МОТОРНІ ВЛАСТИВОСТІ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ПАЛИВ, ОТРИМАНИХ ШЛЯХОМ ПЕРЕРОБКИ ПОЛІМЕРНИХ ВІДХОДІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2025.1.06Ключові слова:
технологічний процес, альтернативні види палива, відходи термопластичних полімерів, теплові двигуни, індикаторна діаграмаАнотація
Основною метою роботи є оцінка ефективності раціональної технології переробки термопластичних полімерних відходів у моторні палива. Впровадження такої технології дозволе залучити то енергетичного балансу певну кількість ресурсів, які не застосовувалися раніш, а також утилізувати зазначені відходи достатньо екологічним засобом. На теперішній час впровадження альтернативних моторних палив є одним з шляхів вирішення проблеми забезпечення енергетичними ресурсами транспорту та стаціонарної енергетики. Однією з можливих видів сировини є відходи термопластичних полімерів. Ця сировина має декілька суттєвих переваг перед нафтою: практична відсутність сірки, ванадію, важких вуглеводнів, смол, нафтенових кислот та низки інших небажаних компонентів. Розглянуто основні моторні властивості альтернативних палив, отриманих з відходів переробки термопластичних полімерів. Встановлено, що шляхом вибору раціональної схеми технологічного процесу переробки, очищення можна отримати бензинове, дизельне, важке дизельне та котельне паливо. Встановлено, що шляхом вибору раціональних параметрів процесу переробки можна налаштовувати обладнання з метою отримання переважної кількості певного продукту. Показано, що їх технохімічні властивості дозволяють використовувати ці палива в теплових двигунах без суттєвих змін двигуна та паливної системи. Наведено принципову технологічну схему процесу отримання альтернативного палива з пластикових відходів, основні моторні властивості та вихід товарного палива. Визначено, що властивості такого альтернативного палива за відповідних технологічних параметрів можуть бути дуже близькими до стандартних палив. Індикаторні діаграми наведені для двигуна 6ЧН12/14 при роботі на стандартному та альтернативному дизельному паливі. Визначені рівні тиску в циліндрі двигуна, питома ефективна витрата палива, вміст монооксиду вуглецю (CO) та оксидів азоту (NOx) у випускних газах, а також швидкість зростання тиску dP/dφ в циліндрі при роботі на конвенційному дизельному паливі по ДСТУ 7688:2015 та альтернативному паливі. Показано, що використання зазначеного альтернативного палива не потребує суттєвих змін в конструкції двигуна та для досягнення прийнятних показників можна обмежитися відповідним налаштуванням паливної апаратури. Тому, на наш погляд, можна сподіватися на достатньо ефективне використання такого палива з енергетичної та екологічної точки зору.
Посилання
Soni V. Thermochemical Recycling of Waste Plastics by Pyrolysis: A Review / V. Soni, G. Singh, B. K. Vijayan, A. Chopra, G. S. Kapur, S. S. V. Ramakumar // Energy & Fuels. – 2021. – Vol. 35, No. 16. – P. 12763–12808. – DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c01292.
Das P. The effect of slow pyrolysis on the conversion of packaging waste plastics (PE and PP) into fuel / P. Das, P. Tiwari // Waste Management. – 2018. – Vol. 79. – P. 615–624. – DOI: 10.1016/j.wasman.2018.08.021.
Syamsiro M. Utilization of waste polyethylene pyrolysis oil as partial substitute for diesel fuel in a DI diesel engine / M. Syamsiro, H. Saptoadi, M. Kismurtono, Z. Mufrodi, K. Yoshikawa // International Journal of Smart Grid and Clean Energy. – 2019. – Vol. 8, No. 1. – P. 38–47. – DOI: 10.12720/sgce.8.1.38-47.
Kanchan S. Use of waste plastic oil as a fuel in reactivity-controlled compression ignition engines: a bibliometric investigation from 2017–23 / S. Kanchan, S. S. Sandhu // Clean Energy. – 2024. – Vol. 8, Issue 3. – P. 206–222. – DOI: 10.1093/ce/zkae004.
Armenise S. Plastic Waste Recycling via Pyrolysis: A Bibliometric Survey and Literature Review/ S. Armenise, W. S. Luing, J. Ramírez, F. Launay, D. Wuebben, N. Ngadi, J. Rams, M. Muñoz // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. – 2021. – Vol. 158. – Article 105265. – DOI: 10.1016/j.jaap.2021.105265.
Sathasivam D. The Result of Nano-Additives in Diesel Engine using Diesel-E Waste Plastics Pyrolysis Oil Fuel Blends: A Review / D. Sathasivam, K. Kumar, L. Gokul, S. Boobalan // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 764. – Article 012042. – DOI: 10.1088/1757-899X/764/1/012042.
Wathakit K. Fuel Properties, Performance and Emission of Alternative Fuel from Pyrolysis of Waste Plastics / K. Wathakit, S. Ekarong, S. Maithomklang, J. Srisertpol // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 717. – Article 012001. – DOI: 10.1088/1757-899X/717/1/012001.
Jahiding M. and physical properties of plastic fuel from high and low-density polyethylene waste produced by pyrolysis method / M. Jahiding, I. Usman, R. Rizki, E. Hasan, M. Mashuni // AIP Conference Proceedings. – 2023. – Article 020013. – DOI: 10.1063/5.0123561.
Herraprastanti E. Fuel from plastic waste using the pyrolysis method / E. Herraprastanti, M. Ashraf, R. Wahyusari, D. Alfreda // BIS Energy and Engineering. – 2024. – Vol. 1. – Article V124011. – DOI: 10.31603/biseeng.34.
The American Chemistry Council. Plastics-To-Fuel Project Developer’s Guide [Електронний ресурс]. – Ocean Recovery Alliance, 2015. – Режим доступу: https://www.americanchemistry.com/content/download/8085/file/2015-Plastics-to-Fuel-Project-Developers-Guide.pdf.
Sambandam Padmanabhan Energy recovery of waste plastics into diesel fuel with ethanol and ethoxy ethyl acetate additives on circular economy strategy / Sambandam Padmanabhan, K. Giridharan, Balasubramaniam Stalin,Subramanian Kumaran, V. Kavimani, N. Nagaprasad, Leta Tesfaye Jule, Ramaswamy Krishnaraj. // Scientific report, 29 March, 2022. Режим доступу: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09148-2.
Тимошевський Б. Г., Ткач М. Р., Харитонов Ю. М. Спосіб та пристрій для переробки відходів полімерів у альтернативне паливо: пат. UA 73900 C2. Україна, МПК B29B 17/00, C10G 1/00 – Режим доступу: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=UA&NR=73900C2. 13. Тимошевський Б. Г., Ткач М. Р. Моторні палива з полімерної сировини: Виробництво та застосування./ День печаті. – Київ: Київ Прес День, 2011. – 352 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Двигуни внутрішнього згоряння

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.