Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Air Pollution Reduction and Environment Protection Using Methane Fuel for Turbocharged CI Engines

Ghazal O. H.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

52--58

EN

The internal combustion engine is considered as one of the main sources for air pollution due to hydrocarbon fuel combustion. The increased land transport usage requires improvement of the engine efficiency and combustion process technology to reduce the engine emissions. A turbocharged engine and the gaseous fuel replacement are the green tools proposed by researchers to enhance fuel saving and emissions reduction. In this paper, both methods were investigated. The methane is a preferred gaseous fuel due to its lower carbon to hydrogen ratio, resulting in lesser HC and CO emissions. In this paper, a turbocharged compression ignition engine with methane/diesel dual fuel is simulated using professional GT-power code to investigate the effect of methane percentage in mixture on the engine performance and emissions. A turbocharged 6 cylinders compression ignition engine has been built and investigated. During the simulation, the methane/diesel ratios were varied from pure diesel with zero percent methane to 90% methane concentration by mass with 10% increment every run. The results show that the engine brake power and specific fuel consumption increased while the thermal efficiency decreased for lower CH4 concentration. For higher CH4 percentage, the brake power and thermal efficiency increased while specific fuel consumption decreased. Moreover, NO emission has 35% reduction compared to neat diesel fuel when 50% of methane was added to the mixture. Conversely, the CO and HC concentration increased when the methane ratio is less than 50% compared to neat diesel combustion. In general, the engine efficiency improved when methane was added to diesel fuel in compression ignition engine with turbocharger boost, resulting in lesser emissions and cleaner environment.

2

Numerical study of a turbulent hydrogen flame in oxy-combustion regimes

Wawrzak A., Tyliszczak A.

Archives of Mechanics

|

2017

|

Vol. 69, nr 2

157--175

EN

This paper presents the results of large eddy simulation/conditional moment closure (LES-CMC) computations of a turbulent flame in oxy-combustion regimes complemented by 0D-CMC analysis. The fuel is pure hydrogen and it issues into a hot oxidiser stream which is a mixture of oxygen and water vapour. The flame is initiated by a spark, then it spreads and propagates through the domain and eventually stabilises as a lifted or attached one. The present problem offers new challenges to combustion modelling as the observed combustion process is strongly unsteady. In cases of large content of oxygen in the oxidiser stream the flame has very high temperature (≈ 3000 K) and large temperature/density variations. Nevertheless, it is shown that LES-CMC simulations are stable in such conditions and can be successfully applied to oxy-combustion studies. We analyse the dependence of the flame temperatures and lift-off height of the flames LH on the oxidiser composition and chemical kinetics. It is shown that both these factors may affect the flame behaviour. We identified the conditions in which LH exhibits a linear dependence on the oxidiser composition independently of applied chemical kinetics, and the regimes where the LH changes in a non-linear manner and strongly depends on the chemical kinetics.

3

The Impact of Micro Scale Combustion of Biomass Fuels on Environment

Sornek K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

239--248

EN

This paper shows the results of works aimed to determine the impact of biomass combustion in micro scale devices on the environment. The impact of burning conditions on the level of CO, CO2, SO2 and NOx emissions were determined using the stove-fireplace with accumulation. Based on the analysis of its typical operation (when incomplete combustion of CO has occurred), the air distribution system was modified and new control system, based on the PLC controller, was introduced. These modifications allowed to obtain a level of CO emission required by the Ecodesign Directive.

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki badań, których celem było określenie wpływu spalania biomasy (drewna) w jednostkach mikroskalowych na środowisko naturalne. Badania przeprowadzone zostały na stanowisku badawczym wyposażonym w piec ceramiczny z wymiennikiem akumulacyjnym – urządzenie stanowiące połączenie typowego kominka z tradycyjnym piecem akumulacyjnym. Bazując na analizie typowej pracy piecokominka, podczas której następowało niezupełne spalanie węgla zawartego w biomasie i powstawanie tlenku węgla, opracowany został dodatkowy układ doprowadzania powietrza, który zlokalizowano na tylnej ścianie paleniska. W kolejnym kroku opracowano system kontrolno-pomiarowy, oparty na zastosowaniu sterownika PLC oraz własnego algorytmu sterującego, który rozwija możliwości standardowych regulatorów procesu spalania. Otrzymane wyniki obejmujące emisję CO, CO2, O2, SO2 i NOx pokazują, że wprowadzenie opisanych zmian pozwala na znaczącą redukcję wpływu spalania biomasy na środowisko naturalne (szczególnie w aspekcie emisji tlenku węgla).

4

Nowoczesne metody regulacji wielostopniowego doprowadzenia powietrza do kanału grzewczego, na przykładzie rozwiązań zastosowanych w nowoprojektowanej baterii nr 4 dla Koksowni Przyjaźń w Dąbrowie Górniczej

Hummer W., Wojciechowski G., Ziółkowska A., Adamczyk W., Klimanek A., Szlęk A.

Karbo

|

2015

|

Nr 2

42--46

PL

Przy projektowaniu nowej technologii opalania baterii koksowniczej wykorzystano zdobyte już doświadczenia z eksploatowanych baterii systemu ubijanego zarówno w kraju jak i za granicą, dokonano przeglądu wymogów wynikających z BAT w zakresie ochrony środowiska oraz zweryfikowano wszelkie dotychczasowe problemy i nowości z zakresu rozwiązań maszyn piecowych, bezpieczeństwa i warunków pracy obsługi. Rozkład temperatury wzdłuż wysokości ścian grzewczych był przedmiotem badań prowadzonych za pomocą technik numerycznej mechaniki płynów i przepływu ciepła, które wykazały, że przy obecnej technologii jest on nierównomierny. Zastosowano technologię wielostopniowego podawania powietrza, która pozwala na wydłużenie płomienia i obniżenie maksymalnej temperatury w kanałach grzewczych, co skutkuje znacznym zmniejszeniem emisji tlenków azotu i wyrównaniem rozkładu temperatury ścian. W tej technologii całkowita ilość powietrza jest porównywalna z konwencjonalnym rozwiązaniem, a wydłużenie płomienia zrealizowane jest poprzez rozdzielenie strumienia powietrza na kilka części podawane na różnych wysokościach kanału. Ilość powietrza doprowadzanego do każdej ściany grzewczej regulowana jest na wejściu w każdym zaworze powietrzno spalinowym, a w poszczególnych kanałach za pomocą specjalnych kształtek ceramicznych zwanych bananami. Wadą tego systemu jest trudna zamiana wielkości otworów regulacyjnych po rozgrzaniu baterii, praktycznie po ustawieniu podczas murowania pozostają one w swoich pozycjach. Opracowano nowe sposoby regulacji ilości doprowadzanego powietrza do kanału grzewczego baterii koksowniczej, ze szczególnym uwzględnieniem baterii o wielostopniowym doprowadzeniu powietrza. Rozwiązanie umożliwia regulację powietrza do kanałów grzewczych poprzez płytę dyszową baterii, wykorzystując otwory technologiczne wziernikowe oraz otwory służące do przedmuchiwania regeneratorów, do regulacji dopływu powietrza pierwotnego i wtórnego w poszczególnych kanałach grzewczych. Sposoby regulacji testowano na dwóch kanałach grzewczych współdziałających z trzema regeneratorami. Dodatkowo przeprowadzono szereg symulacji komputerowych dla różnych geometrii układu doprowadzenia powietrza i przy zmiennych parametrach na kolejnych etapach opracowywania nowej technologii, we współpracy z ITC Politechniki Śląskiej. Obliczenia potwierdziły, że technologia ta pozwala na znaczne ograniczenie emisji NOx oraz wyrównanie temperatury ściany grzewczej wzdłuż wysokości.

EN

Design of a new coke oven battery firing technology was done using experience with the battery operated stamping system both at home and abroad as well as a review of the requirements arising from BAT for environmental protection and verifying all the existing problems and new solutions in the field of furnace equipment, safety and operating manual. Research carried out using computational fluid dynamics techniques showed that currently temperature distribution along the height of the walls of the heating is irregular. The developed technology includes multistage air supply, which allows the elongation of the flame and decrease of the maximum flame temperature in the heating channels, which results in significant reduction of emissions of nitrogen oxides and improvement of the walls temperature distribution. In this technology, the total amount of air is comparable with the conventional solution, and the extension of the flame is achieved by splitting the air flow into several sections at different heights above the channel. The amount of air supplied to each heating wall is regulated at the entrance at each flue gas - air valve, and at the individual channels using special shaped ceramic called bananas. The disadvantage of this system is that regulation holes size is difficult to adjust after warming up the battery, after setting the masonry they practically remain in their positions. New ways of regulating the amount of air supplied to the coke oven battery heating channel, with particular attention to the battery of a multi-stage air intake were developed. The solution allows adjustment of the heating air channels through a die plate battery using sensor technological holes and openings for blowing regenerators, to adjust the air supply of primary and secondary heating in the individual channels. Regulation methods were tested on two heating ducts interacting with three regenerators. In addition, in collaboration with ITC Silesian University of Technology a number of computer simulations for different geometry air inlet system and the variable parameters during stages of development of new technology were conducted. Calculations confirmed that the technology allows significant reduction in NOx emissions and the heating wall temperature along the height equalization.

5

Efekty zewnętrznej recyrkulacji spalin w systemie grzewczym baterii koksowniczej o wysokości komór 5,5 m (w ramach programu RNCF)

Hummer W., Wojciechowski G., Ziółkowska A., Szlęk A.

Karbo

|

2015

|

Nr 4

132--138

PL

Na terenie koksowni Przyjaźń powstała doświadczalna instalacja zewnętrznej recyrkulacji spalin w ramach projektu dofinansowanego przez Fundusz Badawczy Węgla i Stali pod tytułem „Minimalizacja emisji tlenków azotu poprzez usprawnienie pionowego rozkładu ciepła w kanałach grzewczych.” realizowanego przez Koksoprojekt wraz z Centre de Pyrolyse de Marienau oraz AM Maizières Research i AM Atlantique et Lorraine (umowa nr RFCR-CT-2012-00005). Instalacja umożliwia zawracanie spalin z kanału spalinowego do powietrza zasilającego kanały grzewcze. W trakcie pracy instalacji prowadzone były pomiary parametrów pracy kanałów grzewczych i komór koksowniczych. Badania wykazały, że recyrkulacja spalin do powietrza wpływa na obniżenie maksymalnej temperatury i wyrównanie rozkładów temperatur wzdłuż wysokości ściany grzewczej. Obniżenie maksymalnej temperatury i wyrównanie równomierności nagrzewania pozwala na obniżenie emisji NOX przy zachowaniu odpowiednich temperatur w komorze koksowniczej. Technologia ta dedykowana jest dla istniejących już baterii oraz dla tych nowo projektowanych, pozwala ona zmniejszyć ich uciążliwość dla środowiska i poprawić równomierność nagrzewania ścian grzewczych.

EN

Experimental installation of external flue gas recirculation was built in the coke plant Przyjaźń within a project financed by the Research Fund for Coal and Steel under the title "Nitrogen oxides emissions minimization through improvement of vertical heat distribution inside heating flues" carried on by Koksoprojekt together with the Centre de pyrolysis de Marienau and AM Maizières Research and AM Atlantique et Lorraine (contract no RFCR-CT-2012-00005). The system re-circulates flue gas from the damper near stack to the heating flues air supply. During the installation operation measurements of operating parameters of heating flues and coking chambers were carried out. It was shown that external flue gas recirculation lowers the maximum temperature and levels the temperature distribution along the height of the heating wall. Reducing the maximum temperature and improve the uniformity of the heating wall temperature reduces NOX emissions while maintaining appropriate temperatures in the coking chamber. Technology is dedicated to existing batteries and for those newly designed; it allows to reduce their environmental performance and to improve the uniformity of the flues heating.

6

Doświadczalna instalacja obniżenia emisji NOx z systemu opalania baterii koksowniczej w ramach projektu RFCS

Hummer W., Wojciechowski G., Ziółkowska-Talar A., Szlęk A.

Karbo

|

2014

|

Nr 2

53--55

PL

Koksoprojekt wraz z Centre de Pyrolyse de Marienau oraz AM Maizières Research i AM Atlantique et Lorraine realizuje projekt dofinansowany przez Fundusz Badawczy Węgla i Stali pod tytułem „Minimalizacja emisji tlenków azotu poprzez usprawnienie pionowego rozkładu ciepła w kanałach grzewczych.” W ramach tego projektu na terenie koksowni Przyjaźń powstaje doświadczalna instalacja zewnętrznej recyrkulacji spalin. Recyrkulacja spalin jest technologią szeroko stosowaną w koksownictwie, jednak dotychczas najpopularniejsza była wewnętrzna recyrkulacja spalin realizowana poprzez zastosowanie okien recyrkulacyjnych w kanałach grzewczych. W ten sposób obniżana jest emisja NOx oraz następuje poprawa pionowego rozkładu ciepła ściany grzewczej. Jednak nie można bezpośrednio regulować ilości zawracanych spalin i, ze względu na niedoskonałe wymieszanie strug, udział spalin w strefie płomienia niekoniecznie jest znaczący. Zewnętrzna recyrkulacja pozwala na kontrolę obu tych parametrów i w ten sposób można w efektywny sposób wykorzystać potencjał tej technologii. Technologia ta dedykowana jest dla istniejących już baterii, pozwala ona zmniejszyć ich uciążliwość dla środowiska i poprawić równomierność nagrzewania ścian grzewczych. W artykule przedstawione są różne warianty tej technologii od zawracania spalin do gazu opałowego lub do powietrza, do technologii łączącej oba te rozwiązania.

EN

Koksoprojekt together with the Centre de Pyrolyse de Marienau as well as AM Maizières Research and AM Atlantique et Lorraine is carrying out a project funded by the Research Fund for Coal and Steel, entitled "Nitrogen oxides emissions minimization through improvement of vertical heat distribution inside heating flues ". As a part of this project an experimental external flue gas recirculation installation in the Przyjaźń Coke Plant is developed. Waste gas recirculation technology is widely used in coke industry but so far an internal waste gas recirculation, achieved through the use of recirculation windows in the heating flues, is the most common variant. In this way, the NOx emission is reduced, and vertical heat distribution in the heating wall is improved. However, the recirculated waste gas rate cannot be directly regulated and, due to imperfect mixing of the streams, the waste gas fraction in the flame zone is not necessarily significant. The external recirculation allows to control both these parameters, thus the potential of this technology can be effectively utilized. The technology is dedicated to the existing batteries, it allows to reduce their impact on the environment and improve the uniformity of the heating wall temperature. The paper shows various variants of the technology, from recirculation of waste gas to the fuel gas or to air, to the technology combining both solutions.

7

Modelowanie niskoemisyjnej baterii koksowniczej

Klimanek A., Szlęk A., Hummer W., Wojciechowski G., Ziółkowska-Talar A.

Karbo

|

2012

|

Nr 4

222--226

PL

Specyfika procesu opalania baterii koksowniczej powoduje, że do atmosfery emitowane są duże ilości tlenków azotu. Stosowane technologie powinny spełniać wymogi dokumentu referencyjnego BREF (Best Available Techniques Reference Document on the production of Iron and Steel, IPPC) i wytycznych NDT (Najlepsze Dostępne Techniki - BAT, Ministerstwo Środowiska) dla instalacji koksowniczych. W artykule przedstawiono technologię opalania ścian grzewczych baterii koksowniczej jako system wielostopniowego podawania powietrza, który pozwala na wydłużenie płomienia i obniżenie maksymalnej temperatury w kanałach grzewczych, co skutkuje znacznym zmniejszeniem emisji tlenków azotu. W tej technologii całkowita ilość powietrza jest porównywalna z konwencjonalnym rozwiązaniem, a wydłużenie płomienia zrealizowane jest przez rozdzielenie strumienia powietrza na kilka części i podawane na różnych wysokościach kanału. W celu dobrania optymalnego podziału powietrza oraz geometrii wylotów przeprowadzona została analiza z wykorzystaniem symulacji komputerowych. Symulacje przeprowadzono dla różnych geometrii układu doprowadzenia powietrza oraz różnych strumieni powietrza pierwotnego i wtórnego.

EN

Due to specific features of coke oven battery heating process, large amounts of nitrogen oxides are emitted to atmosphere. Technologies applied should meet specifications of BREF document (Best Available Techniques Reference Document on the production of Iron and Steel, IPPC) and NDT guidelines (Best Available Techniques - BAT, Ministry of Environment) for coke plants. The paper presents a heating technology of coke oven battery heating walls as a system of multi-stage air feeding that allows to increase flame length and to reduce maximum temperature in the heating flues, that results in significant reduction of nitrogen oxides emissions. In this process total air rate is comparable to conventional solution, while the extension of the flame length is effected by dividing a stream of air into a few portions which are fed at different levels of the heating flue. In order to select an optimum air distribution pattern and geometry of outlets, an analysis was conducted with the use of computer aided simulations. Simulations were carried out for different geometrical designs of air feeding system and various streams of primary and secondary air.

8

Spalanie paliw stałych w instalacjach małej mocy : rozwój technik spalania węgla i biomasy

Kubica K., Zawistowski J., Raińczak J.

Karbo

|

2005

|

Nr 2

148-159

PL

Omówiono krajowe standardy emisyjne dla instalacji spalania paliw stałych, wykorzystywane w praktyce gospodarczej. Przedstawiono problemy emisji zanieczyszczeń ze spalania paliw stałych, ze szczególnym uwzględnieniem tzw. emisji niskiej. Dokonano przeglądu technik spalania paliw stałych oraz omówiono ich rozwój w okresie ostatniego dziesięciolecia. Przedstawiono dane charakteryzujące efektywność energetyczno-emisyjnąkrajowych kotłów małej mocy.

EN

The paper presents Polish emission standards for solid fuel fired heating systems. Emission problems resulting from solid fuel combustion were discussed, with the special regard to the "low emission". The revision of the technologies for solid fuel combustion was made and their development for the last 10 years was discussed. The data characterizing the energy and emission efficiency of Polish low-output boilers were presented.

9

Modern technologies of heat production as an opportunity for coal

Kurczabiński L., Łój R.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2005

|

R. 29, z. 3/2

53-59

EN

Coal Holding Katowice produces best quality typical steam coal. For several years it has cooperated with manufacturers of modern coal boilers for whom it provides coal of appropriate granulation. This article presents a description of modern heat production technologies based on coal and designed for small and medium-size users. These technologies allow the cheapest heat production while the standing standards of toxic substances' emission are complied with. The article describes the directions of actions undertaken by Coal Holding Katowice to promote efficient and ecological high quality coal combustion technology, which give coal an opportunity to maintain its position in the market, as prices of other energy carriers are high.

PL

Katowicki Holding Węglowy jest producentem wysokiej jakości węgla koksowego. Od szeregu lat KHW współpracuje z producentami nowoczesnych kotłów węglowych, dla których wytwarzany jest węgiel o odpowiedniej granulacji. W niniejszym artykule przedstawiono opis nowoczesnych technologii ciepłowniczych bazujących na węglu kamiennym i przeznaczonych dla średnich i małych odbiorców. Technologie te uwzględniają obowiązujące normy emisji i są tańsze od stosowanych obecnie. Artykuł opisuje kierunki działań podejmowanych przez Holding w ramach promocji technologii efektywnego i ekologicznie czystego spalania węgla oraz możliwości utrzymania jego pozycji na rynku przy rosnących cenach innych nośników energii.

10

Paliwa stałe : tania i czysta energia dla indywidualnego i komunalnego ogrzewnictwa

Kubica K.

Karbo

|

2003

|

Nr 2

62-70

PL

Indywidualne i komunalne ogrzewnictwo w Polsce jest zarówno znaczącym źródłem emisji zanieczyszczeń gazowych, pyłowych i aerozoli zawierających substancje o charakterze muta-, terato- i kancerogennym wpływających negatywnie na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie człowieka, jak i „konsumentem" nieuzasadnionej względami technicznymi ilości węgla. Względy społeczne, ekonomiczne i techniczne nie pozwalają w krótkim czasie na zamianę węgla na gaz i energię elektryczną. Alternatywnym rozwiązaniem ekonomicznie uzasadnionym i poprawiającym bezpieczeństwo ekologiczne pozyskiwania energii pierwotnej w ogrzewnictwie indywidualnym i komunalnym jest wprowadzanie „czystych technologii spalania węgla" oraz stosowanie biomasy. Zaprezentowano nowoczesne urządzenia grzewcze realizujące technikę czystego spalania węgla. Zwrócono uwagę na konieczność kompleksowego rozpatrywania procesu pozyskiwania ciepła, z uwzględnieniem jakości paliwa i jego doboru, stosowania optymalnych technicznie konstrukcji kotłów oraz systemów odprowadzania spalin.

EN

Individual and domestic heating in Poland is a significant source of emission of gaseous pollutants, dust and aerosols containing substances of muta, terato and carcinogenic character, harmful to natural environment and human beings. From technical point of view it also a „consumer" of unreasonably high amount of coal. Public, economic and technical reasons do not allow to change from coal into gas or electricity in a short period of time. Introduction of „clean technologies of coal combustion" and biomass use is an economically justified alternative solution, improving ecological safety of primary energy production by means of individual and domestic heating. Modern heating devices enabling techniques of clean coal combustion has been presented. There has been pointed out a need of complex consideration of thermal energy production process, including fuel quality and selection, the use of boilers having technically optimum construction and exhaust gasses off-take systems.