Perspectives of applying of water-coal emulsion in heavy duty stationary diesel engines

• Autorzy: Mitianiec W.

Warianty tytułu

PL

Perspektywy zastosowania emulsji węglowo-wodnej w wyskoobciążonych stacjonarnych silnikach o zapłonie samoczynnym

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Large deposits of coal and lignite in the world enable to utilize as fuel in different thermal machines, especially in internal combustion engines. A carbon powder containing small molecules about 5–10 micrometers dissolved in water is good fuel for applying in large capacity engines in electrical plants. Aqueous emulsion of coal has possibility of good cooling of injectors cooling and has also good lubricity. The paper gives necessary information about obtaining of water-coal emulsion, its physical properties and technical realization of fuelling system. Initial experimental tests indicate a higher thermal efficiency of engine fuelled by water coal emulsion than engine fuelled by diesel oil and also gas turbine driven by gas from coal gasification technology. The in-creased emission of CO₂ can be reduced in the plants simply by chemical reduction. The paper explains thermo-chemical processes taking place in the engines during combustion process. The work parameters results obtained from calculations were compared with those obtained from CI engine fuelled by diesel oil. The paper is a certain challenge for finding a new fuel sources as a competition for crude oil and allows to get acquainted with new engine fuelling technology.

PL

Duże pokłady węgla kamiennego i brunatnego na świecie umożliwiają wykorzystanie jako paliwa w rozlicznych maszynach cieplnych, szczególnie w tłokowych silnikach spalinowych. Sproszkowany węgiel zawierający małe drobiny około 5–10 mikrometrów rozpuszczony w wodzie jest dobrym paliwem do zastosowania w silnikach Diesla o dużej pojemności w elektrowniach. Wodny roztwór węgla umożliwia dobre chłodzenie wtryskiwacza oraz wykazuje również dobrą smarność. Artykuł podaje niezbędne informacje o otrzymywaniu emulsji węglowo-wodnej, podaje jej właściwości fizyczne oraz techniczną realizację takiego systemu zasilania. Wstępne badania doświadczalne wykazały większą sprawność cieplną silników zasilanych taką emulsją niż silniki zasilane olejem napędowym oraz turbin gazowych zasilanych produktami zgazowywania węgla. Większa emisja CO₂ może być zredukowana w elektrowniach przez chemiczną redukcję albo sekwestrację. Artykuł wyjaśnia procesy termochemiczne występujące w procesie spalania takich silników. Parametry robocze silnika zasilanego emulsją węglowo-wodną otrzymane z symulacji zostały porównane z parametrami silnika zasilanego olejem napędowym. Artykuł jest próbą znalezienia nowego źródła paliwa jako konkurenta w stosunku do ropy naftowej i pozwala zaznajomić się nową techniką zasilania silnika spalinowego.

Słowa kluczowe

EN

transport; diesel engines; fuelling; water-coal emulsion; combustion

PL

transport; silnik Diesla; zasilanie; emulsja węglowo-wodna; spalanie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 744--751
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Mitianiec W.

• Cracow University of Technology in the Faculty of Mechanical Engineering at CUT

Bibliografia

• [1] Wibberley L. J.: DICE-the best option for coal? DICEnet, www.dice-net.org, May 2014.
• [2] Wilson R.: Clean Coal Diesel Demonstration Project, Final report DE-FC21-94MC31260, TIAX LLC Acorn Park Cambridge, Massachusetts, USA, March 2007.
• [3] Caton J. A., Rosegay K. H.: A Review and Comparison of Reciprocating Engine Operation Using Solid Fuels, SAE Transactions, SAE Paper 831362, Vol. 92, 1984.
• [4] Nelson L. P., Seeker W. R., Zimperman R. A.: The Atomization, Ignition and Combustion Characteristics of Coal Slurry Fuels in Medium-Speed Diesel Engines, Joint Central and Western States Sections, Combustion Institute, Paper No 3-1A, April 1985.
• [5] Kalpesh V., Shyam D.: Review of charcoal-diesel slurry: an alternative fuel for compression ignition engine, International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, E-ISSN2249–8974, IJAERS/Vol. I/ Issue III, pp. 143-147, April-June, 2012.
• [6] Mochalov S. P., Rybenko I. A., Ermakowa L. A.: Mechanism and Mathematical Modeling of Coal-Water Slurry Combustion in Swirl Adiabatic Combustion Chamber, World Applied Sciences Journal 19 (1): 20-25, 2012.
• [7] Wibberley L. J.: MRC-DICE – a game changer for electricity generation, CSIRO Energy Technology, APEC EGCFE, 22 Feb. 2012.
• [8] Redkina N. I., Khodakov G. S., Gorlov E. G.: Coal Fuel Slurry for Internal Combustion Engines, Solid Fuel Chemistry, 2013, Vol. 47, No. 5, pp. 306–314. © Allerton Press, Inc., 2013.
• [9] Rao A. K., Wilson R.P.: Coal-diesel technology looks good for Clean Coal 5, Cooper-Bessemer Reciprocating Products Division, 1994.
• [10] http://www.nedo.go.jp/english: Clean Coal Technologies in Japan. Technological Innovations in the Coal Industries, New Energy and Industrial Technology Development Organization, Kanagawa, 2006.
• [11] Used of powdered Fuel in the Diesel Engines, Power House, Vol. XIII, London, 5.02.1929.
• [12] Ansys Fluent Theory Guide, Release 13, Canonsburg, PA, USA, 2010.