Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dekarbonizacja metanu – kierunki zagospodarowania węgla popirolitycznego

Krasodomski Wojciech, Wojtasik Michał, Markowski Jarosław, Żak Grażyna

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 1

56--63

PL

Prezentowany przegląd literaturowy dotyczy możliwych kierunków zagospodarowania węgla będącego produktem ubocznym procesu pirolizy metanu (dekarbonizacji metanu). Piroliza metanu jest coraz częściej rozpatrywaną metodą będącą alternatywną technologią produkcji wodoru bez emisji CO2 – tak zwanego niebieskiego wodoru. Piroliza/dekarbonizacja stosowana jest do produkcji sadzy od lat trzydziestych XX wieku (np. znany proces firmy Hüls). Piroliza metanu jest procesem endotermicznym, który wymaga, w celu uzyskania wysokiej wydajności, zastosowania temperatur rzędu 1000°C i więcej, co powoduje, że jest to proces mocno energochłonny i kosztowny w porównaniu z aktualnie stosowanymi metodami produkcji wodoru, np. reformingiem parowym. Największą jednak zaletą metody pirolizy/dekarbonizacji metanu / gazu ziemnego jest brak konieczności wychwytywania i składowania CO2 (sekwestracji), co znacznie upraszcza proces i zbliża ekonomiczny koszt wytworzenia wodoru tą metodą do kosztu jego wytwarzania wcześniej wspomnianymi „klasycznymi” metodami. Co więcej, produkcja wodoru tą metodą charakteryzuje się nie tylko mniejszą emisją CO2, ale też pozwala na uzyskanie wodoru o wysokiej czystości, zbliżonego przydatnością do stosowanego w ogniwach paliwowych. Dużym ograniczeniem procesu oprócz wspomnianej wysokiej temperatury jest powstawanie produktu ubocznego w postaci węgla; jeśli w przyszłości wodór będzie pozyskiwany w tym procesie na skalę przemysłową, powstaną duże jego ilości, dlatego znalezienie nowych zastosowań węgla jest kluczowym czynnikiem dla rozwoju tej technologii jako wykonalnej metody produkcji wodoru. Możliwości wykorzystania węgla będą zależeć od jego natury i właściwości. Przeanalizowano dostępne artykuły naukowe i specjalistyczne pod kątem rodzajów powstającego węgla, ze szczególnym uwzględnieniem jego struktury. Podjęto próbę zebrania informacji dotyczących korelacji pomiędzy zastosowaną metodą dekarbonizacji metanu a strukturą powstającego węgla.

EN

The presented literature review concerns possible directions of coal management, which is a by-product of the methane pyrolysis process (methane decarbonization). Methane pyrolysis is more and more often considered as an alternative technology for the production of hydrogen without CO2 emission – the so-called blue hydrogen. Pyrolysis/decarbonization has been used in the production of carbon black since the 1930s (e.g. the well-known Huels process). Methane pyrolysis is an endothermic process that requires, in order to obtain high efficiency, the use of temperatures of 1000°C and more, which makes it a highly energy-consuming and expensive process compared to the currently used methods of hydrogen production, e.g. steam reforming. However, the greatest advantage of the methane/natural gas pyrolysis/decarbonization method is the lack of the need to capture and store CO2 (sequestration), which significantly simplifies the process and brings the economic cost of hydrogen production by this method closer to the cost of its production to the previously mentioned “classic” methods. Moreover, the production of hydrogen by this method is not only characterized by lower CO2 emissions, but also allows to obtain hydrogen of high purity, similar to that suitable for use in fuel cells. A major limitation of the process, in addition to the aforementioned high process temperature, is the formation of a carbon by-product. If hydrogen is obtained from this process on an industrial scale in the future, large amounts of this by-product will be produced, therefore the development of new coal applications is a key factor in the development of this technology as a viable method of hydrogen production. The possibilities of using coal will depend on its nature and properties. The available scientific and specialist articles were analyzed in terms of the types of produced coal, with particular emphasis on its structure. An attempt was made to collect information on the correlation between the applied methane decarbonisation method and the structure of the generated coal.

2

Assessment and Analysis of the Soot Load Emitted from Hard Coal Combustion in the Area of a Selected Settlement Unit

Szatyłowicz Ewa, Siemieniuk Anna, Wiater Józefa

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 9

187--192

EN

Currently, the soot load from solid fuel combustion is not measured or counted, because it is included as part of particulate matter emitted from combustion sources. However, recent reports indicate that after carbon dioxide, soot is the most important contributor to current climate change. Therefore, an attempt was made to assess the soot load that is emitted during the winter season from individual heat sources where hard coal was burned or co-fired. Soot emission analysis and assessment were carried out in the selected settlement unit. Soot was collected monthly throughout the heating period at the chimney flue outlet, and analyzed for the PAH content. From these results and the information obtained from the users of individual heat sources, the soot load emitted from the installation in question during the entire heating period and the load of the sum of 16 PAHs and benzo(a)pyrene also during the entire heating period were calculated. It was found that the PAH content in soot largely depends on the type of boiler, the form of hard coal and wood addition burned, and the age of the boiler. The soot load, on the other hand, depends on the amount of hard coal burned, the type of boiler, how the combustion process is carried out, etc.

3

Właściwości sorpcyjne karbonizatów z pozostałości węglowej z pirolizy opon

Dębek Cezary, Walendziewski Jerzy

Elastomery

|

2020

|

T. 24, nr 2

63--77

PL

Scharakteryzowano właściwości strukturalne dwóch prób węgla popirolitycznego otrzymanego w wyniku niskotemperaturowej pirolizy opon samochodowych. Próby węgli popirolitycznych różniły się warunkami prowadzenia procesu pirolizy. Materiał węglowy z pirolizy opon poddano karbonizacji i zbadano zmiany strukturalne oraz oceniono ich zdolności sorpcyjne w stosunku do związków modelowych: benzenu, p‑chlorofenolu, błękitu metylenowego oraz czerwieni Kongo. Otrzymane karbonizaty wykazały dużą zdolność sorpcyjną benzenu z roztworu wodnego sięgającą 98%.

EN

Structural properties of two samples of pyrolytic carbon obtained as a result of low‑temperature pyrolysis of car tires were characterized. The tests of pyrolytic carbon differed in conditions of pyrolysis process. Carbon material from the pyrolysis of tires was carbonized and structural changes were examined and their sorption properties were assessed in relation to model compounds: benzene, p‑chlorophenol, methylene blue and Congo red.The obtained carbonizates showed high sorption capacity of benzene from aqueous solution reaching 98%.

4

Soot contamination of engine oil - the case of a small turbocharged spark-ignition engine

Kozak Miłosław, Siejka Piotr

Combustion Engines

|

2020

|

R. 59, nr 3

28--32

EN

The paper presents the results of thermogravimetric tests of engine oil used in a small turbocharged spark-ignition engine. The main observation from the research was a significant soot contamination of engine oil, that appears even at its low mileage. This indicates that also in the case of port fuel injection spark-ignition engine, high particulate matter emissions may occur. A rapid soot contamination of the oil in this engine indicates that the oil change interval should be shortened.

5

Wpływ sadzy na proces żelowania oleju silnikowego

Ziółkowska Monika

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 3

178--184

PL

Sadza wytworzona w silnikach może być przyczyną powstawania ciężkich osadów, gwałtownego wzrostu lepkości oleju smarowego lub żelowania oleju. Nierozpuszczalne cząstki sadzy, które nagromadziły się na pierścieniach tłoka, a potem znalazły się w oleju mogą również zwiększać lepkość oleju smarowego. W olejach smarowych stosowanych w silnikach wysokoprężnych, w skład osadów nierozpuszczalnych wchodzą: sadza, węglowodory i popiół. Generalnie osady nierozpuszczalne nie wywołują znaczącego wzrostu lepkości oleju, jeśli cząstki sadzy są rozproszone, ponieważ mają niewielkie średnice. Jednak cząstki sadzy mają tendencję do aglomeracji. Takie aglomeraty nierozpuszczalnych cząstek sadzy wywołują wzrost lepkości. Dzieje się tak dlatego, że zgromadzone cząstki sadzy wiążą olej w swoich strukturach i wpływają na wzrost lepkości oleju. W szczególnych przypadkach cząstki sadzy mogą utworzyć rozwiniętą sieć tworzącą bardzo mocną żelową strukturę. W silnikach, w których tworzy się bardzo dużo osadów nierozpuszczalnych, uległe aglomeracji cząstki sadzy mogą być główną przyczyną wzrostu lepkości. W artykule przedstawiono wyniki badań zawartości sadzy w olejach silnikowych w czasie eksploatacji. Badania wykonano metodą termograwimetryczną zgodnie z normą ASTM D 5967-05. Ta metoda badawcza obejmuje procedurę badań silnikowych, która służy do oceny olejów napędowych pod kątem spełnienia wymagań, w tym wzrostu lepkości i zawartości sadzy. W artykule wskazano przyczyny wzrostu lepkości olejów silnikowych w czasie eksploatacji. Wzrost osadów nierozpuszczalnych powoduje duży wzrost lepkości, co wskazuje, że cząstki sadzy łączą się tworząc formę żelu, a aglomeracja sadzy ma większy wpływ na wzrost lepkości niż poziom osadów nierozpuszczalnych. Określono wpływ sadzy na proces żelowania olejów silnikowych. Wyniki badań wskazują, że sadza ma skłonność do aglomeracji i jest główną przyczyną żelowania olejów silnikowych w wysokiej temperaturze.

EN

The soot generated in an engine can cause heavy sludge, high lubricant viscosity increase, or oil gelling. Insoluble soot particles introduced into the lubricant in the piston ring zone can also increase lubricant viscosity. In diesel engine lubricants, the insoluble sludg- es include: soot, hydrocarbons and ash. Generally, insoluble sludges do not cause significant viscosity increase if the soot particles are dispersed, due to their small individual size. However, the soot particles have a tendency to agglomerate. These agglomerated soot particles induce a viscosity increase. This is because the particles trap lubricant within their agglomerated structures and they affect the increase of viscosity. In extreme cases, the soot particles can form an extensive agglomerated network, forming a highly viscous gel like structure. In engines with high insolubles levels, agglomerated soot particles can be the primary source of viscosity increase. The paper presents results of soot tests in engine oils during their exploitation. Tests were carried out using the thermogravimetric method according to the ASTM D 5967-05 Standard. This test method covers an engine test procedure for evaluating diesel oils’ performance characteristics, including viscosity increase and soot concentration. The paper determines the causes of viscosity increase of engine oils during exploitation. A relatively small amount of insolubles produced a large viscosity increase, showing that the soot particles are combining to form a gel and the soot agglomeration had a greater effect on viscosity increase than the amount of insolubles. Influence of the soot on the gelation process of engine oils was determined. The results show, that the soot has a tendency to agglomerate and it is the main cause of gelling of engine oils at high temperature.

6

Wpływ eteru dietylowego w mieszaninie z olejem rzepakowym na emisję limitowanych składników spalin silnika AVL

Stobiecki Jerzy, Górska Milena

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 12

200--204

PL

W artykule opisano wyniki badań dotyczące emisji limitowanych składników spalin z jednocylindrowego, badawczego silnika firmy AVL serii 5402 zasilanego mieszaninami oleju rzepakowego i eteru dietylowego. W badaniach wykorzystano olej rzepakowy do którego dodano 10, 20, 30 i 40 % objętościowo eteru dietylowego. Oceniono właściwości fizykochemiczne przygotowanych mieszanin paliwowych i ich wpływ na emisję limitowanych składników spalin, a w szczególności cząstek stałych, tlenków azotu oraz niespalonych węglowodorów. Stwierdzono, że dodatek DEE do oleju rzepakowego sprzyja zmniejszeniu emisji szkodliwych składników spalin do otoczenia, a w szczególności cząstek sadzy oraz niespalonych węglowodorów. Eter dietylowy dodany do oleju rzepakowego nie ma istotnego znaczenia na zmianę emisji tlenków azotu. Wskazany problem stanowi barierę typową dla procesu spalania paliwa i w niewielkim stopniu jest zależny od jego rodzaju. Mając to na uwadze należy stwierdzić, że ograniczenie emisji NOx do otoczenia wymaga zmiany spalania paliwa w kierunku realizacji tzw. procesu niskotemperaturowego. W konwencjonalnych systemach spalania redukcja emisji NOx w dalszym ciągu będzie wymagała stosowania dodatkowych układów oczyszczających jak np. SCR tj. selektywna redukcja katalityczna.

EN

The paper describes the results of research on the emission of limited exhaust components from a single-cylinder, research engine of the AVL series 5402 powered by mixtures of rapeseed oil and diethyl ether. Rapeseed oil was used in the research, to which 10, 20, 30 and 40% by volume of diethyl ether was added. The physicochemical properties of the prepared fuel mixtures and their impact on the emission of limited exhaust components, in particular particulates, nitrogen oxides and unburned hydrocarbons, were evaluated. It was found that the addition of DEE to rapeseed oil helps to reduce the emission of harmful exhaust components to the environment, in particular soot particles and unburned hydrocarbons. Diethyl ether added to rapeseed oil has no significant effect on changing the emission of nitrogen oxides. The indicated problem is a barrier typical of the fuel combustion process and is slightly dependent on its type. With this in mind, it should be noted that reducing NOx emissions to the environment requires a change in fuel combustion towards the implementation of the so-called low temperature process. In conventional combustion systems, the reduction of NOx emissions will still require the use of additional treatment systems such as SCR, i.e. selective catalytic reduction.

7

Modelling of regeneration and filtration mechanism in diesel particulate filter for development of composite regeneration emission control system

Kurien C., Srivastava A. K., Naudin J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. LXV, nr 2

277--290

EN

Pre-treatment techniques employed for exhaust emission control of compression ignition engines were found to reduce the emission levels by small percentage only, failing to meet the required emission regulations. Post-treatment technique including diesel particulate ﬁltration, diesel oxidation catalysis and selective catalytic reduction is found to be an eﬀective solution. While the fuel-based regeneration of diesel particulate ﬁlter leads to uncontrolled combustion aﬀecting the durability of the ﬁlter. Development of an eﬀective regeneration system is one of the major technical challenges faced by automotive industry for meeting emission norms. A composite regeneration system with the application of microwave energy is proposed in this paper. As an initial phase, a three-dimensional model of the system is developed and its ﬂow analysisis carried out by considering the case of single channel ﬂow. Simulation of the regeneration process is also done by developing a Simulink model. The results of simulation showed that an engine running continuously for a period of 24 hours would require three regenerations.

8

Zastosowanie związków żelaza jako katalizatorów w procesie spalania lekkiego oleju opałowego

Wojtasik M., Żak G., Jakóbiec J.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 9

635--640

PL

Przeprowadzono badania skuteczności katalitycznej dwóch organicznych suspensji związków żelaza. Wykonano testy w warunkach rzeczywistych, spalając lekki olej opałowy uszlachetniony badanymi próbkami w kotle o mocy 80 kW. Analizowano skład spalin pod kątem zawartości CO, NOx, pyłów i niespalonych węglowodorów. Wykazano znaczne różnice w efektywności katalitycznej badanych próbek.

EN

Catalytic efficiency of two organic suspensions of iron compounds was tested. Real condition tests were performed by burning light heating oil treated with samples of tested suspensions in 80 kW power boiler. The exhaust gases were analyzed for CO, NOx, dust and unburnt hydrocarbon concentration. Significant differences in the catalytic efficiency of the samples tested were found.

9

Numerical investigation of temperature distribution in the furnace of a coal fired grate boiler in part load conditions

Więckowski Ł., Krawczyk P., Badyda K.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 5

359--365

EN

Gas temperature distribution along the grate length in part load conditions is expected to be non-uniform and vary significantly from the nominal. The objective of this work was to simulate the combustion process inside the furnace of a WR-25 coal fired grate boiler at two part load conditions. The results obtained were then compared to on-site temperature profile measurements taken 0.8, 2 and 3.5 meters above the grate level. Numerical analysis was performed using a commercial CFD (computational fluid dynamics) code. Boundary conditions at the grate-freeboard interface were calculated with a black-box type model. Off-design air distribution along the grate was taken into account based on real unit inspection. Model predictions demonstrated a good overall qualitative match with measured temperature profiles, but a quantitative comparison shows a need for improvements in the modeling. It was also shown that more attention needs to be paid to the modeling of soot, as it has a major impact on predicted temperatures.

10

Korzystny czy szkodliwy wpływ sadzy na rośliny – badania modelowe

Bojko M., Lenart K., Warkiewicz E., Kalicka B., Chyc M., Olchawa-Pajor M., Latowski D.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2016

|

Vol. 18, nr 2

81--92

EN

The aim of the study was investogated the effect of selected types of soot on Arabidopsis thaliana in vitro culture. In experiments different type the soot were used: (1) formed in the presence of a commercial fuel additive containing significant quantities of sodium chloride and copper(II) sulfate(VI) (2) prepared by adding of the newly developed additive without NaCl and with triiron tetraoxide instead of copper and (3) prepared without additive. The soot were added to the culture media (to the root) or applied on the leaves. The parameters such as root length, fresh weight, photosynthetic efficiency (Fv / Fm), the concentration of photosynthetic pigments, index of tolerance (IT) were analyzed. The fresh weights of the investigated plants were comparable or slightly lower than the fresh weights of control plants. The values of the photosynthetic efficiency were comparable to the control when the soot were added to culture medium (to the root) or slightly lower when were applied on the leaves. However, content of photosynthetic pigments were higher than in control plants. The highest indexes of tolerance (even above 100%) were observed for plants growing on media containing the soot formed in the presence of additive with iron.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu wybranych rodzajów sadzy na Arabidopsis thaliana w hodowlach in vitro. Stosowano sadzę powstałą: (1) w obecności komercyjnego dodatku paliwowego zawierającego chlorek sodu i siarczan(VI) miedzi(II), (2) dodatku nowoopracowanego zawierającego tetratlenek triżelaza i (3) bez dodatku. Sadze dodawano do pożywek hodowlanych (dokorzeniowo) lub nanoszono na blaszki liściowe (dolistnie) i analizowano parametry takie jak: długość korzenia, świeża masa, wydajność kwantowa fotosyntezy (Fv/Fm), stężenie barwników fotosyntetycznych, indeks tolerancji (IT). Świeża masa roślin była porównywalna lub nieco niższa niż roślin kontrolnych. Wartości wydajności kwantowej fotosyntezy były porównywalne z kontrolą gdy sadza była podawana dokorzeniowo lub nieco niższe, gdy stosowano ją dolistnie. Zawartość barwników fotosyntetycznych była wyższa niż w roślinach kontrolnych. Najwyższy indeks tolerancji (nawet powyżej 100%) charakteryzował rośliny rosnące na podłożach z dodatkiem sadzy powstałej w obecności katalizatora zawierającego żelazo.

11

Spray Combustion Investigation through Optical Techniques in a Prototype Compression Ignition Engine fuelled with n-Butanol-Diesel Blends

Marchitto L., Merola S. S., Tornatore C., Valentino G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2015

|

nr 204

199--215

EN

The increasing energy demand from emerging countries and the simultaneous fossil oil shortage promote the use of alternative fuels. Even if gasoline and diesel continue to dominate automotive market, the use of non-conventional fuels such as biodiesel or alcohols is growing. Exhaust emissions and performance of compression ignition engines fuelled with diesel-alcohol fuel blends have been widely investigated. On the other hand, a deeper understanding of in-cylinder combustion is necessary as the different chemical physical properties of alcohols, such as oxygen content, volatility and cetane number affect the ignition, combustion mechanism and the pollutants formation. This work reports results of cycle resolved visualization and UV-visible optical imaging, carried out in an optically accessible compression ignition engine. Two different blends of diesel and n-butanol were tested: 20% and 40% of n-butanol by volume. The effect of n-butanol concentration on flame lift-off length and soot formation was investigated. Exhaust Gas Recirculation (O2 at intake 17%) was used for further reducing the local temperature peak. The combined effect of EGR and high oxygen content of n-butanol/diesel blends induced a simultaneous reduction of both NOx and soot emission. The correlation of optical measurements with thermodynamic and exhaust emission analysis allowed to emphasize the role of n-butanol oxygen content in the soot oxidation process.

12

Badania przydatności materiałów na retorty do niskotemperaturowego nawęglania stali austenitycznych

Żółciak T., Przywóski A., Lankiewicz K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 4

190--195

PL

W pracy badano przydatność stali H17, 0H18N9, H25N20S2 i stopu 75Ni-25Cr w zastosowaniu na retorty pieców przeznaczonych do niskotemperaturowego nawęglania stali austenitycznych w atmosferach syntetycznych lub na bazie endogazu. Za kryteria oceny przyjęto skłonność materiału retorty do katalizowania reakcji gazowych i osadzania się sadzy oraz możliwość przeprowadzenia procesu nawęglania stali austenitycznej 0H18N9. Badania przeprowadzono w piecu z retortą stacjonarną zamkniętą pokrywą pieca z uszczelnieniem piaskowym, a także w retorcie przenośnej zainstalowanej w odrębnym piecu w przypadku badania przydatności retorty ze stali 0H18N9. W przypadku retorty stacjonarnej wykonanej ze stali 0H18N9 badano: a) wpływ rozcieńczenia endogazu azotem lub wodorem na osadzanie się sadzy w retorcie i stan folii Fe Armco po nagrzaniu retorty do temperatury 440°C; małe ilości sadzy w retorcie i czystą folię Fe Armco uzyskano w mieszaninach 42% endogazu z azotem i 33% endogazu z wodorem, b) wpływ utlenienia retorty w temperaturze 570°C na zmiany punktu rosy i osadzanie się sadzy po nagrzaniu utlenionej retorty do temperatury w zakresie 300÷470°C; w przypadku endogazu wzrastał punkt rosy wraz ze wzrostem temperatury, a sadza pojawiała się w strefie utlenionej powyżej 400°C; rozcieńczenie endogazu wodorem przesunęło granicę osadzania sadzy do wyższej temperatury, c) wpływ wstępnego utlenienia folii Fe Armco na skłonność do osadzania sadzy na jej powierzchni; przy nagrzewaniu w endogazie i wytrzymaniu w temperaturze 500°C przez 4 h stwierdzono, że sadza pojawiła się na foliach utlenianych w temperaturze 450°C i 530°C, natomiast nagrzewanie w mieszaninie H2–N2 i wygrzewanie w endogazie prowadziło do pojawienia się sadzy tylko na folii utlenionej w 520°C; na foliach utlenionych w temperaturze poniżej 450°C lub na nieutlenianych nie pojawiła się sadza. Ponadto przeprowadzono próby grzania, a także nawęglania w retorcie przenośnej wykonanej ze stali 0H18N9. Za pomocą techniki umożliwiającej szybkie nagrzewanie i studzenie retorty nie stwierdzono istotnego zanieczyszczenia wnętrza retorty sadzą, a próbki nie utleniały się. Twardość na powierzchni próbek nawęglanych wynosiła od 800 do 1100 HV0,05 zależnie od temperatury i czasu procesu. Na części próbek nawęglanych w endogazie wystąpiły miejsca pokryte sadzą. W przypadku retorty ze stopu 75Ni–25Cr badano zmiany zawartości H2 i punktu rosy po nagrzaniu retorty do temperatury 470°C w obecności różnych atmosfer syntetycznych i endogazu. Nikiel występujący w tym stopie silnie katalizował reakcję gazu wodnego (wzrost punktu rosy) od temperatury 300°C i dysocjację propanu powyżej temperatury 440°C. W próbkach nawęglanych nie uzyskano odpowiedniej twardości dla zadanych parametrów procesu. Retorta stacjonarna ze stali H17 ulegała łatwo utlenieniu w atmosferach o większej wilgotności. Próby nawęglania stali 0H18N9 wypadły negatywnie. Próby przeprowadzone w retorcie ze stali H25N20S2 nie wykazały osadzania się sadzy w badanym zakresie temperatury z atmosfery endotermicznej, a także z atmosfer z propanem. Nie uzyskano także odpowiednio dużej twardości w próbach nawęglania stali 0H18N9. Brak katalizujących właściwości tego materiału można przypisać obecności tlenków krzemu na jego powierzchni, które nie ulegają redukcji wodorem w tym zakresie temperatury. Z przeprowadzonych badań wynikało, że tylko stal 0H18N9 wykazała przydatność na retorty do procesu niskotemperaturowego nawęglania. Można powiedzieć, że materiał na retorty musi wykazywać pewną umiarkowaną właściwość katalizowania reakcji gazowych. Warunki takie spełniają stale typu Fe–Cr–Ni bez dodatków Si i Ti.

EN

In the article the usefulness of H17, 0H18N9, H25N20S2 steel and 75Ni–25Cr alloy in use on furnace retorts designed for low-temperature carburizing of austenitic steels in synthetic or endothermic atmospheres was investigated. As evaluation criterion was considered ability of the material to catalyse gaseous reactions and soot deposition and the possibility of carburizing process conducting for austenitic steel 0H18N9. The studies were conducted in furnace with stationary retort closed with a furnace cover with a sand seal, as well as in portable retort installed in a separate furnace in the case of studies of suitability of retort made of 0H18N9 steel. In the case of a stationary retort made of 0H18N9 steel were studied: a) effect of endogas dilution with nitrogen or hydrogen on soot deposition in retort and Armco foil state after retort heating at temperature 440°C; small amounts of soot in retort and clean Armco foil were obtained in a mixture of 42% endogas with nitrogen or 33% endogas with hydrogen, b) effect of the retort oxidation at temperature 570°C on changes of dew point and soot deposition after heating of oxidized retort to temperature in the range 300÷470; in the case of endogas, dew point increased with increasing temperature and soot appeared in the oxidized zone above 400°C; dilution of endogas with hydrogen shifted the boundary of soot deposition to a higher temperature, c) effect of preliminary oxidation of Armco iron foil on ability for soot deposition on its surface; during heating in endogas at temperature 500°C for 4 hours it was found that soot appeared on the foils oxidized at temperature 450°C and 530°C, while heating in mixture of H2–N2 in endogas led to the appearance of soot only on foil oxidized at temperature 520°C; on the foils oxidized at temperature below 450°C or not-oxidized soot didn’t occurred. In addition, attempts of heating and carburizing in portable retort made of 0H18N9 steel were conducted. When using technology enabling rapid heating and cooling of retort, no significant impurity of retort interior with soot and samples oxidation were observed. The surface hardness of carburized samples was equal to 800÷1100 HV0.05 depending on temperature and process time. On the part of samples carburized in endogas there appeared areas covered with soot. In the case of retort made of 75N–25Cr alloy were studied changes of H2 content and dew point after heating of retort to temperature 470°C in the presence of various synthetic and endogas atmospheres. Nickel present in this alloy strongly catalyse the reaction of water gas (dew point increase) from temperature 300°C and propane dissociation above temperature 440°C. During carburizing studies there was not achieved appropriate hardness for specified process parameters. Stationary retort made of H17 steel was oxidized easily in atmospheres with higher humidity. Carburizing attempts of 0H18N9 steel came out negatively. Studies carried out in retort made of H25N20S2 steel revealed no soot deposition in the considered temperature range from endothermic atmosphere, as well as propane atmosphere. There was also not obtained a sufficiently high hardness during carburizing studies of 0H18N9 steel. No catalysing properties of this material can be assigned to the presence of silicon oxides on its surface, which not undergo the reduction with hydrogen in this temperature range. The study showed that only 0H18N9 steel ensured the usefulness to retort for low-temperature carburizing. It can be said that the material for retort must have some moderate property to catalyse of the gaseous reaction. Such conditions fulfil Fe-Cr-Ni steels without additions of Si and Ti.

13

Numerical investigation on diesel combustion and emissions with a standard combustion model and detailed chemistry

Pyszczek R., Schmalhorst C., Teodorczyk A.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

19--33

EN

The aim of this study was to determine possibilities of the soot and NOx emissions reduction from an existing heavy-duty compression-ignition (CI) engine based only on in-cylinder techniques. To that end numerical simulations of such processes as a multiphase fuel flow through injector nozzles, a liquid fuel jet breakup and evaporation, combustion and emissions formation were performed in AVL Fire 3D CFD software. The combustion process was calculated with the ECFM-3Z model and with the detailed n-heptane oxidation scheme that consisted of 76 species and 349 reactions. Both approaches of combustion modeling were validated against experimental data from the existing engine working under 75% and 100% loads. As for the reduction of the NOx emission an introduction of exhaust gas recirculation (EGR) was investigated. As for the soot concentration reduction such measures as an increased rail pressure, application of a post-injection and an increased injector nozzles conicity were investigated. Finally the ECFM-3Z model with emissions models, as well as the n-heptane mechanism predicted that it is possible to reach specified emissions limits with application of EGR, post-injection and increased nozzles conicity.

14

W pogoni za sadzą

Kopacz A.

Wiadomości Chemiczne

|

2014

|

[Z] 68, 9-10

919--939

EN

Soot is produced simultaneously by the incomplete combustion of fossil fuels. Investigations of soot elemination methods are currently focused on light fuel oil boilers. The overview of various transition metal properties points at iron as the most promising cation. The technology of existing oil burners excludes modifications necessary to install additional catalytic conversters. The most feasible way to eliminate soot is to introduce the catalyst in the form of fuel additive. Iron iron oxides and/or hydroxides are suggested as base for production of fuel-borne-catalyst.

15

Ocena zawartości wtórnego węgla organicznego w drobnym pyle zawieszonym w wybranych obszarach województwa śląskiego

Klejnowski K., Rogula-Kopiec P., Rogula-Kozłowska W.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 4

347--359

PL

Na podstawie wartości OC/EC (stosunek stężenia węgla organicznego – OC, i węgla elementarnego – EC) we frakcji PM2,5 podjęto próbę oceny zawartości wtórnego węgla organicznego (SOC) w wybranych lokalizacjach w województwie śląskim. W pracy przedstawiono stężenia pierwotnego (POC) i wtórnego węgla organicznego zawartego w pyle PM2,5, ich udziały w węglu organicznym oraz średnie zawartości tych form węgla w pyle w punktach pomiarowych w Złotym Potoku, Katowicach, Zabrzu, Raciborzu i Godowie. Stwierdzono występowanie znaczącej sezonowej i obszarowej zmienności udziału SOC w pyle i OC. Potwierdzono przydatność pośredniej metody szacowania udziału SOC w OC.

EN

The OC/EC value (the concentration ratio of organic – OC, and elemental carbon – EC) in the PM2.5 fraction was used to assess the contents of the secondary organic carbon (SOC) in selected locations in the Silesian Province. The paper presents the concentrations of the primary (POC) and secondary organic carbon in PM2.5, their percentages in total organic carbon (OC) and the mean contents of both carbon fractions at the sampling points located in Złoty Potok, Katowice, Zabrze, Racibórz and Godów. Significant seasonal and spatial changes were found for the SOC percentage in PM and OC. The usability of the indirect method for the SOC percentage assessment in OC was confirmed.

16

Effects of catalysts on emissions of pollutants from combustion processes of liquid fuels

Bok A., Guziałowska-Tic J., Tic W. J.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 13

5--17

EN

The dynamic growth of the use of non-renewable fuels for energy purposes results in demand for catalysts to improve their combustion process. The paper describes catalysts used mainly in the processes of combustion of motor fuels and fuel oils. These catalysts make it possible to raise the efficiency of oxidation processes simultanously reducing the emission of pollutants. The key to success is the selection of catalyst compounds that will reduce harmful emissions of combustion products into the atmosphere. Catalysts are introduced into the combustion zone in form of solutions miscible with fuel or with air supplied to the combustion process. The following compounds soluble in fuel are inclused in the composition of the described catalysts: organometallic complexes, manganese compounds, salts originated from organic acids, ferrocen and its derivatives and sodium chloride and magnesium chloride responsible for burning the soot (chlorides). The priority is to minimize emissions of volatile organic compounds, nitrogen oxides, sulphur oxides, and carbon monoxide, as well as particulate matter.

PL

Dynamiczny wzrost stosowania paliw nieodnawialnych dla celów energetycznych powoduje zapotrzebowanie na katalizatory poprawiające proces ich spalania. W pracy omówiono katalizatory stosowane głównie w procesach spalania paliw silnikowych i olejów opałowych. Katalizatory te pozwalają na podniesienie efektywności procesów utleniania powodując tym samym redukcję emisji zanieczyszczeń. Kluczem do sukcesu jest taki dobór składników katalizatora, który zapewni ograniczenie emisji szkodliwych produktów spalania do atmosfery. Katalizatory wprowadzane są do strefy spalania jako roztwory mieszające się z paliwem, lub do powietrza dostarczanego do procesu spalania. W skład omawianych katalizatorów wchodzą rozpuszczalne w paliwie: kompleksy metaloorganiczne, związki manganu, sole kwasów organicznych, ferrocen i jego pochodne oraz chlorek sodu i chlorek magnezu odpowiedzialne za spalanie sadzy. Priorytetem jest minimalizacja emisji lotnych związków organicznych, tlenków azotu, tlenków siarki i tlenku węgla oraz cząstek stałych.

17

Research into diesel particulate filter passive regeneration under operating conditions

Zaigrayev L., Shekhovtsov Y., Ignatov O.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 4

62-68

EN

The paper presents the design procedure and results of computational and theoretical research of passive regeneration of the diesel soot filter with a catalytic coating at different operation diesel modes. As the parameters or regeneration the accumulation rate of the filter, burning rate of soot and the maximum filter temperature have been selected. The equations for parameters represent a function of engine speed and its power, flow and temperature of the exhaust gases, and the mass of soot accumulated in the filter. The aim of the research was to obtain the equations for regeneration parameters received with the help of numerical simulation.

PL

W artykule przedstawiono procedurę projektowania i wyniki obliczeń oraz badań teoretycznych pasywnej regeneracji filtra cząstek stałych z powłoką katalityczną w różnych warunkach pracy silnika o zapłonie samoczynnym. Jako parametry regeneracji wybrano szybkość akumulacji, szybkość wypalania sadzy, maksymalną temperaturę filtra. Równania parametrów przedstawiono jako funkcję prędkości obrotowej silnika i jego mocy, natężenia przepływu i temperatury spalin oraz masy sadzy gromadzonej na filtrze. Podstawą badań było uzyskanie równań uwzględniających parametry regeneracji otrzymane za pomocą symulacji numerycznej.

18

Reaction of soot with oxygen. Kinetics

Magdziarz A., Wilk M.

Chemical and Process Engineering

|

2010

|

Vol. 31, z. 4

625-634

EN

Fundamental theoretical and experimental findings on soot oxidation process at low temperature have been presented. The experiments were carried out to investigate the heterogeneous reaction of O2 with particles of soot over a range of temperatures from 500 °C up to 900 °C. CO and CO2 concentrations in off-gases from a packed bed were continuously measured with a FTIR analyser. A new method of deconvolution was developed for removing the effects of the sampling system on the measurements.

PL

Przedstawiono podstawy teoretyczne i dane eksperymentalne dotyczące utleniania sadzy (Printex U) w niskiej temperaturze. Badania prowadzono na specjalnie przygotowanym układzie pomiarowym w zakresie temperatury od 500 °C to 900 °C. Stężenie tlenków CO i CO2 mierzono za pomocą analizatora FTIR. Przeprowadzono analizę szybkości utleniania Printex U w temperaturze 900 °C, opracowując nowy sposób likwidowania błędów powstających podczas pobierania próbek.

19

Modeling of heat recovery system in diesel particulate filter

Mitianiec W.

Archiwum Motoryzacji

|

2010

|

Nr 4

287-300

EN

An additional energy for soot combustion is required for regeneration of particle filters (additional fuel or electric energy) after some period of the engine work as a result of closing of substrate pores by soot. The proposed method takes into account a self-regeneration of diesel particle filter by use of special heat recovery system. The paper shows one of possible design of DPF self-regeneration. The exhaust temperature behind the turbine and catalytic converter is very low and for an increasing of gas temperature before DPF and the heat from soot combustion can be used. The preliminary studies show a possibility of using the special DPF design with a heat recovery system. The paper presents the simulation results of such system and possibility of increasing the heat recovery ratio by change of geometry of DPF. The preliminary results of calculations show the possibility of increase of exhaust gases temperature in front of DPF about 20% which enables a continuous regeneration of DPF. The method enables to recovery some part of energy which is lost in the conventional DPF.

PL

Regeneracja filtra cząstek stałych wymaga dodatkowej energii w celu spalenia sadzy po pewnym czasie pracy, kiedy następuje zatkanie porów filtra. Innowacyjna metoda uwzględnia automatyczną regenerację filtra cząstek stałych przez zastosowanie specjalnego wymiennika ciepła. Artykuł przedstawia jedno z możliwych rozwiązań automatycznej regeneracji. Temperatura gazów spalinowych za turbiną i konwerterem katalitycznym jest bardzo niska i w celu zwiększenia tej temperatury przed DPF, wykorzystuje się do tego celu ciepło ze spalania sadzy. Wstępna analiza wykazuje możliwość zastosowania specjalnego wymiennika ciepła wbudowanego w konstrukcję DPF. Artykuł przedstawia wyniki symulacji numerycznej takiego systemu i możliwości wzrostu stopnia odzysku ciepła przez zmianę geometrii filtra cząstek stałych. Wstępne wyniki obliczeń wykazują możliwość wzrostu temperatury gazów spalinowych o około 20%, co umożliwia ciągłą regenerację filtra. Metoda ta umożliwia odzysk pewnej części traconej energii w konwencjonalnych filtrach cząstek stałych.

20

Cleaning and preservation of chimney flue

Anigacz W., Drożdżol K.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2009

|

z. 9

21--24

EN

The paper is trying to present the problem of renovation of chimney flue which are defective due to the accumulated soot. The problem of increasing dirtiness and damages of chimney walls were presented. Accumulated soot in the chimney flue can result In the damages of chimney Walls, or the structures of the buildings or even cause the fire. The main aim of that particular publication is to draw attention to the problem of accumulated soot. It is very difficult to remove the soot. In many cases it is only possible to remove the soot using burning method. The paper also portrays the reasons of creation of dirtiness and damage of chimney walls. In extremely bad conditions of the chimney flue, it can lead to carbon monoxide poisoning.