃料过滤器被新释放的沉积物堵塞。生物柴油制造商建议在改用高浓度生物柴油混合物后不久更换燃油泵。这些旧燃料系统中的部件也可能退化。除了燃料系统内的沉积物外,生物柴油还会分解橡胶成分。旧系统中的一些部件,如燃油管路和燃油泵密封件,可能会因其橡胶或类似橡胶的成分而损坏。这通常是通过更换这些组件来补救的。尽管许多制造商已经将生物柴油纳入他们的保修范围,但潜在的问题仍然存在。 For more information on biodiesel and vehicle warranties, check out生物柴油标准

此外,在一些引擎中,可能会有轻微的燃油经济性和动力下降.平均而言,大约有10%的电力减少。换句话说,大约需要1.1加仑生物柴油才能等于1加仑标准柴油。

生物柴油的主要缺点与更大的图景有关,即市场和相关的物流。其中,最重要的是成本.根据美国环保署的数据,纯生物柴油(B100)每加仑的价格在1.95美元到3.00美元之间,而B20混合柴油每加仑的价格平均比标准柴油高出30到40美分。这一切都取决于诸如所使用的原料和市场条件等变量。

另一个或许更重要的问题是数量和可用性.虽然生物柴油不一定在所有50个州都生产,但它可以在所有州都生产。获得生物柴油的主要方法有三种,每种方法都更适合特定类型的客户。生物柴油可以直接从供应商、石油经销商或公共加油站购买。目前有19家nbb成员在美国生产和销售生物柴油。要了解如何获得生物柴油,18新利最新登入请联系国家生物柴油委员会.此外,替代燃料数据中心有一个搜索功能,允许您按城市或州定位加油站。

有关美国18luck手机登录以外的生物柴油加油站的信息,请联系当地的生物燃料机构。

我们赚18新利最新登入了多少钱?考虑到不同生产者(即联邦、私人、工业)和作物来源的数量,很难给出一个简洁的数字。目前,美国每年生产约7500万加仑生物柴油(国家生物柴油委员会)。这种生产是灵活的,可以根据需要增加或减少。

无论生物柴油是否能吸引更耀眼的技术所占据的聚光灯,它肯定会是一项不断进步的工作。

目前,最大的生物柴油市场是车队。根据国家生物柴油委员会的数据,在美国有超过100个这样的车队使用生物柴油。这些机构包括联邦和公共组织,如美国儿童基金会美国邮政,美国空军美国陆军美国国家航空航天局,美国能源部杜克能源公司,以及佛罗里达电力与照明公司.许多公共交通服务也在寻求生物柴油,以补充石油的使用。辛辛那提地铁等城市公交车也在使用生物柴油。潜在的未来目标包括海洋和农业应用以及家庭供暖等领域。

随着公众意识的增强,生物柴油和生物燃料可以很容易地进入晚餐谈话。政治上的支持也在增加,在1998年EPACT修正案等立法之后,替代燃料来源在不久的将来将是必要的。

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