Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 135

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  tlenki azotu
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
EN
The nitrogen oxides in a flame of burning fuel can be created by many mechanisms. The amount of NOx concentration emitted to the ground atmosphere mainly depends on the type of fuel burned in the industrial and heating boilers. Changes in the country's thermal policy and requirements that are set for us by the European Union States are forcing us to reduce greenhouse gas emissions. Directed metered ballast method is one of the most attractive techniques for reducing NOx emissions. In recent years, moisture injection technology is still investigated on low and medium power thermal power boilers operating on gaseous fuel. The goal of this work was to perform the investigations of the process of a moisture injection into the zones of decisive influence (ZDI-I and ZDI-II) on steam and water boilers: DKVR 10-13, DKVR 20-13, DE 25-14 and PTVM-50. The obtained results clearly show how the proposed method affects NOx reduction and boiler efficiency.
PL
Tlenki azotu w płomieniu palącego się paliwa mogą powstawać na drodze wielu mechanizmów. Ilość emitowanego do przyziemnej warstwy atmosfery stężenia NOx wynika przede wszystkim z rodzaju spalanego w kotłach przemysłowo-grzewczych paliwa. Zmiany w polityce cieplnej kraju oraz wymagania stawiane nam przez Państwa Unii Europejskiej zmuszają na do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Metoda skierowanego dozowanego balastowania jest jedną z najbardziej atrakcyjnych technik ograniczania emisji NOx. W ostatnich kilku latach technologia wtrysku wilgoci badana jest na kotłach energetyki cieplnej małej i średniej mocy pracujących na paliwie gazowym. Celem pracy są badania eksperymentalne procesu wtrysku wilgoci do stref decydującego wpływu (ang. zone of decisive influence ZDI-I oraz ZDI-II) na kotłach parowych i wodnych: DKVR 10-13, DKVR 20-13, DE 25-14 oraz PTVM-50. Uzyskane wyniki pokazują, w jaki sposób proponowana metoda wpływa na redukcję NOx oraz wydajność.
PL
Przeprowadzono badania dotyczące określenia dominującego mechanizmu powstawania NOx w kotłach biomasowych małej mocy. W pierwszej kolejności wyznaczono rozkład temperatury w komorze spalania kotła biomasowego z palnikiem retortowym o mocy 15 kW. Na podstawie wyników rozkładu temperatur w komorze paleniskowej kotła zwrócono uwagę na paliwowy mechanizm tworzenia NOx. Wykonano analizę techniczną i elementarną jedenastu oferowanych na polskim rynku peletów z biomasy. Dokonano pomiarów emisji NOx podczas energetycznej konwersji biomasy. Wykazano zależność pomiędzy zawartością azotu w biomasie a emisją tlenków azotu powstałych podczas jej spalania.
EN
Eleven pellets from various biomass materials (beet pulp, hemp, sunflower husks, a mixture of straw and fine coal, corn sludge, digestate, hay, post-hydrolysis wood, wheat straw, pine sawdust and wood chips) were burned in a lowpower retort boiler. The prox. anal. of the fuel included the detns. of combustion heat, lower heating value, moisture, ash and volatile contents, and the ultimate anal. included the C, H and N contents. The mechanism of NOx formation was detd. based on the temp. measurements in the combustion chamber and the compn. of the flue gases. The relationship between N content in biomass and NOx emissions generated during its combustion was revealed.
EN
In this study, an experiment was conducted to examine the AVL research diesel engine using two kinds of waterdiesel (W-D) fuel microemulsions. These W-D mixtures contained 3.5 and 7.0% by volume (%, v/v) of distilled water dispersed in regular diesel fuel meeting the requirements of the EN590 standard. The engine was tested under the conditions of low, moderate and higher loads. This research was focused on the emission characteristics of nitrogen dioxide (NO2 ) and nitrogen monoxide (NO). Cumulative emission of NOx was also analyzed before being further discussed. The obtained results of this study showed that the addition of distilled water to the regular diesel fuel has a minor effect on the variation of the nitrogen oxides emission. It was confirmed that NO is the main component of NOx detected in the exhaust stream of the AVL engine fuelled with all tested fuels. It proves that the thermal mechanism of the nitrogen oxides formation was dominant in the combustion process. Moreover, it was found that the addition of water dispersed as microemulsion in diesel fuel had a minor effect on the reduction of the NOx emission.
EN
The article presents studies on the quality of the combustion process of low power boiler through the use of ceramic catalysts in the boiler combustion chamber. For the tests was used automatic solid fuel low power boiler type Vulcanus Plus. As part of the research, ceramic catalysts inserts were placed in the boiler to created an combustion chamber. In addition, the ceramic catalyst system has been adjusted that the entire combustion chamber is made with catalysts. As the research was used fuel type black coal. Tests were performed for the boiler in the standard version and with installed catalysts. The obtained results show that the use of catalysts has improved the quality of the combustion process without significantly affecting the boiler's thermal performance. The studies don’t take ex-haust the issue of the influence of ceramic catalysts on the quality of the combustion process in the low power boiler, which encourages further development of the topic.
PL
W artykule przedstawiono badania jakości procesu spalania kotła małej mocy poprzez zastosowanie katalizatorów ceramicznych w komorze spalania kotła. Do testów zastosowano automatyczny kocioł na paliwo stałe o małej mocy typu Vulcanus Plus. W ramach badań w kotle umieszczono wkładki z katalizatorami ceramicznymi tworzącą komorę spalania. Ponadto ceramiczny układ katalizatora został tak wyregulowany, aby cała komora spalania była wykonana z katalizatorów. W badaniach wykorzystano węgiel kamienny. Badania przeprowadzono dla kotła w wersji standardowej i z zainstalowanymi katalizatorami. Uzyskane wyniki pokazują, że zastosowanie katalizatorów poprawiło jakość procesu spalania bez znaczącego wpływu na wydajność cieplną kotła. Podjęte badania nie wyczerpują kwestii wpływu katalizatorów ceramicznych na jakość procesu spalania w kotle małej mocy, co zachęca do dalszego rozwoju tematu.
EN
The paper presents problems of limitation the nitrogen oxides emission from marine diesel engines. The emission of noxious substances from combustion of marine fuels is restricted in respect of the atmosphere protection, International Maritime Organization (IMO) regulations and others. The IMO requirements were determined by time of being in force. The first tier started in 2000 year, the second in 2011, the third is being valid from 2016 on USA waters and in some chosen port areas (from 2021 will be obligatory on Baltic Sea, North Sea and English Channel) and it is a necessity to comply those last requirements. In case of NOx – between the first and second tier the emission was limited 20%, while the third step was limited 80% of the first one. This is a very great challenge, because in nowadays marine diesel engines and marine heavy and diesel oils generally applied, it would seem impossible comply those requirements. It was formed environmental controlled areas of NOx emission (ECA) and they will extend. Governments of some countries (USA, Norway) were introduced on own territorial waters the requirements of NOx and SOx emission. In case of exceeding the limits (or a lack of the proper certificates) it was imposed an ecological charge (a form of tax) or the interdict of entrance on regulated water zones. In the paper it was given an attention to the new challenges for engine producers and ship-owners of fulfilling tier 3 standards or search new substitute solutions. The applying solutions for nitrogen oxides emission limitations cause the decreasing of engine efficiency and increasing the fuel consumption (and carbon dioxide emission) up to ten percent. Due to regulations of marine environment protection they generate additional investment and operation cost for ship-owners and charterers.
PL
W artykule przedstawiono problemy ograniczania emisji tlenków azotu z okrętowych silników wysokoprężnych. W celu ochrony atmosfery przed emisją szkodliwych substancji z procesu spalania paliw okrętowych wprowadzono regulacje Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) i inne. Wymagania IMO określają czas wejścia w życie (obowiązywania). Pierwsze ograniczenie emisji tlenków azotu (Tier 1) obowiązuje od 2000 roku, drugie (Tier 2) od 2011, natomiast trzecie (Tier 3) obowiązuje od 2016 roku na wodach amerykańskich i wybranych obszarach portowych (od 2021 roku będzie obowiązywać na Morzu Bałtyckim i Północnym oraz Kanale La Manche) oraz zachodzi konieczność spełnienia tych wymagań. Dla tlenków azotu (NOx) – pomiędzy pierwszym a drugim limitem jest różnica 20%, podczas gdy trzeci limit jest o 80% mniejszy od pierwszego. Jest to wielkie wyzwanie, ponieważ w okrętowych silnikach wysokoprężnych stosuje się paliwa ciężkie i oleje napędowe, wydaje się niemożliwe spełnienie tych wymagań. Utworzono obszary kontroli emisji (ECA) tlenków azotu i te obszary będą się powiększać. Rządy niektórych krajów (USA, Norwegia) wprowadziły własne wymagania na ich wodach terytorialnych odnośnie emisji tlenków azotu i tlenków siarki. W artykule zwrócono uwagę na nowe wyzwania dla producentów silników i armatorów statków w celu spełnienia standardów emisji w limicie Tier 3 lub poszukiwania innych równoważnych rozwiązań. Stosowane rozwiązania ograniczenia emisji tlenków azotu zmniejszają sprawność silników oraz zwiększają zużycie paliwa (i emisji dwutlenku węgla) nawet o dziesięć procent. Z powodu wprowadzenia regulacji chroniących środowisko morskie, generują one dodatkowe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne dla armatorów i czarterujących.
EN
The gas supply of apartments, especially with the use of natural gas, is welcomed by the majority of residents. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. The Polish Gas Development Program foresees that in 2022 to 90% of residents of the country will be provided with gas supply. However, this inevitably involves the emission of exhaust gases from gas equipments into air in apartments. Nitrogen oxides (NOx) are considered to be the most dangerous components of combustion products for human health. They are created even during complete combustion of fuel and efficiently operating burners. Air in apartments is a separate type of people’s environment compared to the outside atmosphere and the working area. The man spends in this environment a considerable part of his life comparable with the working time. However, in standards of many countries it is not considered. This complicates the analysis and effective solution of human health protection against the effects of NOx. The sanitary standards of several countries were analysed from this point of view (Tab. 1-6). The Polish norms define the requirements in relation to the air of the apartments, but paradoxically lack nitrogen oxides in them. Therefore, it is currently only possible to orientate on the permissible NOx concentration in the working environment. The second important issue is the effectiveness of ventilation, which should ensure the discharge of gases generated during the combustion of natural gas. The standards and building regulations of several countries were analysed from this point of view (Tab. 7). It was found that Polish standards for kitchen ventilation are less stringent in terms of global trends. In addition, national building regulations have contradictions that hinder the use of effective solutions at the design stage. Additional difficulties arise from the very high tightness of the currently used window joiners. This practically prevents the supply of adequate air to the premises through infiltration, which is assumed in the standards. In order to verify the obtained conclusions, the literature experimental data in this field were analysed (Fig. 1). The own experimental series was then carried out (Tab. 8, Fig. 2). The average operating conditions of the standard equipment have been tested. It has been proven that the concentration of NOx in the kitchen air can significantly exceed the Polish permissible compartments for the working environment and global requirements for living quarters. In order to ensure the protection of human beings against NOx emitted into the air of gas-supplied housing is requested to introduce urgent changes to national sanitary standards. The second necessary action is to eliminate inconsistencies in national building regulations in terms of kitchen ventilation. This would allow the use of effective technical solutions already at the design stage.
PL
Gazyfikacja mieszkań, szczególnie z użyciem gazu ziemnego, jest mile widziana przez większość mieszkańców. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. Program rozwoju gazownictwa Polski przewiduje, że w roku 2022 do 90% ludności kraju zostanie ogarnięto zaopatrzeniem w gaz. Jednak to nieuchronnie wiąże się z emisją spalin od urządzeń gazowych do powietrza w mieszkaniach. Za najgroźniejsze dla zdrowia ludzi składniki spalin uznaje się tlenki azotu (NOx). Powstają one nawet przy zupełnym spalaniu paliwa i sprawnie działających palnikach. Powietrze w mieszkaniach stanowi odrębny rodzaj otoczenia ludzi w porównaniu z atmosferą zewnętrzną i środowiskiem pracy. Człowiek spędza w tym środowisku sporą część swego życia porównywalną z czasem pracy. Jednak w normach wielu krajów tego się nie uwzględnia. Utrudnia to analizę i skuteczne rozwiązanie zagadnienia ochrony zdrowia ludzi przed działaniem NOx. Przeanalizowano sanitarne normy kilku krajów z tego punktu widzenia (Tab. 1-6). Normy polskie definiują wymagania w stosunku do powietrza mieszkań, jednak paradoksalnie brakuje w nich tlenków azotu. Dlatego orientować się w tej sprawie można obecnie tylko na dopuszczalne stężenie NOx w środowisku pracy. Drugą istotną kwestią jest skuteczność wentylacji, która powinna zapewnić odprowadzanie spalin powstających w trakcie spalania gazu ziemnego. Z tego punktu widzenia przeanalizowano normy i przepisy budowlane kilku wybranych krajów (Tab. 7). Ustalono, że normy polskie w zakresie wentylacji kuchni są mniej rygorystyczne względem trendów światowych. Ponadto w krajowych przepisach budowlanych występują sprzeczności utrudniające zastosowanie efektywnych rozwiązań na etapie projektowania. Dodatkowe utrudnienia sprawia bardzo wysoką szczelność obecnie stosowanej stolarki okiennej. Praktycznie uniemożliwia to doprowadzanie odpowiedniej ilości powietrza do pomieszczeń na drodze infiltracji zakładanej w normach. W celu weryfikacji uzyskanych wniosków przeanalizowano literaturowe dane doświadczalne (Rys. 1) w tym zakresie. Następnie przeprowadzono własną serie eksperymentalną (Tab. 8, Rys. 2). Przetestowano przeciętne warunki eksploatacji standardowego wyposażenia. Udowodniono, że stężenie NOx w powietrzu kuchni może znacznie przekraczać polskie dopuszczalne przedziały dla środowiska pracy i światowe wymagania w stosunku do pomieszczeń mieszkalnych. Żeby zapewnić wymagania ochrony ludzi przed działaniem NOx emitowanych do powietrza mieszkań zaopatrywanych w gaz wysunięto wniosek o wprowadzeniu pilnych zmian w krajowych normach sanitarnych. Drugim koniecznym działaniem uznano wyeliminowanie niespójności w krajowych przepisach budowlanych w zakresie wentylacji kuchni. To umożliwiłoby zastosowanie efektywnych rozwiązań technicznych już na etapie projektowania.
PL
Węglowe kotły rusztowe stanowią podstawę majątku wytwórczego polskich ciepłowni komunalnych. W dotychczasowej praktyce, ich dużej popularności nie towarzyszył jednak adekwatny rozwój dedykowanych metod oczyszczania spalin. W zakresie redukcji stężenia tlenków azotu kotły to nie były wyposażane w żadne systemy. Efektem tego jest brak doświadczeń projektowych i eksploatacyjnych w tym zakresie. W niniejszej pracy zaproponowano metodę projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych. Przedstawiona metoda obejmuje cały zestaw działań prowadzących do określenia parametrów konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych instalacji redukcji stężenia tlenków azotu. W pierwszej części pracy przedstawiono trójetapowe podejście do projektowania lane wprowadzających reagent, dedykowanych dla danego kotła. Zgodnie z zaproponowanym podejściem, w etapie pierwszym przy wykorzystaniu modelowania numerycznego poszukiwane są pożądane parametry wtrysku. W etapie drugim prowadzony jest proces projektowania lane w kierunku nadania im pożądanych, określonych wcześniej parametrów. Ostatni etap obejmuje testowanie opracowanych rozwiązań na stanowisku badawczym celem określenia rzeczywistych charakterystyk ich pracy. Poza określeniem parametrów konstrukcyjnych oraz operacyjnych lane wtryskowych, do podstawowych wyzwań technologicznych, wymagających rozwiązania przy projektowaniu instalacji SNCR, należy zaliczyć prawidłowe ich rozlokowanie na ścianach komory paleniskowej. Jako warunek początkowy przy określaniu pożądanych poziomów zabudowy lane wtryskowych przyjmuje się konieczność wprowadzania reagenta do spalin posiadających temperaturę z zakresu tzw. okna temperaturowego. Zatem poszukiwania pożądanej lokalizacji lanc wtryskowych sprowadzają się w dużej mierze do poszukiwania miejsc występowania temperatury spalin o określonej wartości. W niniejszej pracy zaproponowano dwie metody obliczeniowego określenia rozkładu temperatury spalin wewnątrz komory paleniskowej analizowanego kotła w funkcji jego parametrów operacyjnych. Pierwsza z nich odwołuje sic do tzw. metody CKTI, wprowadzając w niej pewne modyfikacje. Drugie z prezentowanych podejść opiera sic na wykorzystaniu narzędzi z zakresu numerycznej mechaniki płynów. Końcowym etapem procesu projektowania instalacji odazotowania spalin jest jej strojenie oraz kalibracja na obiekcie, dla którego była projektowana. Przykładowe doświadczenia z prac o tym charakterze również zostały zawarte w pracy. Przedstawiona metoda projektowania instalacji niekatalitycznego odazotowania spalin dla kotłów rusztowych prowadzi do rozstrzygnięcia wszystkich kluczowych kwestii z punktu widzenia sprawności funkcjonowania instalacji SNCR. Może zostać powielona dla innych typów węglowych kotłów rusztowych, przyczyniając się do rozwiązania problemu znalezienia odpowiedniej technologii odazotowania dla tej klasy obiektów. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań autora w zakresie projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych prowadzonych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.
EN
Stoker-fired boilers are the main heat source in Polish district heating plants. So far, their popularity was not accompanied by the sustainable development of the dedicated flue gases treatment methods. The boilers were not equipped with any systems to reduce the concentration of nitrogen oxides, which resulted in the lack of design and operational experience in this area. In this thesis the method for the design of flue gas denitrification installations using SNCR technology dedicated for the stoker-fired boilers is proposed. The described method covers the entire set of activities leading to the determination of constructional and operational parameters of the installation dedicated to reduce the concentration of nitrogen oxides. In the first section of the document the three-stage approach to the design of the reagent nozzles dedicated to a given boiler is presented. According to the proposed methodology, the first stage covers the desired injection parameters determination, basing on the numerical modelling. In the second stage, the injection nozzle is designed, to allow the flow to obtain the parameters defined in the first step. The last stage involves testing of the developed solutions using a test stand, to determine the real performance characteristics of the nozzles. Besides the constructional and operational nozzle parameters determination, the main challenge of the SNCR technology designing is to choose the proper injection positions on the combustion chamber walls. As an initial condition in determining the desired levels of the injection nozzles installation, it is assumed that the reagent should be introduced into flue gas having a temperature in the range of so-called temperature window. Therefore, the search for a desired location of injection nozzles largely comes down to the definition of the places where flue gas temperatures takes a given range of values. In the thesis two methods of the computational determination of the exhaust gases temperature distribution inside the furnace chamber of the analyzed boiler as a function of its operational parameters are proposed. The first one refers to so-called CKTI method introducing several modifications. The second approach presented in the document bases on the implementation of the computational fluid dynamics tools. The last stadium of the denitrification installation designing process is to tune and calibrate the whole system on the site for which it was designed. The examples from experiments conducted in this field were also included in this paper. The presented method of designing non-catalytic denitrification installations dedicated for the stoker-fired boilers flue gas treatment leads to resolution of all key issues from the SNCR efficiency point of view. The method can be replicated for the various types of the stoker-fired boilers, contributing to solve the problem of denitrification technology choice occurring in this class of facilities. This work is an attempt to generalize the current results of the author's research in the field of designing of the flue gas denitrification systems in SNCR technology for stoker-fired boilers conducted at the Institute of Heat Engineering at the Warsaw University of Technology.
EN
Chemical carbon level control is considered to be one of the simplest, cheapest and the most effective methods of optimizing fuel combustion. Standardized balance boiler’s tests show that maximum efficiency can be mentioned with highly noticeable chemical underburn responding to concentration of carbon monoxide 0.02-0.03% vol. (200-300 ppm). In addition, nitrogen oxide, which originates in maximum temperature (with lack of underburn), is 35 times more toxic than carbon monoxide. It can be supposed that defining the permissible level of chemical underburn is a typical optimizing issue due to minimize the destination function. To simplify and unify the issue, ecological and economical fuel combustion criteria were proposed as well as general energy-ecology criterion, which is simultaneously the searched destination function. Results of such research on boilers have shown that optimum combustion operation takes place within carbon monoxide concentration of 234-379 mg/m3, oxygen 4.11-4.24% vol. and air pressure 80-81 daPa.
PL
Sterowanie poziomem niedopału chemicznego uważa się za jedną z najprostszych, najtańszych i wysokoefektywnych metod optymalizacji spalania paliwa. Standardowe bilansowe próby kotła pokazują, że maksymalną jego sprawność notuje się przy wielce zauważalnym niedopale chemicznym odpowiadającym stężeniu CO na poziomie 0,02-0,03% obj. (200-300 ppm). Ponadto tlenki azotu, które powstają w maksymalnej temperaturze, czyli przy braku niedopału, są substancjami około 35 razy bardziej toksycznymi niż tlenek węgla. Z tego wynika, że wyznaczenie dopuszczalnego poziomu niedopału chemicznego stanowi typowe zagadnienie optymalizacyjne, mające na celu zminimalizowanie pewnej funkcji docelowej. Dla ujednolicenia tego problemu zostało zaproponowane ekologiczne i ekonomiczne kryterium spalania paliwa, jak również uogólnione kryterium energetyczno-ekologiczne będące poszukiwaną funkcją docelową. Jak pokazały wyniki takich badań na kotłach, optymalny tryb spalania znajduje się w zakresie stężenia tlenku węgla w granicach 234-379 mg/m3, tlenu 4,11–4,24% obj. i ciśnienia powietrza 80–81 daPa.
9
Content available remote CFD Model of SNCR with Shifting Effect of CO
EN
The paper deals with CFD simulation of SNCR technology with implemented CO temperature shift. The influence of CO on the SNCR process is described by empirical adjustment of kinetics parameters of chemical reactions. Results of CFD simulation were compared with results of experimental measurements. Although the proposed kinetics model of SNCR technology is simplified, it is able to describe reduction of NOx and other phenomena of SNCR with good precision. The model can be used to verify of injection levels and injection lances arrangement at design phase.
PL
Artykuł przedstawia wyniki symulacji procesów SNCR z wykorzystaniem obliczeń CFD z uwzględnieniem przesunięcia temperaturowego związanego z obecnością CO oraz parametrów kinetycznych przedstawionych w tekście reakcji chemicznych. Wpływ CO na proces SNCR opisuje empiryczna korekta parametrów kinetyki reakcji chemicznych. Wyniki symulacji CFD porównano z wynikami pomiarów eksperymentalnych. Chociaż proponowany kinetyczny model technologii SNCR jest uproszczony, to jest w stanie opisać redukcję NOx, z uwzględnieniem wielu parametrów technologii SNCR, z dobrą precyzją. Opisany model może być wykorzystany na etapie projektowania instalacji SNCR uwzględniając m.in. miejsca iniekcji i układ lanc.
10
Content available remote Ocena możliwości redukcji tlenków azotu przez beton fotokatalityczny
PL
W artykule omówiono zastosowanie betonu fotokatalitycznego w kontekście redukcji stężenia tlenków azotu w powietrzu. Opisano mechanizm procesu fotokatalizy i metody badań skuteczności tego rozwiązania. Przedstawiono również przykłady realizacji z użyciem betonu fotokatalitycznego oraz wymieniono czynniki wpływające na efektywność redukcji tlenków azotu.
EN
The paper presents the use of photocatalytic concrete in the context of reducing the concentration of nitrogen oxides in the air. The mechanism of the photocatalysis process and research methods on the effectiveness of this solution are described. Examples of realizations using photocatalytic concrete and factors influencing the effectiveness of reduction of nitrogen oxides are also presented.
11
Content available remote Dedicated type-2 fuzzy logic systems: a novel approach to DeNOx filtration systems
EN
The paper presents some novel research on applications of Type-2 Fuzzy Logic Systems to support the Selective Catalytic Reduction process (SCR). The aim of the research is to design and test higher order fuzzy logic systems and their genuine modifications to manage data in DeNOx systems responsible for controlling emission of nitrogen oxides (NO, NO2). Since in real applications, it is still performed under the supervision of a human expert, the scope is to replace, at least partially, his/her participation with dedicated type-2 fuzzy logic systems. As the result, it is shown that the proposed systems with new means of learning fuzzy IF-THEN rules allow us to compute parameters much closer to those determined by experts, even in a comparison to some earlier approaches based on traditional fuzzy logic.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań procesu współspalania frakcji glicerynowej pochodzącej z produkcji biopaliw ciekłych (estrów metylowych kwasów tłuszczowych) z węglem kamiennym. Badania przeprowadzono w warunkach przemysłowych z wykorzystaniem kotła parowego o mocy ok. 2 MW w jednym z zakładów przemysłu materiałów budowlanych. Oceniono proces współspalania mieszaniny 3% frakcji glicerynowej i węgla kamiennego – ekogroszku. Paliwem wzorcowym był węgiel kamienny tzw. ekogroszek. Zbadano przebieg procesu spalania, skład i temperaturę spalin. Nieprawidłowe spalanie frakcji glicerynowej może doprowadzić do emisji toksycznych, mutagennych i kancerogennych substancji, w tym wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Podczas badań procesu spalania mieszaniny ekogroszku z frakcją glicerynową zaobserwowano spadek zawartości O2, CO i NOx, wzrost zawartości H2, CO2 i SO2 w spalinach oraz wzrost temperatury spalin w stosunku do wyników spalania samego ekogroszku.
EN
The article were presented the results of the co-firing of glycerol fraction derived from the production of liquid biofuels (fatty acid methyl ester) with coal. The research was conducted under industrial conditions using a steam boiler with a capacity of approx. 2 MW in one of the institutions of building materials. The evaluated process of co-firing mixture of a 3 % glycerol fraction and coal ecopea. The reference fuel was coalecopea. The rated of combustion process, composition and temperature of the exhaust gases. The incorrect combustion of glycerol fraction may lead to the emission of toxic, mutagenic and cancerogenic substances, including polycyclic aromatic hydrocarbons. During the study of combustion process mixture of glycerin fraction and coal-ecopea was observed a decrease content of O2, CO and NOx, increase content of H2, CO2 and SO2 in the fumes and increase of temperature of exhaust gases in relative to the results of combustion to the same coal-ecopea.
PL
Strategia rozwoju Polski zakłada, że w najbliższych latach wzrośnie znaczenie gazu oraz powiększy się liczba urządzeń gazowych, będących na wyposażeniu gospodarstw domowych. Użytkowanie energii pochodzącej ze spalania paliwa organicznego wiąże się z emisją substancji, które nie są dla człowieka obojętne. Wieloletnie kampanie i akcje promujące bezpieczeństwo sprawiły, że jesteśmy coraz bardziej świadomi zagrożeń związanych z zatruciami wywołanymi tlenkiem węgla. Niewiele mówi się o zagrożeniach tlenkiem azotu, którego nadmierna koncentracja w pomieszczeniu kuchni, może mieć wpływ na nasze zdrowie. Autorzy artykułu postanowili przeprowadzić doświadczenie i zbadać jaki wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniu kuchni ma użytkowanie kuchenki gazowej. Otrzymane wyniki pokazują, że przy przeciętnych warunkach eksploatacji kuchenki koncentracja stężenia NOx jest na tyle wysoka, że może stanowić realne zagrożenie dla zdrowia i życia.
EN
Strategy of development in Poland is based on increasing the importance of natural gas. The accessibility and availabity of gas will lead to rise in using gas equipment in the households. Using energy from combustion of organic fuel is related with the emission of substances, which are not neutral. Long-term campaigns and action to bring carbon monoxide (CO) to our attention are successful. Not much is explained about the safety risk of excessive nitric oxide (NOx) concentration in the kitchens. The authors decide to investigate that concentration of pollution from the cooker can damage the quality of the air in the kitchens. The results shows that during the average use of the cookers, the level of NOx concentration was so high, that it could be dangerous for our health and safety.
EN
Sulfur dioxide and nitrogen oxide are health hazardous gases, which contribute to the formation of submicron acidic particulates. To reduce SO2 and NOx emission from the sintering flue gas, the combination of ammonia-Fe(II)EDTA solution scrubbing with Fe(III) electrolytic regeneration is proposed. The above method has the following advantages: direct conversion of NOx and SO2 to harmless N2 and SO4 2−, recovery of the by-product (NH4)2SO4), simultaneous removal of NOx and SO2 emission from flue gas in the reactor. The effect of the pH, initial Fe(II)EDTA concentration, and voltage on the desulfurization and denitration efficiencies was investigated using a bench-scale reactor. The maximal desulfurization and denitration efficiencies were 98% and 52%, respectively. The optimum parameters were pH ˃ 5.0, 2.1 V, and 0.05 mol·dm–3 Fe(II)EDTA concentration. SO2 and NOx removal from the sintering flue gas by ammonia-Fe(II)EDTA solution scrubbing combined with electrolytic regeneration was also demonstrated in a pilot-scale reactor.
PL
W artykule przedstawiono analizę emisji tlenku węgla i azotów z kotła wodnego małej mocy opalanego różnymi paliwami węglowymi. Kocioł, przedstawiony do badań spełniał warunki emisji dla kotłów wykonanych w klasie piątej zgodnie z normą PN-EN 303-5:2012. Obiekt badawczy miał palnik z automatycznym podawaniem paliwa, sterowany za pomocą mikroprocesorowego regulatora temperatury. Celem badań było sprawdzenie czy kocioł spełni najwyższą klasę ekologiczności bez względu na jakość i parametry techniczne zastosowanego paliwa. W artykule opisano metodologię badań oraz analizę otrzymanych wyników. Efektem przeprowadzonych badań jest zestawienie średnich wartości emisji tlenku węgla oraz tlenków azotu w zależności od zastosowanego paliwa. Wyniki badań stanowią przesłankę do dalszej pracy badawczej pod kątem wpływu zastosowanego paliwa na emisję substancji szkodliwych.
EN
The article presents an analysis of the emission of carbon monoxide and nitrogen oxides from a low power boiler fired with various coal fuels. The boiler, presented for testing, met the emission conditions for boilers made in the fifth class in accordance with the PN-EN 303-5: 2012 standard. The research object had a burner with automatic fuel supply controlled by a microprocessor temperature controller. The purpose of the tests was to check whether the boiler fulfills its highest environmental class regardless of the quality and technical parameters of the fuel used. The article describes the research methodology and analysis of the results obtained. The effect of the tests carried out is a comparison of average values of carbon monoxide and nitrogen oxides emissions depending on the fuel used. The results of the tests constitute a premise for further research work in terms of the impact of the used fuel on the emission of harmful substances.
16
Content available remote Wtrysk balastu wodnego jako metoda zmniejszenia emisji tlenków azotu
PL
Metoda wtrysku balastu wodnego jest jednym z najbardziej perspektywistycznych rozwiązań naukowo-technicznych. Skierowana jest ona przede wszystkim na zmniejszenie zanieczyszczeń atmosfery szkodliwymi produktami spalania paliwa organicznego. Przeprowadzona analiza pokazuje, że metoda wtrysku charakteryzuje się unikalnymi energo-ekologicznymi i techniczno-ekonomicznymi wskaźnikami spośród innych technologii ochrony atmosfery. Przesłanką do uzasadnienia tej metody jest zjawisko niejednorodności płomienia wzdłuż paleniska zarówno ze względu na jego skład jak i temperaturę. Przy czym różne strefy płomienia w różnym stopniu „odpowiedzialne” są za powstawanie poszczególnych składników. Temperaturowe warunki i koncentracje komponentów reakcji chemicznych w tych strefach wyznaczają intensywność generacji tlenków azotu (NOx) i ich końcowe stężenie w spalinach. Wtrysk wilgoci do dokładnie określonych stref płomienia obniża ich temperaturę będącą głównym czynnikiem przyśpieszającym generację NOx. Ponadto metoda ta pozwala zapewnić zupełne spalanie przy obniżonym stężeniu wolnego tlenu, co również przyczynia się do zdławienia powstawania tlenków azotu. Opracowanie wykonane zostało dla dwóch kotłów PTVM-50 z palnikami DKZ (rys. 1) zainstalowanych w Drugiej Krasnogwadiejskiej kotłowni w Sankt-Petersburgu. Wstępne obliczenia wykazały, że metoda ta zapewnić może zmniejszenie emisji NOx o 25 do 30% przy wtryskiwaniu balastu w ilości do 1% ekwiwalentnej wydajności parowej kotła. Z kolei zmniejszenie nadmiaru powietrza i towarzyszące temu obniżenie strat ciepła spalinowych powinno pozwolić na zwiększenie sprawności kotła brutto o około 1%. Powyższe założenia zrealizowane zostały w trakcie badań. Ponadto opracowana została optymalna konstrukcja głowicy do wtryskiwania wilgoci, która nakręcana była w miejscu głowicy rozpylającej mazut (rys. 3). Wykorzystanie takiego rozwiązania pozwoliło na pomiary emisji NOx w spalinach, które zaprezentowane zostały w pracy (rys. 4 i rys. 5). W trakcie przeprowadzonej analizy uwzględniane zostały trzy poziomy ewentualnego wpływu emisji ze spalinami kotłów na zanieczyszczenie atmosfery.
EN
The water ballast injection method is one of the most prospective scientific and technical solutions. Its chief purpose is to reduce the pollution of air with harmful products of organic fuel combustion. The analysis conducted demonstrates that the injection method is characterized by unique energy efficiency and environmental friendly indices as compared to other air quality protection methods. The phenomenon of the heterogeneity of the flame along the furnace considering both its composition and temperature constitutes the grounds of this method. Various flame areas are “responsible” to a different extent for the occurrence of individual components. The temperature conditions and the concentrations of the components of chemical reactions in these areas determine the intensity of the generation of nitrogen oxides (NOx) and their final concentration in fumes. An injection of humidity into accurately specified flame areas lowers their temperature, which constitutes the main factor that accelerates the generation of NOx. Furthermore, this method guarantees complete combustion with a reduced concentration of free oxygen, which also contributes to a suppressed occurrence of nitrogen oxides. The present study was performed for two PTVM-50 boilers with DKZ burners (Fig. 1) that are installed in the Second Krasnogwadiejski Boiler Plant in Sankt-Petersburg. Preliminary calculations demonstrated that this method may guarantee a reduction of NOx emissions by 30 per cent with a balance injection in a quantity up to 1 per cent of the equivalent steam boiler performance. A reduction of excess air and the accompanying reduction of fume heat loss should permit an increased gross boiler efficiency by ca. 1 per cent. The aforementioned assumptions were realized during the studies. Furthermore, an optimal design was developed of a head for humidity injection, which was installed in the place of a head that sprays mazut (Fig. 3). The use of this solution permitted measurements of NOx emission in fumes, which are presented in the study (Fig. 4 and Fig. 5). In the analysis conducted, three levels were taken into account of the possible impact of the emissions of fumes from boiler on air pollution.
PL
Kwas azotowy(V) jest związkiem chemicznym, którego większość przemysłowej produkcji jest wykorzystywana do wytwarzania nawozów azotowych. Ze względu na ciągły wzrost zapotrzebowania na produkty azotowe, który podyktowany jest dynamicznym wzrostem populacji ludności świata, produkcja HNO3 ciągle wzrasta. Istotnym problemem w przypadku syntezy HNO3 jest kwestia zanieczyszczeń, głównie gazowych, które są generowane w trakcie procesu. Głównym celem badań było wykorzystanie symulacji komputerowej procesu utleniania mieszaniny gazowej tlenków azotu, powstałej po utlenieniu amoniaku, do innych form tlenkowych. Określono optymalne parametry procesowe pozwalające na otrzymanie jak najwyższego stężenia kwasu azotowego(V). Pozwala to na uzyskanie maksymalnego stopnia przereagowania NOx do końcowego produktu, co jednocześnie minimalizuje ilość gazów odlotowych stanowiących odpad poprodukcyjny. Analizę procesu oparto na symulacji komputerowej wykonanej w programie Aspen Plus. Optymalizowanym parametrem był strumień molowy gazowych produktów utleniania amoniaku, poddawanych dalszemu utlenieniu do NOx. Wykonana analiza pozwoliła na określenie zależności stężenia kwasu azotowego(V), a także stopnia przereagowania NOx do HNO3, od optymalizowanego parametru.
EN
Nitric acid is a chemical compound that is mostly used in the nitrate fertilizers production. Due to an increased demand for nitrogen compounds, which is caused by the growth in the global population, the production of nitric acid is increasing. An important issue in HNO3 production are the gaseous pollutants, which are generated during the process. The main objective of this study was the computer simulation of the oxidation process, where the substrate was a gas mixture formed after ammonia oxidation process. The essence of this process was the oxidation of gaseous mixture comprised of nitrogen oxides and oxygen to other nitrogen oxides. Optimal process parameters to obtain the highest HNO3 concentration were chosen. This allows to get the maximum NOx conversion and minimized concentration of NOx in a waste gas stream. Analysis of process parameters was based on the computer simulation in Aspen Plus. Molar flow of gaseous oxidation products of ammonia was optimized. Obtained results allowed to determine the dependency of the concentration of nitric acid and NOx to HNO3 conversion on optimized parameter.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań procesu współspalania kompozycji zawierających łupiny słonecznika oraz węgiel kamienny. Badania prowadzono z wykorzystaniem stanowiska badawczego, w skład którego wchodził kocioł z palnikiem retortowym. Stwierdzono zróżnicowany wpływ składu paliwa na zawartość badanych składników spalin. Zaobserwowano zwiększenie ilości H2 i CO w przypadku kompozycji paliwowej zawierającej 50% łusek słonecznika.
EN
The article presents the results of co-firing the composition containing of sunflower husks and coal. The tests were carried out with using the research stand with boiler with a retort burner. It was found differential influence of fuel composition on the contents of the researches exhaust components. It was observed the increase of quantity of H2 and CO in case of the fuel composition containing the 50% of sunflower husks.
EN
An attempt has been made to clarify the effect of wide-ranging control of the exhaust gas recirculation system on the cylinder pressure and ecological engine performance. This publication contains the results of tests performed on the CI (compression ignition) engine of the off-road vehicle mounted on the test bench. The study was based on advanced EGR control with a proportional valve and a very efficient exhaust gases cooling system. Analysis of the test results is based on the cylinder pressure and the concentration of NOx and PM components at exhaust gases. The study included the influence of the exhaust gas recirculation system control on parameters such as differential pressure, MBF, and relative NOx and PM emissions. As demonstrated by the analysis conducted, the EGR valve control method and the exhaust gas cooling intensity significantly affect the cylinder pressure and its ecological performance.
20
Content available remote Obniżenie emisji tlenków azotu z kotłów DKVR
PL
Standardowe bilansowe próby kotła pokazują, że maksymalną jego sprawność notuje się przy zauważalnej niezupełności spalania. Tlenki azotu, które powstają w maksymalnej temperaturze, czyli przy braku chemicznej niezupełności spalania są substancjami o wiele bardziej toksycznymi niż np. tlenek węgla. Z tego też powodu zespół autorów podjął się opracowania i wdrożenia środków mających na celu obniżenie emisji toksycznych tlenków azotu dla atmosfery na przykładzie kotła DKVR-20-13 z trzema palnikami gazowo-mazutowymi GMGB-5,6. Skomplikowany charakter tego zagadnienia powoduje konieczność jego indywidualnego rozwiązania w każdym konkretnym przypadku nastawiania kotła z uwzględnieniem charakterystyk i szczegółów wszystkich składowych urządzeń całego zespołu kotłowo-paleniskowego. Zasadniczym problemem, na który natknął się zespół autorów już w trakcie prowadzenia prac badawczych okazała się kwestia poziomu odniesienia względem, którego określane powinno być obniżenie emisji. Autorzy podjęli w związku z tym decyzję, żeby za taki poziom odniesienia przyjmować faktyczną maksymalną emisję, weryfikując ją uprzednio z maksymalną dopuszczalną emisją tlenków azotu dla omawianych typów urządzeń. W swojej pracy autorzy przedstawili i przeanalizowali szereg wariantów służących zmniejszeniu emisji tlenków azotu do atmosfery. Wśród analizowanych sposobów znalazła się m.in. recyrkulacja spalin, wtrysk pary wodnej oraz inwentaryzacja kotłowni. Wstępna analiza teoretyczna a także doświadczenie zespołu badawczego pozwoliło polecić jako efektywną metodę zmniejszenia emisji tlenków azotu dla kotłów DKVR pracujących w trybie przemysłowo-grzewczym: metodę wtryskiwania pary do strefy spalania lub recyrkulację spalin. Pożądany efekt to co najmniej 30% obniżenie emisji tlenków azotu. Uzyskane przez autorów wyniki emisji NOx zaprezentowane zostały w pracy w dwojaki sposób: w przeliczeniu na masową emisję tlenków azotu (rys. 1) oraz jako wartość obiektywna w przeliczeniu na α = 1 (rys. 2). W trakcie prowadzonej analizy uwzględniano trzy poziomy ewentualnego wpływu emisji ze spalinami kotłów na zanieczyszczenie atmosfery, co uwzględniono i przedstawiono na rysunku 1. Zestawienie głównych mierzonych i obliczanych wartości, które charakteryzują działanie kotła zestawiono w tabeli 1. W niniejszej publikacji ponadto określone zostały faktyczne poziomy emisji tlenków azotu dla kotłów w stanie eksploatacyjnym a także opracowany został a następnie wdrożony układ zmniejszenia emisji NOX metodą wtryskiwania pary. Dodatkowo autorom udało się określić optymalny tryb pracy systemu zmniejszenia emisji, który pozwolił osiągnąć wymagane zakładane na wstępie 30% zmniejszenie. Zalecany w praktyce tryb pracy kotłów z włączonym systemem zmniejszenia emisji tlenków azotu nie powoduje obniżenia sprawności samego zespołu kotłowego.
EN
The standard sample balance of the boiler showed that the maximum efficiency has been observed in noticeable incompleteness of combustion. The nitrogen oxides which are formed at the highest temperature that is in the absence of chemical incompleteness of combustion are substances that are much more toxic than eg. carbon monoxide. For this reason the team of authors undertook the development and implementation of measures to the reduction of toxic emissions of nitrogen oxides to the atmosphere using boiler DKVR-20-13 with three gas/fuel oil burners GMGB-5.6. The complicated nature of the issue makes it necessary to have an individual solution in each case, in relation to the adjustment of the boiler, taking into account the characteristics and details of all components of the whole boiler-furnace mechanism. The principal problem which was encountered by a team of authors already in the process of conducting research turned out to be a matter of respect to a reference level, which should be referred to the reduction in emissions. The authors have therefore decided to be the reference for the actual take maximum emissions, verifying it previously with a maximum nitrogen oxide emission for these types of devices. In their paper the authors presented and analyzed a number of options to reduce emissions of nitrogen oxides into the atmosphere. Among the methods which were analyzed among others exhaust gas recirculation, injection of steam and boiler room inventory. Preliminary analysis of theoretical as well as experience has allowed the research team to recommend as an effective way to reduce emissions of nitrogen oxides DKVR for boilers operating in industrial and heating mode: a method of injecting steam into the combustion zone or flue gas recirculation. The desired effect is at least 30% reduction in nitrogen oxide emissions. The results obtained by the authors of the NO emission results were presented at work in two ways: in terms of mass emissions of nitrogen oxides (Figure 1) and as an objective value per at alpha = 1 (Figure 2). In the course of their analysis takes into consideration three levels the possible impact of emissions from the flue gas boilers atmospheric pollution, which take into account and are shown in Figure 1. Selection of the main measured or calculated values that characterize the operation of the boiler are summarized in Table 1. This publication also sets forth the actual levels of emissions of nitrogen oxides for boiler in operating condition and has been developed and then implemented the system to reduce emissions NOx using steam injection. In addition, the authors were able to determine the optimal mode of operation of the system to reduce emissions, which helped achieve the required, presupposed a 30% decrease. Recommended in practice mode enabled system boilers to reduce emissions of nitrogen oxides does not reduce the efficiency of the boiler.
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.