Wykorzystanie silnika tłokowego do produkcji energii elektrycznej oraz ciepła z gazu koksowniczego

• Autorzy: Robak Z. , Iluk T. , Sobolewski A. , Rudkowski M.

Warianty tytułu

EN

Utilization of piston engine for generation of heat and power from coke gas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gaz koksowniczy otrzymywany w koksowniach podczas produkcji koksu stanowić może interesujące pod kątem energetycznym paliwo, o wartości opałowej wynoszącej ok. 18 MJ/m³_n i charakteryzujące się niską zawartością CO₂. Szczególnie uzasadnione wydaje się być wykorzystanie gazu w zespole prądotwórczym opartym na silniku tłokowym. Przed tym procesem konieczne jest odpowiednie oczyszczenie gazu polegające na usunięciu naftalenu, który może stwarzać problemy podczas kondensacji w gazowym układzie zasilania silnika. W artykule przedstawiono sposób usuwania naftalenu przy wykorzystaniu oryginalnej technologii oczyszczania gazu koksowniczego. W pracy zaprezentowano wyniki badań wykorzystania gazu koksowniczego w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym. Do testów wybrano silnik John Deere 4045 o mocy mechanicznej 50 kW przystosowany do zasilania dwupaliwowego. Paliwem podstawowym agregatu prądotwórczego był olej napędowy, który w trakcie badań zastępowany był gazem koksowniczym. Przeprowadzono serię testów w celu doboru optymalnej wielkości dawki zapłonowej. W trakcie badań dokonywano również pomiaru składu spalin emitowanych z silnika. Podczas testów uzyskano bardzo obiecujące efekty przy 8÷9% nominalnej dawce oleju napędowego oraz niską emisję zanieczyszczeń.Gaz koksowniczy otrzymywany w koksowniach podczas produkcji koksu stanowić może interesujące pod kątem energetycznym paliwo, o wartości opałowej wynoszącej ok. 18 MJ/m³_n i charakteryzujące się niską zawartością CO₂. Szczególnie uzasadnione wydaje się być wykorzystanie gazu w zespole prądotwórczym opartym na silniku tłokowym. Przed tym procesem konieczne jest odpowiednie oczyszczenie gazu polegające na usunięciu naftalenu, który może stwarzać problemy podczas kondensacji w gazowym układzie zasilania silnika. W artykule przedstawiono sposób usuwania naftalenu przy wykorzystaniu oryginalnej technologii oczyszczania gazu koksowniczego. W pracy zaprezentowano wyniki badań wykorzystania gazu koksowniczego w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym. Do testów wybrano silnik John Deere 4045 o mocy mechanicznej 50 kW przystosowany do zasilania dwupaliwowego. Paliwem podstawowym agregatu prądotwórczego był olej napędowy, który w trakcie badań zastępowany był gazem koksowniczym. Przeprowadzono serię testów w celu doboru optymalnej wielkości dawki zapłonowej. W trakcie badań dokonywano również pomiaru składu spalin emitowanych z silnika. Podczas testów uzyskano bardzo obiecujące efekty przy 8÷9% nominalnej dawce oleju napędowego oraz niską emisję zanieczyszczeń.

EN

Coke gas acquired form plants during production of coke may be considered an energetically interesting fuel with lower heating value equal to ca. 18 MJ/m³_ncharacterized by small content of CO₂. Particularly justified seems to be utilization in current generating unit based on piston engine. Prior to that process necessary is to adequately clean the coke gas from naphthalene, which may pose a threat while condensing in gasses engine feeding system. In this article a naphthalene removal process is described with use of original coke gas cleaning technology. Research shows results of coke gas utilization tests, in self-ignition piston engine. John Deere 4045,50 kW mechanical power engine has been selected for tests. It has been adapted particularly for dual fuel feeding. Primary fuel for the current generator is Diesel oil, which during test is replaced with coke gas. Series of tests have been carried in order to specify an optimal value of ignition dose. During research an analysis of flue gas composition was carried. Promising results were achieved with 8÷9% nominal dosage of Diesel oil as well as low emission of contaminants.

Słowa kluczowe

PL

gaz koksowniczy; oczyszczanie gazu; silnik tłokowy

EN

coke gas; gas cleaning; piston engine

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Strony: 14--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Robak Z.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Iluk T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Sobolewski A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Rudkowski M.

• NGV Autogas Sp. z o.o., Kraków

Bibliografia

• [1] Karcz A., Gaz koksowniczy jako surowiec do produkcji wodoru. Polityka Energetyczna 2009;12:111 – 117.
• [2] Sobolewski A., Ściążko M., Robak Z., Rudkowski M., Borowiec Z., Gaz koksowniczy paliwem do silnika gazowego. V Międzynarodowy Kongres Silników Spalinowych, Bielsko Biała 24-26 maj 2013.
• [3] Robak Z., Kordas T., Sobolewski A., Muzyka R., Pogoda M., Badania właściwości produktów węglopochodnych otrzymywanych w krajowych koksowniach. Przemysł Chemiczny 2010;89:824.
• [4] Chmielniak T., Skorek J., Kalina J., Lepszy S., Układy energetyczne zintegrowane ze zgazowaniem biomasy. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, (2008).
• [5] Skorek J., Kalina J., Gazowe układy kogeneracyjne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, (2005).
• [6] Sobolewski A., Ściążko M., Robak Z., Rudkowski M., Borowiec Z., Gaz koksowniczy paliwem do silnika gazowego. Combustion Engines 2013;154:837-842.
• [7] Robak Z., Iluk T., Sobolewski A., Rudkowski M., Smołka Cz., Results of studies on John Deere 4054 engine fueled with coke gas. Combustion Engines 2013;154:829-836.
• [8] Skorek J., Kalina J., Układ kogeneracyjny zintegrowany ze zgazowaniem biomasy z odpadów drzewnych, Instal, 4 (271), 2007, 2 - 15.
• [9] Skorek J., Górny K., Analiza techniczno-ekonomiczna modernizacji ciepłowni komunalnej zintegrowanej z turbiną gazową i termicznym zgazowaniem biomasy, Instal, 1(303), 2010, 2 - 7.
• [10] Kotowicz J., Sobolewski A., Iluk T., Matuszek K., Zgazowanie biomasy w reaktorze ze złożem stałym. Rynek Energii 2009;81(2):52-58.
• [11] Skorek-Osikowska A., Bartela Ł., Kotowicz J., Sobolewski A., Iluk T., Remiorz L.: The influence of the size of the CHP system integrated with a biomass fuelled gas generator and piston engine on the thermodynamic and economic effectiveness of electricity and heat generation. Energy, 10.1016/j.energy.2014.01.015.