Καταλυτική Παραγωγή Βιοντίζελ: Παρούσα Κατάσταση, Τάσεις & Προοπτικές

Catalytic production of biodiesel: Current status, trends and perspectives (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Κωνσταντίνου, Γεωργία
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 20 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-20]
  5. Ελληνικά
  6. 153
  7. Κονσολάκης, Μιχαήλ
  8. Μπογοσιάν, Σομογών | Μπουρίκας, Κυριάκος
  9. Βιοντίζελ | Biodiesel | Καταλυτική Παραγωγή | Catalytic Process | Μετεστεροποίηση | Transesterification | Καταλύτες | Catalysts | Εστέρας Λιπαρών Οξέων | Fatty Acid Ester | Αλκοόλη | Alcohol
  10. 1
  11. 5
  12. 204
  13. Περιέχει: πίνακες, εικόνες
  14. Μέθοδοι Αξιοποίησης Βιομάζας για Παραγωγή Βιοκαυσίμων / Χρήστος Κορδούλης
    • Η εκτεταμένη χρήση των ορυκτών καυσίμων ενοχοποιείται για πληθώρα οικονομικών και περιβαλλοντικών προβλημάτων σε παγκόσμια κλίμακα και μακροπρόθεσμα αναμένεται να οδηγήσει σε εξάντληση των συμβατικών ενεργειακών πόρων. Άμεση λύση στα προβλήματα που προκύπτουν από τη χρήση των ορυκτών καυσίμων μπορούν να δώσουν τα βιοκαύσιμα. Πρόκειται για φιλικότερα προς το περιβάλλον καύσιμα, με χαμηλότερες εκπομπές εκλυόμενων αέριων ρύπων έναντι των συμβατικών καυσίμων που παράλληλα είναι ικανά να καλύψουν τη μεγάλη ζήτηση που επικρατεί στην αγορά σε υγρά καύσιμα μεταφοράς. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία προσεγγίζει την υπάρχουσα κατάσταση στην παγκόσμια παραγωγή του βιοντίζελ, που αποτελεί το σημαντικότερο και ευρύτερα χρησιμοποιούμενο υγρό βιοκαύσιμο με δυνατότητα παραγωγής από ποικίλες φυτικές ύλες. Γίνεται κριτική ανασκόπηση των βιβλιογραφικών αναφορών που ερευνούν την παραγωγή του βιοντίζελ μέσω καταλυτικών διεργασιών και αναλύονται οι παράγοντες και οι συνθήκες που αποτελούν τις βέλτιστες δυνατές για την αποδοτικότερη μετατροπή των φυτικών ελαίων και των τριγλυκεριδίων κατά την μετεστεροποίησή τους σε εστέρες. Επειδή η εμπορική χρήση του βιοντίζελ ως καυσίμου πρέπει να πληροί συγκεκριμένα ποιοτικά κριτήρια, τα οποία καθορίζονται μέσω Διεθνών Προτύπων προκειμένου το βιοκαύσιμο να δύναται να αναμειχθεί με το συμβατικό ντίζελ, αποτυπώνονται οι μέθοδοι αντιμετώπισης του σημαντικότερου μειονεκτήματος του βιοντίζελ, που είναι το υψηλό ιξώδες του. Για αυτό, η άμεση εφαρμογή του φυτικού ελαίου ως καυσίμου σε κινητήρες ντίζελ δεν είναι δυνατή σε αντίθεση με το diesel, και έτσι η εν λόγω διπλωματική επικεντρώνεται στη συγκεντρωτική αποτύπωση των μεθόδων ανάμειξης, πυρόλυσης, μικρογαλακτωματοποίησης και μετεστεροποίησης που έχουν έως σήμερα δοκιμαστεί, για τη μείωση του ιξώδους των φυτικών ελαίων. Λαμβάνοντας υπόψιν ότι η αντίδραση μετεστεροποίησης επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες όπως είναι ο χρησιμοποιούμενος καταλύτης, η γραμμομοριακή αναλογία αλκοόλης-ελαίου, ο χρόνος αντίδρασης, η θερμοκρασία, η παρουσία νερού, καθώς και η παρουσία ελευθέρων λιπαρών οξέων, αποτυπώνονται οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται σε κάθε διεργασία παραγωγής καθώς και τα πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα που έχει δείξει η έως τώρα χρήση τους. Συγκεντρώνονται τα προβλήματα που έχουν διαπιστωθεί είτε σε ερευνητικό επίπεδο, είτε κατά τη βιομηχανική εφαρμογή της κάθε διεργασίας, καθώς και τα πλεονεκτήματά της έναντι των λοιπών καταλυτικών διεργασιών. Συμπερασματικά, γίνεται σύγκριση των διεργασιών και των καταλυτών που χρησιμοποιούνται, προκειμένου ο αναγνώστης να αποκτήσει μια πλήρη εικόνα για τις εφαρμογές και τα αποτελέσματα που έχουν εξαχθεί έως και σήμερα. Κύριος σκοπός της παρούσης διπλωματικής εργασίας, είναι μέσω της καταγραφής των υφιστάμενων αποτελεσμάτων εφαρμογής των καταλυτικών διεργασιών για την παραγωγή βιοντίζελ, να προκύψουν προβληματισμοί και προτάσεις για την μελλοντική προοπτική βελτίωσης ή και ανάπτυξης νέων μεθόδων, ώστε να αυξηθούν οι προοπτικές χρήσεις του βιοντίζελ.
    • The widespread use of fossil fuels is blamed for a multitude of global economic and environmental problems and is expected to lead to the depletion of conventional energy resources in the long run. Biofuels can provide an immediate solution to the problems arising from the use of fossil fuels as they seem to be more environmentally friendly with lower emissions of gaseous pollutants compared to conventional fuels and at the same time can meet the high market demand for liquid transportation fuels. This dissertation approaches the current situation in the global production of biodiesel, one of the most important and widely used liquid biofuel which can be produced from a variety of plant materials. The literature reports investigating the production of biodiesel through catalytic processes are critically reviewed and the factors and optimum conditions which are ideal for the most efficient conversion of vegetable oils and triglycerides during their transesterification into esters are analyzed. The commercial use of biodiesel as a fuel must meet specific quality criteria, which are defined by International Standards in order for the biofuel to be suitable for blending with the conventional diesel. Thus, a brief description is mentioned regarding possible ways of overcoming the most important disadvantage of biodiesel, which is its higher viscosity. This raises a challenge as the direct application of vegetable oil as fuel in diesel engines is not possible due to its higher viscosity compared to diesel. The specific dissertation focuses on the main aspects of the mixing methods, cracking, microemulsification and transesterification which are continuously tested for vegetable oils viscosity reduction. Taking into account the fact that the transesterification reaction is notably affected by various factors such as the type of catalyst used, the alcohol: oil molar ratio, the reaction time, the temperature, the presence of water, as well as the presence of free fatty acids, the catalysts used in each process including their advantages/drawbacks are captured. The problems that have been identified either at the research level or during the industrial application of each process, as well as its advantages over other catalytic processes are summarized. Lastly, a comparison of the processes and the catalysts used is made, in order for the reader to get a complete overview of the applications and the results extracted so far. The main purpose of this dissertation is to raise concerns and proposals, through previously recorded results on the catalytic implementation processes for biodiesel production, for future proposals of improvement(s) or development(s) of new processes/methods in order to increase the prospective uses of biodiesel.
  16. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.