Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Plazmowa technologia wytwarzania wodoru

Ulejczyk Bogdan, Młotek Michał, Krawczyk Krzysztof

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 2

173--178

PL

Przedstawiono wyniki badań wytwarzania wodoru z mieszaniny wody i etanolu w plazmie wyładowania iskrowego. Wyładowanie iskrowe jest niewrażliwe na powstanie sadzy. Badano wpływ mocy wyładowania, natężenia i składu strumienia zasilającego reaktor na przebieg procesu wytwarzania wodoru. Największa uzyskana wydajność energetyczna wytwarzania wodoru wynosiła 605 L/kWh.

EN

A mixt. of water and ethanol, with a molar ratio in the range of 3-6, was subjected to a spark discharge plasma. The effect of discharge power, reactant flow rate and reactor feed stream compn. on the H₂ production process was studied. The highest energy efficiency of H₂ production was 605 L/kWh. The spark discharge was insensitive to soot formation.

2

The conversıon of ethanol to acetone on a ZnO-CaO catalyst in the presence of water vapor

Baghirova Narqiz N., Mustafayeva Rena E.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 10

684--689

EN

The main product of the conversion of ethanol to acetone on a ZnO-CaO catalyst is acetone, the yield of which strongly depends on the composition of the reaction environment. When oxygen is present, the yield of products of destructive and complete oxidation increases greatly. In contrast, when water vapor is present, both the selectivity and conversion of ethanol increase. Therefore, the conversion of ethanol is the limiting step in the overall process, which determines the selectivity of the conversion of ethanol to acetone. In this regard, it appeared suitable to investigate the effect of introducing water to the contact zone. As experiments indicated, the addition of water caused a significant effect on the conversion, selectivity, and acetone yield on the ZnO-CaO catalyst. As the partial pressure of water vapor increases, the conversion of ethanol and the acetone yield increase, while the yield of carbon dioxide decreases. The decrease in carbon dioxide is associated not only with the inhibition of the conversion of ethanol to CO2. In this study, the adsorption of water vapor and ammonia on the surface of the ZnO-CaO catalyst was examined by infrared spectroscopy method. It has been shown that water vapor at low temperatures is adsorbed on the catalyst surface in the molecular form, while at higher temperatures it is adsorbed in the dissociative form. Co-transformation reactions of ethanol with acetic acid, acetaldehyde with ethylene, and acetaldehyde with acetic acid have been studied. The obtained results indicated that acetone is formed mainly through the stage of complexation of acetaldehyde with ethylene. The isomerization reaction of 1-butene to 2-butene has been investigated. It was found that the yield of cis-2-butene in the absence of water vapor is higher, likely attributed to the molecular adsorption of water on Lewis centers. Based on these findings, a scheme for the vapor-phase conversion of ethanol into acetone on the studied catalysts was formulated.

PL

Głównym produktem konwersji etanolu do acetonu na katalizatorze ZnO-CaO jest aceton, którego wydajność silnie zależy od składu środowiska reakcji. W obecności tlenu znacznie wzrasta wydajność produktów destrukcyjnego i całkowitego utlenienia. Natomiast w obecności pary wodnej wzrasta selektywność i konwersja etanolu. Dlatego konwersja etanolu jest etapem ograniczającym w całym procesie, który określa selektywność konwersji etanolu do acetonu. W związku z tym celowe wydawało się zbadanie wpływu domieszek wody do strefy kontaktu. Jak wykazały doświadczenia, dodatek wody miał istotny wpływ na konwersję, selektywność i wydajność acetonu na katalizatorze ZnO-CaO. Wraz ze wzrostem ciśnienia cząstkowego pary wodnej wzrasta konwersja etanolu i wydajność acetonu, podczas gdy wydajność dwutlenku węgla maleje. Spadek dwutlenku węgla jest związany nie tylko z hamowaniem konwersji etanolu do CO2. W niniejszej pracy metodą spektroskopii w podczerwieni badano adsorpcję pary wodnej i amoniaku na powierzchni katalizatora ZnO-CaO. Wykazano, że para wodna w niskich temperaturach jest adsorbowana na powierzchni katalizatora w postaci cząsteczkowej, natomiast w wyższych temperaturach jest adsorbowana w postaci dysocjacyjnej. Zbadano reakcje kotransformacji etanolu z kwasem octowym, aldehydu octowego z etylenem i aldehydu octowego z kwasem octowym. Uzyskane wyniki wykazały, że aceton powstaje głównie na etapie kompleksowania aldehydu octowego z etylenem. Zbadano reakcję izomeryzacji 1-butenu do 2-butenu. Stwierdzono, że wydajność cis-2-butenu w nieobecności pary wodnej jest większa, co prawdopodobnie wynika z molekularnej adsorpcji wody na centrach Lewisa. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano schemat przemiany etanolu do acetonu w fazie gazowej na badanych katalizatorach.

3

Potential of ethanol and butanol in reducing deposits of SIDI engine injectors

Pielecha Ireneusz, Szwajca Filip, Stępień Zbigniew

Combustion Engines

|

2023

|

R. 62, nr 3

21--31

EN

The operation of conventional (hydrocarbon) fuels causes certain effects in the internal combustion engine. Despite the satisfactory efficiency of internal combustion engines, their fuel systems, particularly the injectors, are subject to constant fouling. The article analyzes the possibility of reducing the deposit of high-pressure gasoline injectors using the alcohol addition of ethanol and butanol. The study was conducted under the engine and non-engine conditions. Fuel injection timing was analyzed when fueling with different mixtures, and non-engine analyses were conducted to determine changes affecting the injectors. The results indicate the possibility of reducing injector hole coking using ethanol and butanol as a 20% additive to the base fuel.

4

Proces destylacji a możliwość przedostania się niebezpiecznych substancji do powietrza oraz metody ich detekcji i pomiaru

Wiercińska Patrycja, Cichowicz Robert

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 11

28--32

PL

Proces wytwarzania twardego alkoholu to branża o złożonym charakterze działań obejmujących różne maszyny zakładowe, surowce, produkty, operacje, półprodukty i emisje do środowiska, co wiąże się z wieloma związanymi z tym zagrożeniami. Produkcja alkoholu wiąże się z niebezpiecznymi oparami i innymi szkodliwymi czynnikami. Aby ochronić pracowników, firmy gorzelnicze muszą przyjmować proaktywne podejście w celu identyfikacji i łagodzenia zagrożeń, które wpływają na ich działalność. Jakość powietrza jest jednym z kluczowych czynników bezpośrednio wywierających wpływ na stan zdrowia każdego człowieka (skala oddziaływania jest uzależniona zarówno od wieku danego człowieka, jego zdrowia, miejsca zamieszkania/pracy, lokalizacji potencjalnych przemysłowych i indywidualnych źródeł zanieczyszczeń, warunków meteorologicznych, czy też uwarunkowań społeczno-gospodarczych). Zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego zostały sklasyfikowane przez międzynarodowe organizacje zdrowia jako czynniki odpowiadające za około 12% wszystkich zgonów na świecie (dane z 2019 roku). Skuteczne eliminowanie i ograniczanie czynników szkodliwych obecnych w powietrzu, takich jak: pary i gazy związków chemicznych, pyły, aerozole, czynniki mikrobiologiczne oraz czynniki fizyczne jest możliwe po równoczesnym dokonaniu oceny ich pochodzenia oraz zawartości ilościowej i jakościowej. Z tego powodu w tym opracowaniu postanowiono przeanalizować istniejące zagrożenia dotyczące jakości powietrza, a wynikające z procesu produkcji alkoholu oraz opisać wybrane metody stosowane w celu pomiaru i analizy jakości powietrza zewnętrznego.

EN

The process of making hard alcohol is an industry with its complex nature of activities involving various plant machineries, raw materials, products, operations, intermediates and environmental discharge has a number of associated hazards. Manufacturing alcohol is associated with dangerous fumes and other harmful factors. To protect employees distillery enterprises must take a proactive approach to identify and mitigate the unique exposures that affect their operations. Air quality is one of the key factors directly affecting the health of every human being (the scale of the impact depends both on the age of person, his health, place of residence/work, location of potential industrial and individual pollution sources, meteorological conditions, or socioeconomic conditions). As a result, pollution of the external air has been classified by the international organizations as factors responsible for about 12% of all deaths in the world (data from 2019). Effective elimination and reduction of harmful factors present in the air, such as: vapors and gases of chemical compounds, dusts, aerosols, microbiological agents and physical factors, is possible after the simultaneous assessment of their origin as well as their quantitative and qualitative content. For this reason, the existing threats resulting from the alcohol production process and selected methods used to measure and analyze the quality of outdoor air are discussed in this study.

5

Chemia znikającego alkoholu: Twoje ciało winowajcą czy ofiarą?

Kowalczuk Dominika, Brzózka Bartosz

Analit

|

2023

|

Nr 13

28--31

PL

Alkohol, dzięki swoim właściwościom stosowany jest jako popularna wśród społeczeństwa używka, należy jednak brać pod uwagę fakt możliwości pojawienia się nieprzyjemnych skutków jego działania na organizm w postaci kaca kolejnego dnia. Odpowiedzialny za to jest między innymi jeden z metabolitów alkoholu, a mianowicie aldehyd octowy. Jego poziom po spożyciu alkoholu etylowego jest zależny od naszego poziomu dehydrogenazy aldehydowej, w większości przypadków jest on za niski by nie odczuwać objawów kaca. Do typowych objawów tej przypadłości należą: zmęczenie, pragnienie, ból głowy, problemy ze snem, podrażnienie przewodu pokarmowego, problemy sensoryczne, problemy z nastrojem, pocenie i drżenie. Na intensywność kaca ma wpływ kilka czynników i to zarówno przed spożywaniem jak i po. Ale jedynym w stu procentach skutecznym sposobem jest nie picie alkoholu lub ograniczenie spożycia do absolutnego minimum. Pomimo tego, że istnieje kilka mitów o cudownych sposobach na kaca takich jak mocna kawa, zimny prysznic, kolejność picia alkoholi lub klin, to żaden z nich nie jest tak naprawdę skuteczny i co najwyżej łagodzi część objawów.

EN

Alcohol in our culture allows us to make friends, but do not overdo it because we can experience a hangover the next day. One of the metabolites of alcohol, namely acetaldehyde, is responsible for this. Its level after consuming ethyl alcohol depends on our level of aldehyde dehydrogenase, in most cases it is too low not to feel the symptoms of a hangover. Typical symptoms of this condition include fatigue, thirst, headache, sleep problems, gastrointestinal irritation, sensory problems, mood problems, sweating and tremors. Several factors affect the intensity of a hangover, both before and after eating. But the only one hundred percent effective way is not to drink alcohol or to limit consumption to the absolute minimum. Although there are several myths about hangover miraculous remedies such as strong coffee, cold showers, the order of drinking alcohols or wedges, none of them are really effective and only relieve some of the symptoms.

6

Wpływ butanolu lub butanolu i etanolu wprowadzonych do benzyny na właściwości przeciwstukowe paliw

Dybich Kornel, Łaczek Tomasz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 5

48--63

PL

Artykuł przedstawia ocenę wpływu butanolu, etanolu lub mieszaniny butanolu i etanolu wprowadzonych do benzyny na właściwości przeciwstukowe utworzonych paliw. Oznaczenie podczas badań stopnia zmian liczby oktanowej badawczej (LOB) i motorowej (LOM) w próbkach paliw badawczych zawierających różne stężenia butanolu lub mieszanin butanolu i etanolu, pozwoliły wskazać w oparciu o otrzymane wyniki optymalny poziom alkoholi w benzynach przy których zachowane są odpowiednie właściwości przeciwstukowe przygotowanych paliw, w odniesieniu do wymagań odpowiednich norm. Przeprowadzone badania pozwoliły również przedstawić pozytywny i negatywny wpływ alkoholi na jakość badanych paliw, pracę i eksploatację benzynowego silnika spalinowego.

EN

The article presents the possibilities of using the evaluation of the influence of butanol, ethanol or a mixture of butanol and ethanol introduced into gasoline on the anti-knock properties of the created fuels. The acquired knowledge and the presented conclusions will then be used to assess the utility potential of using butanol or a mixture of butanol and ethanol for gasoline as a pro-ecological component. During the tests, the determination of the degree of changes in the research octane number (LOB) and motor octane number (LOM) in test fuel samples containing different concentrations of butanol or a mixture of butanol and ethanol, based on the obtained results, allowed to indicate, based on the obtained results, the optimal level of alcohols in gasolines with the appropriate anti-knock properties of the prepared fuels with regard to the requirements of the relevant standards. The conducted research allowed also to present the positive and negative influence of alcohols on the quality of tested fuels, work and operation of a gasoline internal combustion engine.

7

Ethanol pool fire on a one-meter test tray – validation of CFD results

Cherbański Robert, Rudniak Leszek, Machniewski Piotr, Molga Eugeniusz, Tępiński Jarosław, Klapsa Wojciech, Lesiak Piotr

Chemical and Process Engineering

|

2022

|

Vol. 43, nr 1

23–-44

EN

The ethanol fire hazards will become more frequent due to the new established targets for the consumption of renewable energy sources. With this in mind, this paper aims to widen the current knowledge on CFD modelling of such a fire. As previous works rely heavily on the data of small pool fire diameters (below 1 m), this research deals with ethanol pool fire on a one-meter test tray, using our own experimental data. A mathematical model was developed and solved using a commercial CFD package (ANSYS Fluent). A new hybrid RANS-LES (SBES) model was employed to calculate turbulent stresses. Generally, the simulation results showed a good fit with the experimental results for flame temperatures at different elevations. In particular, a minor discrepancy was only observed for the top thermocouple (1.9 m above the tray). The flame heights computed with the CFD model were on average higher than the experimental one. Good agreement was observed for the radiative fraction and the axial temperature profile on the plume centreline. The latter showed an almost perfect fit between the temperature profiles obtained from CFD simulations and those calculated from the plume law for temperature.

8

Czym się strułeś tym się lecz - czy etanol jest odtrutką na zatrucie metanolem?

Spilkowski Mateusz, Orzechowska Oliwia

Analit

|

2022

|

Nr 11

25--28

PL

Od setek lat w życiu człowieka przeplata się alkohol, który był i jest spożywany w różnych formach. W życiu codziennym pod nazwą „alkohol” kryje się jeden związek - etanol [1, 2]. Jednak w aspekcie chemicznym alkohole tworzą liczną grupę substancji, a spożycie wielu z nich może spowodować poważny uszczerbek na zdrowiu a nawet doprowadzić do zgonu człowieka - do takich właśnie alkoholi należy metanol [2]. Porównując etanol do metanolu pod kątem budowy chemicznej, posiada on dodatkowo jedną grupę metylenową, ale nie jest możliwe organoleptyczne rozróżnienie tych dwóch związków. Podobieństwo w smaku i zapachu oraz brak barwy mogą spowodować omyłkowe spożycie alkoholu metylowego [2, 3]. W procesie rozkładu metanolu w ludzkiej wątrobie powstają inne metabolity niż w przypadku rozkładu etanolu co jest spowodowane wcześniej wspomnianą różnicą w budowie obu związków [1, 2, 4]. Metabolity powstałe w wyniku rozkładu alkoholu metylowego mogą powodować ostrą niewydolność nerek, uszkodzenie mięśnia sercowego i wątroby, całkowitą ślepotę, a nawet śmierć [2]. Osoby zatrute metanolem wymagają natychmiastowej pomocy medycznej, jednak pierwszą pomocą może stanowić alkohol etylowy - substancja psychoaktywna, uzależniająca, a w nadmiernych ilościach zagrażająca życiu [2-5].

EN

Alcohol has been intertwined in human life for hundreds of years and has been consumed in various forms. In everyday life, the name "alcohol" covers one compound - ethanol [1, 2]. However, from the chemical point of view, alcohols form a numerous group of substances, and consumption of many of them may cause serious damage to human health or death - methanol is one of such alcohols [2]. Comparing ethanol to methanol from the chemical structure point of view, ethanol has additionally one methylene group, but it is not possible to distinguish organoleptically between these two compounds. The similarity in taste and smell and the lack of colour may cause mistaken ingestion of methyl alcohol [2, 3]. In the process of methanol decomposition, different metabolites are formed in the human liver than in the case of ethanol decomposition, which is due to the previously mentioned difference in the structure of both compounds [1, 2, 4]. The metabolites formed by methyl alcohol decomposition can cause acute renal failure, myocardial and hepatic damage, total blindness, and even death [2]. Individuals poisoned by methanol require immediate medical attention, but ethyl alcohol, a psychoactive, addictive, and life-threatening substance in excessive amounts, may be the first aid [2-5].

9

Removal of cyclohexane and ethanol from air in biotrickling filters inoculated with Candida albicans and Candida subhashii

Rybarczyk Piotr, Marycz Milena, Szulczyński Bartosz, Brillowska-Dąbrowska Anna, Rybarczyk Agnieszka, Gębicki Jacek

Archives of Environmental Protection

|

2021

|

Vol. 47, no. 1

26--34

EN

This paper presents investigations on the removal of cyclohexane and ethanol from air in polyurethane- -packed biotrickling filters, inoculated with Candida albicans and Candida subhashii fungal species. Results on process performance together with flow cytometry analyses of the biofilm formed over packing elements are presented and discussed. The results indicate that the presence of ethanol enhances the removal efficiency of cyclohexane from air. This synergistic effect may be attributed to both co-metabolism of cyclohexane with ethanol as well as increased sorption efficiency of cyclohexane to mineral salt medium in the presence of ethanol. Maximum elimination capacities of 89 g m-3 h-1 and 36.7 g m-3 h-1 were noted for cyclohexane and ethanol, respectively, when a mixture of these compounds was treated in a biofilter inoculated with C. subhashii. Results of flow cytometry analyses after 100 days of biofiltration revealed that about 91% and 88% of cells in biofilm remained actively dividing, respectively for C. albicans and C. subhashii species, indicating their good condition and ability to utilize cyclohexane and ethanol as a carbon source.

PL

W pracy przedstawiono badania nad usuwaniem cykloheksanu i etanolu z powietrza w boifiltrach zraszanych, wypełnionych pianką poliuretanową, zasiedloną grzybami z gatunku Candida albicans i Candida subhashii. Przedstawiono i omówiono wyniki dotyczące wydajności procesu (na podstawie pomiarów techniką chromatografii gazowej) wraz z wynikami cytometrii przepływowej dla utworzonego biofilmu. Uzyskano wartości zdolności usuwania, wynoszące około 89 g m-3 h-1 i 36.7 g m-3 h-1, odpowiednio dla cykloheksanu i etanolu, gdy te związki jednocześnie poddawano procesowi biofiltracji w biofiltrze zaszczepionym Candida subhashii. Wyniki wskazują, że obecność etanolu powoduje zwiększenie skuteczności usuwania cykloheksanu z powietrza. Wzrost skuteczności usuwania z powietrza cykloheksanu w obecności etanolu może wynikać z polepszonego metabolizmu cykloheksanu w takich warunkach oraz z ograniczenia bariery dla przenikania masy, wskutek lepszych właściwości sorpcyjnych cieczy zraszającej wobec cykloheksanu w obecności etanolu.

10

Relative Change in SI Engine Performance Using Hydrogen and Alcohol as Fuel Supplements to Gasoline

Yamin Jehad A.A., Sheet Eiman Ali Eh, Rida Khalid S.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 1

144--145

EN

A simulation study on the effect of hydrogen and ethanol addition as supplementary fuel for gasoline engine at lean mixture (equivalence ratio ϕ = 0.8) was carried out to reduce the gasoline share in the mixture, thus reducing the fuel consumption and harmful emissions. The effect of supplementary fuels on engine performance, emissions, and availability was investigated. This was done by changing the ratio between gasoline and the supplementary fuels in the fuel mixture to achieve the required equivalence ratio. The first part of the simulation consisting of the performance and emissions calculated using the first law, was conducted for all engine speeds. The second part consisting of an availability analysis was conducted at the rated speed of 2750 rpm. The simulation study was conducted using the data obtained from measurements of Ricardo E6/T engine parameters (variable compression ratio engine). The data was also used to verify the models. The study shows that the hydrogen addition reduced the carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO2) share at the lean mixture. The hydrogen addition significantly improved the heat release rate compared with pure gasoline; however, the heat released was close to the top dead center due to its fast burning speed. The ethanol addition improved the first law performance of the engine, e.g., power and efficiency; however, at the cost of increased heat loss. It also improved the indicated work availability in comparison with the addition of hydrogen.

11

Biofuels – towards objectives of 2030 and beyond

Łukasik Rafał M.

Acta Innovations

|

2021

|

no. 39

32--40

EN

The European (and global) energy sector is in a process of profound transformation, making it essential for changes to take place that influence energy producers, operators, and regulators, as well as consumers themselves, as they are the ones who interact in the energy market. The RED II Directive changes the paradigm of the use of biomass in the heat and electricity sectors, by introducing sustainability criteria with mandatory minimum greenhouse gas (GHG) emission reductions and by establishing energy efficiency criteria. For the transport sector, the extension of the introduction of renewables to all forms of transport (aviation, maritime, rail and road short and long distance), between 2021-2030, the strengthening of energy efficiency and the strong need to reduce GHG emissions, are central to achieving the national targets for renewables in transport, representing the main structural changes in the European decarbonisation policy in that sector. It is necessary to add that biomass is potentially the only source of renewable energy that makes it possible to obtain negative GHG emission values, considering the entire life cycle including CO2 capture and storage. Hence, this work aims to analyse the relevance of biomass for CHP and in particular, the use of biomass for biofuels that contribute to achieving carbon neutrality in 2050. The following thematic sub-areas are addressed in this work: i) the new environmental criteria for the use of biomass for electricity in the EU in light of now renewable energy directive; ii) current and emerging biofuel production technologies and their respective decarbonization potential; iii) the relevance or not of the development of new infrastructures for distribution renewable fuels, alternatives to the existing ones (biomethane, hydrogen, ethanol); iv) the identification of the necessary measures for biomass in the period 2020-2030.

12

Zastosowanie pakietu programów CHEMCAD do projektowania i optymalizacji instalacji oczyszczania etanolu

Krzywda Roman, Gierycz Paweł

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 3

406--411

PL

Pakiet programów CHEMCAD zastosowano do zaprojektowania linii oczyszczania etanolu. Jej głównymi aparatami były wyparka oraz kolumna rektyfikacyjna. Obliczenia przeprowadzono dla instalacji otrzymywania alkoholu etylowego o zadanym stężeniu. Proces technologiczny polegał na wprowadzeniu surówki zawierającej wodę, etanol oraz związki chemiczne o małej prężności pary nasyconej w warunkach normalnych do wyparki pracującej pod obniżonym ciśnieniem, w której następowało oddestylowanie etanolu i części wody (para). Opary z wyparki były następnie sprężane do ciśnienia atmosferycznego i kierowane do chłodnicy, w której następowało ich schłodzenie i skroplenie. Otrzymaną w ten sposób ciekłą mieszaninę kierowano do kolumny rektyfikacyjnej pracującej pod normalnym ciśnieniem, w której następowało rozdzielenie mieszaniny na etanol (o odpowiednim stężeniu) i wodę (zawierającą alkohol etylowy o małym stężeniu). Tak zaprojektowana instalacja została następnie zoptymalizowana (dwa warianty) ze względu na oszczędność energii. Otrzymano szczegółowe dane dotyczące wielkości, składu i parametrów strumieni w badanych instalacjach (3 linie produkcyjne) oraz nakładów energetycznych koniecznych do poniesienia w każdej z nich. Badania pokazały duże możliwości obliczeniowe i optymalizacyjne programu CHEMCAD.

EN

A plant for the sepn. of EtOH (90% purity) from its. aq. soln. was designed. The plant consisted of an evaporator and a rectification column. The feed stream contained H₂O, EtOH as well as non-volatile and low-volatile chem. compds. The non-random two-liqs. (NRTL) equation was used to describe the EtOH-H₂O equil. The whole technol. process was based on the assumption that the feed stream was directed into evaporator under reduced pressure, where EtOH and some H₂O were distilled off. The vapors were compressed to the ambient pressure, condensed and directed to the rectification column. The design was optimized for energy consumption.

13

Potencjał użytkowo-eksploatacyjny butanolu jako paliwa alternatywnego do zasilania silników ZI

Stępień Zbigniew

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 2

126--135

PL

Coraz bardziej surowe przepisy w zakresie ograniczania szkodliwych składników spalin emitowanych przez silniki spalinowe wymuszają konieczność stosowania na coraz szerszą skalę paliw alternatywnych. Biorąc pod uwagę te wymagania, alkohole stanowią atrakcyjną alternatywę jako komercyjnie wykorzystywane paliwa, w tym zarówno jako paliwa samoistne, jak i w mieszankach z benzyną lub olejem napędowym. Stosowanie paliw alkoholowych może być jednym z istotnych czynników przyczyniających się do ograniczenia emisji szkodliwych składników spalin do atmosfery – pod warunkiem dobrej znajomości właściwości paliw i ich optymalnego wykorzystania. Etanol i butanol są alkoholami uważanymi za najbardziej perspektywiczne biokomponenty do obecnie stosowanych paliw konwencjonalnych. Odznaczają się one korzystnymi właściwościami użytkowo-eksploatacyjnymi i proekologicznymi, pozwalającymi zmniejszyć udział paliw węglowodorowych do zasilania silników, jak i ograniczyć emisję składników szkodliwych do atmosfery, w tym CO2. Dotychczas zdecydowanie większe zastosowanie znalazł etanol, mieszany w różnych proporcjach z benzyną i w wielu krajach powszechnie stosowany do zasilania silników ZI. Wynika to prawdopodobnie ze znacznie większej liczby prac badawczych o znaczeniu poznawczym oraz utylitarnym, które pozwoliły na wcześniejsze i szersze wykorzystanie etanolu jako samodzielnego paliwa lub domieszki do paliwa. Jednak w mieszaninach z benzyną, stosowanych jako paliwa do silników ZI, butanol wykazuje kilka istotnych zalet w porównaniu z etanolem. Butanol jest znacznie mniej higroskopijny, lepiej mieszalny z benzyną i ma większą wartość opałową, co przekłada się na mniejsze zużycie paliwa. Gdy butanol jest mieszany z benzyną, jego blendingowa prężność par jest mniejsza niż w przypadku etanolu, co ułatwia spełnienie wymagań normy EN 228. Największe wady butanolu w stosunku do etanolu w zastosowaniu do paliw stanowiących mieszanki z benzyną to mniejsza wartość liczby oktanowej i mniejsze ciepło parowania oraz większa gęstość i lepkość, co może przyczyniać się do większej względem etanolu skłonności do tworzenia szkodliwych osadów, zarówno w obszarze układu wtrysku paliwa, jak i silnika. W sumie butanol ma większy potencjał w porównaniu do etanolu w zakresie właściwości użytkowo-eksploatacyjnych w zastosowaniu do mieszanek paliw benzynowoalkoholowych do silników ZI.

EN

Increasingly stricter rules apply to the protection of the environment, including reduction of emissions of noxious car engine exhaust fumes, enforce necessary the use of alternative fuels on an increasingly wider scale. Taking into account these requirements alcohols constitute an attractive alternative as a commercially used fuels including both as selfcontained fuels as well as in blends with petrol or diesel oil. Application of the alcohol fuels may be an important factor that will help to cut emissions from the transport sector, provided good knowledge of fuel performances and optimal use of them. Ethanol and butanol are the alcohols which are considered to be the most promising biocomponents to the currently used conventional fuels. They have many varied and positive exploitation properties as well as proecological which allow to reduce share of hydrocarbon fuels to power IC engines and reduce harmful emissions as well greenhouse gases into the atmosphere. So far, ethanol was applied more widespread, mixed with petrol in variable proportions and in many countries used to power the SI engines. This is probably due to the substantially more quantities of research of cognitive and utilitarian meaning which allowed earlier and wider utilization of the ethanol as a selfcontained fuel or blending component. However in blends with petrol, used as a fuels for SI engines, butanol shows a few significant advantages in comparison with ethanol. Butanol is significantly less hygroscopic, better miscible with petrol and characterised with higher calorific value which contributes to lower fuel consumption. Once the butanol is mixed with petrol its blending vapour pressure is lower than that of the ethanol making easier conformity with the standard EN 228. The most significant disadvantageous of the butanol in comparison with ethanol in application to fuels designed as a petrol blends is lower octane number and lower heat of vaporization as well as higher density and viscosity which, in turn, may lead to higher against ethanol tendencies to create harmful deposits both in the area of engine as well as in the fuel injection system. In brief butanol has greater potential against ethanol as regards the performance characteristics in the case of petrol-alcohol blends designed for SI car engines.

14

Effects of combustion products composition models on the exergetic analysis of spark-ignition engine fuelled with ethanol

Rufino Caio H., de Lima Alessandro J. T. B., Mattos Ana P., Allah Fazal U. M., Ferreir Janito V., Gallo Waldyr L. R.

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no 3

27--42

EN

The engine simulations have become an integral part of engine design and development. They are based on approximations and assumptions. The precision of the results depends on the accuracy of these hypotheses. The simplified models of frozen composition, chemical equilibrium and chemical kinetics provide the compositions of combustion products for engine cycle simulations. This paper evaluates the effects of different operating conditions and hypotheses on the exergetic analysis of a spark-ignition engine. The Brazilian automotive market has the highest number of flex-fuel vehicles. Therefore, a flex-fuel engine is considered for simulations in order to demonstrate the effects of these different hypotheses. The stroke length and bore diameter have the same value of 80 mm. The in-cylinder irreversibility is calculated for each case at the closed part of the engine cycle. A comparative analysis of these hypotheses provides a comprehensive evaluation of their effects on exergetic analysis. Higher values of accumulated irreversibility are observed for the oversimplified hypothesis.

15

Project of laboratory rectification column for periodic work

Jamróz J., Jankowski D.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 3

67--77

EN

The paper presents a project of a rectification column working periodically for the production of ethyl alcohol. The project contains an assumption of a steady concentration of the distillate. Thee range of change in the reflux from 1.7 to 13 required to obtain that concentration was calculated. With 50 litres of feed containing 9 mol % ethanol, about 10 litres of distillate was obtained, which has 70 mol % ethanol. Ceramic Raschig rings with a diameter of 15 mm, which, in a column, occupy a height of 0.5 m, were used. The height of the entire column was 0.67 m.

PL

W artykule przedstawiono projekt kolumny rektyfikacyjnej pracującej okresowo do otrzymywania alkoholu etylowego. W projekcie założono stałe stężenie destylatu i wyznaczono zakres zmiany liczby powrotu od 1,7 do 13, konieczny do jego otrzymania. Z 50 litrów surówki zawierającej 9% mol. etanolu uzyskano ok. 10 litrów destylatu o stężeniu 70% mol. Jako wypełnienie zastosowano ceramiczne pierścienie Raschiga o średnicy 15 mm, które zajmują w kolumnie wysokość 0,5 m. Natomiast wysokość całej kolumny, jest równa 0,67 m.

16

Modyfikacja układu zasilania i układu zapłonowego silnika benzynowego w celu zasilania etanolem

Hebzda M.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 1

27--31

PL

W pracy ujęto niezbędne elementy wymagane do zmiany gaźnikowego układu zasilania, przystosowanego do benzyny, na zasilanie wtryskowe etanolem. Obliczono moment bezwładności koła zamachowego, tak by silnik pracował z wymaganą równomiernością biegu po zwiększeniu stopnia sprężania. Przedstawiono różnicę w poborze ciepła przez etanol oraz benzynę. Skupiono się głównie na problemie niedogrzewania się silnika, spowodowanym własnościami charakterystycznymi alkoholu etylowego. W celu pozyskania ciepła niezbędnego do odparowania paliwa połączono układ dolotowy z kolektorem wydechowym w taki sposób, aby część ciepła, które zostało przekazane, pomagała w ogrzewaniu powietrza zasysanego przez silnik. Przedstawiono wyniki zastosowanych modyfikacji. Doświadczalnie dobrano optymalne warunki pracy silnika.

EN

The article contains necessary elements required for changing the carburetor system, adapted for gasoline to ethanol fuel injection. The moment of inertia of the flywheel was calculated so that the engine worked with the required uniformity, after increasing the compression ratio. The difference in heat consumption of ethanol and gasoline was presented. The article focused mainly on the problem of engine not achieving the proper temperature of work due to the characteristic properties of ethyl alcohol. In order to obtain the heat required to evaporate the fuel, the intake manifold and the exhaust manifold were connected in such a way that a portion of the heat is transferred to assist in heating the air sucked by the engine. The results of applied modifications are presented. The engine operating conditions were chosen experimentally.

17

The effect of fuel oxygen content on ignition delay and combustion of a turbocharged CRDI diesel engine

Labeckas G., Slavinskas S., Pauliukas A.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

119--126

EN

The article presents the effects caused by the variation of fuel-oxygen mass content and widely differing chemical and physical properties of a fossil diesel (DF) and hydrotreated renewable diesel (HRD) fuel blends involving ethanol (E) or biodiesel (B) on ignition delay, combustion phenomenon, heat release characteristics, and maximum in-cylinder pressure of a turbocharged CRDI diesel engine. The diesel-HRD fuel blends (12 in total) involving anhydrous (200 proof) ethanol OE0-OE5 or rapeseed biodiesel OB0-OB5 in such proportions by mass to assure a wide range of the variation of fuel-bound oxygen mass fraction 0-4.52 wt% (CN = 55.5) were tested for relative air-fuel ratios, λ = 1.30, 1.25 and 1.20, at the respective speeds of 1500, 2000, and 2500 rpm. Analysis of changes in the ignition delay, combustion history, and the peak in-cylinder pressure produced by using purposely designed fuel blends was performed on comparative bases with the corresponding values measured with ‘base-line’ blends OE0 or OB0 to reveal the potential developing trends. It was found that the reasonably higher fuel oxygen content improved combustion, boosted heat release rates, and shortened burn angle MBF 90, when running mainly at the high engine speed of 2500 rpm. Experiments revealed that fuel-oxygen mass content should be neither too high nor too low, but just enough to assure complete combustion and a low coefficient of the cyclic variation (COV) of operational parameters.

PL

Artykuł przedstawia wpływ zmian proporcji masowych paliwo-tlen oraz znacznie różniących się właściwościami chemicznymi i fizycznymi oleju napędowego (DF) oraz hydrorafinowanych mieszanek oleju napędowego (HRD) oraz etanolu (E) i biodiesla (B), na opóźnienie samozapłonu, zjawisko spalania, charakterystykę oddawania ciepła oraz maksymalne ciśnienie w cylindrze turbodoładowanego silnika o ZS typu CRDI. Przebadano mieszanki paliwowe: olej napędowy - HRD (łącznie 12), w tym bezwodny etanol OE0-OE5 (próba 200) oraz biodiesel OB0-OB5 na bazie rzepaku w takich proporcjach masowych, aby zapewnić szeroki zakres zmian zawartości masowej tlenu związanego w paliwie w zakresie 0-4,52% (CN = 55,5), dla względnego współczynnika nadmiaru powietrza λ = 1,30, 1,25, 1,20 przy prędkościach obrotowych 1500, 2000 oraz 2500 obr./min. Przeprowadzono analizę porównawczą opóźnienia samozapłonu, sprawności spalania oraz szczytowego ciśnienia wytworzonego wewnątrz cylindra, przy zasilaniu celowo opracowanymi mieszankami paliwowymi, w odniesieniu do odpowiednich wartości zmierzonych dla mieszanek „bazowych” OE0 i OB0, aby wykryć potencjalny trend zmian. Stwierdzono, że odpowiednio wyższa zawartość tlenu w paliwie poprawiła spalanie, podniosła sprawność cieplną oraz zmniejszyła kąt spalania MBF 90, głównie przy pracy na wysokich obrotach 2500 obr/min. Eksperymenty pokazały, że proporcja masowa paliwo-tlen nie powinna być ani zbyt niska, ani zbyt wysoka, ale wystarczająca, by zapewnić całkowite spalanie oraz niski współczynnik zmian cyklicznych (COV) parametrów eksploatacyjnych.

18

Studium badań samochodu osobowego zasilanego paliwem etanolowym E85

Gis M.

Transport Samochodowy

|

2017

|

z. 3

83--95

PL

Paliwa alternatywne stanowią coraz większą część paliw na rynku motoryzacyjnym. Wśród paliw alternatywnych bardzo istotnymi są paliwa odnawialne, umożliwiające zmniejszenie globalnej emisji dwutlenku węgla. Jednym z pomysłów w tym zakresie jest wykorzystanie etanolu (EtOH, C2H5OH) w postaci paliwa etanolowego E85, czyli mieszanki etanolu oraz benzyny silnikowej w stosunku 85:15. W związku z możliwością szerszego wykorzystania tego paliwa, niektórzy producenci pojazdów stworzyli odmiany swoich pojazdów o nazwie FlexiFuel. Ten skrót oznacza możliwość zasilania silnika pojazdu etanolem czy bioetanolem. Aby ocenić emisyjność samochodu zasilanego tego typu paliwem przeprowadzone zostały badania w rzeczywistych warunkach ruchu drogowego na samochodzie osobowym przystosowanym do zasilania ww. paliwem. Do badań wykorzystano paliwo etanolowe E85. Badania zostały przeprowadzone w rzeczywistych warunkach ruchu drogowego, w centrum Warszawy. Wybór trasy badawczej w centrum dużego miasta był uzasadniony faktem intensywniejszego wykorzystywania samochodów osobowych w warunkach miejskich, w tym samochodów typu FlexiFuel. Natomiast sama trasa przejazdowa została wybrana tak, aby była w miarę reprezentatywna dla ruchu samochodów w Warszawie.

EN

Alternative fuels represent an increasing share of fuel in the automotive market. Alternative fuels are very important for renewable fuels to reduce the global emission of CO2. One of the ideas in this regard is the use of ethanol (EtOH, C2H5OH) as ethanol fuel E85 is ethanol and engine gasoline in 85:15. As a result of the increased use of this fuel, some vehicle manufacturers have created variants of their vehicles called FlexiFuel. This acronym stands for the ethanol engine or bioethanol engine. In order to assess the emissivity of a car powered by this type of fuel, real road traffic conditions were tested on a passenger car adapted to the above mentioned fuel. Ethanol E85 fuel was used. The research was conducted in real traffic conditions, in the center of Warsaw. The selection of a research route in the center of a large city was justified by the increased use of passenger cars in urban areas such as FlexiFuel vehicle. On the other hand, the route itself was chosen so that it was as representative of the car traffic in Warsaw.

19

Sensitivity of tetracene layer as an effect of entanglement

Kania S., Kościelniak-Mucha B., Kuliński J., Słoma P., Wojciechowski K.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2017

|

Vol. 38

45--51

EN

Application of the method of quantum-mechanical calculations allowed for studies of variability of interactions between molecules of ethanol and tetracene. Entanglement of quantum states is seen during calculations in two ways: as a change of electric dipole moment and as an increase of the basis set superposition error (BSSE) with decreasing distance between molecules under study. There are observed the dependences of the total energy of the system due to the mutual arrangement of the long axes of the molecules and due to the orientation of the bond of the oxygen atom to the carbon atom with respect to the plane of benzene skeleton of tetracene molecule.

PL

Zastosowanie metod obliczeń kwantowo-mechanicznych umożliwiło badanie zmienności oddziaływań pomiędzy cząsteczkami etanolu i tetracenu. Obecność splątania kwantowego stanów kwantowych widziana jest podczas obliczeń na dwa sposoby - jako zmiana momentu dipolowego i jako narastanie błędu superpozycji bazy (BSSE), gdy odległość między badanymi cząsteczkami maleje. Obserwowane są zależności całkowitej energii układu zależnie od chwilowego wzajemnego ustawienia długich osi cząsteczek, jak też i orientacji wiązania atomu tlenu z węglem w etanolu względem płaszczyzny szkieletu benzenowego cząsteczki tetracenu.

20

Formuły paliw etanolowych – wpływ na właściwości eksploatacyjne

Pałuchowska M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 9

668--674

PL

We wstępie artykułu przedstawiono przyczyny zmian formuł paliw do silników o zapłonie iskrowym, którymi są działania państw i społeczeństw w kierunku ograniczania szkodliwych substancji pochodzących ze spalania paliw oraz uzależnienia od dostaw ropy naftowej. Następnie omówiono rodzaje formuł paliw etanolowych do silników o zapłonie iskrowym, które obecnie są produkowane na świecie. W dalszej części artykułu zaprezentowano zmiany chemicznej formuły paliw do silników o zapłonie iskrowym, w której część węglowodorów jest zastępowana etanolem i/lub eterem etylowo-tert-butylowym. Następnie przedstawiono własne wyniki badań w zakresie wpływu paliw etanolowych na parametry charakteryzujące lotność, która ma bezpośredni wpływ na właściwości eksploatacyjne. W końcowej części pracy zaprezentowano przegląd badań europejskich w zakresie wpływu lotności paliw etanolowych na właściwości eksploatacyjne pojazdu, takie jak emisje, praca silnika w warunkach niskich i wysokich temperatur otoczenia. Konkluzją wynikającą z uzyskanych wyników badań własnych i badań europejskich w zakresie zmian składu frakcyjnego benzyny bezołowiowej E10, kreowanych zawartością etanolu, jest to, że weryfikacja tych zmian w testach hamownianych na obecnej flocie pojazdów potwierdziła przygotowanie nowoczesnych konstrukcji tych pojazdów do bezproblemowej pracy z użyciem paliwa E10. Dalszych weryfikacji w badaniach silnikowych w tym zakresie wymaga paliwo o średniej zawartości etanolu (E20).

EN

In the introduction, the reasons for changing fuel formulas for spark ignition engines, which are the actions of states and societies, to reduce harmful substances from fuel combustion and dependence on oil supplies are presented. The types of ethanol fuels formulas for the spark ignition engines that are currently produced in the world are presented. Hereafter the changes in the chemical formula of fuels for spark ignition engines, in which a part of the hydrocarbons are replaced with ethanol and/or ethyl-tert-butyl ether, are presented. Then our own research results on the impact of ethanol fuels on the volatility, which has a direct influence on the performance characteristics was presented. The final section presents an overview of European research on the volatile effects of ethanol fuels on vehicle performance characteristics such as emissions, engine operation at low and high ambient temperatures. The conclusion resulting from the obtained results of our own research as well as European research on the changes of the unleaded petrol E10 distillation curve, created with ethanol content, is that the verification of these changes in the engine tests on the current fleet of vehicles, confirmed the preparation of modern vehicle designs for trouble-free operation on E10 fuel. Further verifications in the engine tests in this scope require fuel with an average ethanol content (E20).