RS64775B1 - Postupak za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja - Google Patents

Postupak za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja

Info

Publication number
RS64775B1
RS64775B1 RS20230974A RSP20230974A RS64775B1 RS 64775 B1 RS64775 B1 RS 64775B1 RS 20230974 A RS20230974 A RS 20230974A RS P20230974 A RSP20230974 A RS P20230974A RS 64775 B1 RS64775 B1 RS 64775B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
hydrogen
furnace
entry points
continuous
introduction
Prior art date
Application number
RS20230974A
Other languages
English (en)
Inventor
Duarte Silva Francisco Diogo Quintão
Meneses Moutinho E Henriques Gonçalo Paulo@Eduardo De
Bordado João Carlos Moura
Original Assignee
Utis Ultimate Technology To Industrial Savings Lda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Utis Ultimate Technology To Industrial Savings Lda filed Critical Utis Ultimate Technology To Industrial Savings Lda
Publication of RS64775B1 publication Critical patent/RS64775B1/sr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/06—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by mixing with gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/12—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for fuels in pulverised state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/042—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2900/00—Special features of, or arrangements for fuel supplies
    • F23K2900/05004—Mixing two or more fluid fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05001—Measuring CO content in flue gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05003—Measuring NOx content in flue gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

Opis
Okvir pronalaska
[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na procese sagorevanja sa kontinualnim sagorevanjem, bilo da se odvijaju u motorima, komorama ili čak konvencionalnim industrijskim pećima.
[0002] Treba napomenuti da proces sagorevanja uključuje skup reakcija radikalnog mehanizma, tj. sa rasprostranjenim vrstama poznatim kao slobodni radikali, koje se pojavljuju istovremeno i generalno sagorevanje će biti najpotpunije što je veći prosečan sadržaj prisutnih slobodnih radikala. Poznato je da gasovita goriva ili ona sa lakim isparavanjem lako sagorevaju, sa umerenim stehiometrijskim viškom vazduha, ali za čvrsta goriva, čak i ako su prethodno samlevena, neophodno je raditi sa većim viškom vazduha.
[0003] Sagorevanje vodonika u O2se dešava veoma brzo, u veoma samoubrzanom i veoma egzotermnom procesu koji se makroskopski pretvara u eksploziju, pri čemu se isto dešava u vazduhu (oko 21% O2). Brzina širenja talasa eksplozija vodonika je mnogo veća od eksplozije uobičajenih goriva, izazivajući stvaranje visokih koncentracija radikala, obezbeđujući potpunije sagorevanje ostalih prisutnih goriva.
[0004] O ovom potpunijem sagorevanju svedoči smanjenje nivoa ugljovodonika u gasovitom efluentu, kao i smanjenje nivoa ugljen monoksida. Nivoi NO2 su promenljivi i zavise više od brojnih faktora kao što su priroda korišćenog goriva, geometrija peći, a posebno prisustvo „vrućih tačaka“ koje su rezultat preferencijalne ventilacije.
[0005] Specificirajući slučaj konvencionalnih peći, poznato je da se mešavina sirovina, prethodno samlevenih, doprema, često u suprotnom toku od efluentnih gasova iz peći u sistem koji omogućava predgrevanje dovoda peći, ali takođe omogućava da se značajno smanje nivoi nekih zagađivača gasovitih efluenta. U cevastoj peći obloženoj iznutra vatrostalnim slojevima, prosečno vreme zadržavanja gasova je mnogo niže od prosečnog vremena zadržavanja čestične materije.
[0006] U toplotnoj ravnoteži peći moramo uzeti u obzir endotermne procese, posebno „gubitak ugljenika“ i latentnu toplotu fuzije faza „topljenja“, kao i toplotne gubitke različite prirode, posebno u oblastima sa manje toplotne izolacije multiciklona.
[0007] Predmetni pronalazak uvodi u proces sagorevanja sa neprekidnim sagorevanjem male količine vodonika (ili u prvobitno formiranoj HHO smeši) u oblasti sagorevanja čvrstog goriva, dovodeći u stanje tehnike neočekivani tehnički efekat postojanog smanjenja potrošnje goriva i emisija.
Stanje tehnike pronalaska
[0008] U trenutnom tehničkom stanju primene vodonika u optimizaciji motora sa unutrašnjim sagorevanjem, možemo da izdvojimo patentnu prijavu PCT/PT2015/000043, koja se odnosi na postupak za povećanje efikasnosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem, pri čemu vodonik u ovom procesu ne deluje kao gorivo, već pre kao optimizator parametara sagorevanja u obliku oksidansa koji se doprema u motor zajedno sa vazduhom.
[0009] Takođe se možemo pozvati na sledeće dokumente, kao najbliže stanje tehnike pronalaska:
• "Experimental and Numerical of the effects of hydrogen addition on the laminar structure of methane-nitrogen's jet in hot co-flow under MILD conditions", International Journal of Hydrogen Energy 38, 13802-13811 (2013), A. Sepman. i saradnici – stavlja na uvid javnosti sagorevanje u MILD uslovima to jest u uslovima laminarnog protoka sa razblaženjem kiseonika. U dokumentu se navodi da u ovim „MILD“ („BLAGIM“) uslovima „BLAGO“ možemo dobiti sagorevanje bez plamena, što se u engleskoj terminologiji naziva „bezplamensko sagorevanje“, a na portugalskom će označavati „sem chama“ ili jednostavno užareno. Predmetni pronalazak se razlikuje od ovog dokumenta, kada radi u uslovima drastično drugačijim, sa konvencionalnim viškom vazduha i konvencionalnim gorionicima kontinualnih peći, kao na primer peći za proizvodnju cementa. Takođe, što se tiče korišćenih uslova nivoi vodonika se drastično razlikuju, jer se bilo u probnom delu dokumenta, bilo na strani 13804, pokazuje da se vodonik koristi kao gorivo, i to u uslovima u kojima je moguće uzeti u obzir stehiometriju (npr. reakcija R3 objašnjena na navedenoj stranici). U predmetnom pronalasku, sadržaji vodonika su desetine puta manji, pa su rezultati neočekivani i mogu se objasniti samo bržim širenjem plamena;
• GB 2089964 A - razotkriva proces sagorevanja koji koristi gorionik sa kontinualnim ili pulsnim ubrizgavanjem sa formiranjem plazme u komori za sagorevanje, čime se razlikuje od predmetnog pronalaska koji koristi konvencionalni gorionik, za izazivanje konvencionalnog plamena i odvojeno, duž peći, uvođenje vodonika je u količinama u tragovima (daleko od stehiometrije);
JPH07190371 stavlja na uvid javnosti gasnu turbinu gde se male količine vodonika ili drugih aditiva injektiraju i reaguju sa ugljovodoničnim radikalima kako bi se smanjilo stvaranje oksida azota generisanih sagorevanjem goriva.
[0010] Predmetni pronalazak se razlikuje od stanja tehnike uvođenjem malih količina vodonika u oblast neprekidnog sagorevanja goriva, što će povećati efikasnost sistema kontinualnog sagorevanja, omogućavajući smanjenje njegovog uticaja na životnu sredinu. Vodonik se proizvodi reakcijom elektrolize u elektrohemijskoj ćeliji.
Detaljan opis pronalaska
[0011] Proces za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja koji je cilj predmetnog pronalaska je nestehiometrijski i poželjno se odvija u peći sa kontinualnim sagorevanjem. U ovom procesu, vodonik se koristi kao agens ponovnog paljenja da bi se pospešilo potpunije sagorevanje goriva, a vodonik se uvodi u vazduh koji se doprema u komoru za neprekidno sagorevanje u različitim mogućim tačkama, razborito odabranim u peći za sagorevanje, posebno u tačkama gde postoji pojava pneumatskog transporta samo užarenih čestica.
[0012] Da bi se postigao cilj predmetnog pronalaska biće neophodno definisati sledeće karakteristike:
• tačke/ulaze gde vodonik mora da se uvede u komoru gde se dešava sagorevanje;
• kako se uvodi vodonik: pritisak i učestalost;
• opseg proporcija vodonika.
[0013] Lokacije ulaza vodonika mogu se napraviti na različitim mestima, bilo u vazdušnom transportu goriva u svom najjednostavnijem obliku, ili poželjno u tačkama gde će profil temperature u kvazi stacionarnom stanju omogućiti trenutno samopaljenje vodonika kako bi se sprečila akumulacija. Ovaj temperaturni profil se može odrediti optičkim pirometrima, ili merenjem temperature spoljne površine peći duž njene dužine, i dobiti izračunavanjem vrednosti provodljivosti i disipacije zračenja.
[0014] Poželjno je da se tačke ulaza vodonika nalaze duž dužine reaktora na udaljenosti većoj od unutrašnjeg poluprečnika tela peći (r), ali manjoj od njegove polovine dužine. Još jedan poželjan oblik, tačke ulaza vodonika se nalaze duž dužine reaktora na rastojanjima prema unutrašnjosti tela peći (r) između 2r i 16r i između 2r i 6r.
[0015] Pravi deo peći je eliptičan, kvadratni, pravougaoni ili trapezoidni, a tačke ulaza vodonika se nalaze duž dužine reaktora na rastojanjima većim od hidrauličkog radijusa, definisano na uobičajen način za izračunavanje Rejnoldsovog broja i naknadno određivanje koeficijenta trenja.
[0016] Rejnoldsov broj je bezdimenzionalni parametar koji je od posebnog značaja u mehanici fluida koji se izračunava po sledećoj formuli:
Re = u.ro d/miu, gde:
U-je prosečna vrednost brzine fluida;
Ro-je gustina fluida;
d-je linearni karakterističan parametar;
Miu- je prosečna viskoznost fluida.
[0017] Uvođenje vodonika može se vršiti kontinuirano u odabranim tačkama ubrizgavanja, ili diskontinuirano, kako bi se smanjila potrebna količina vodonika, pri čemu je sličan krajnji rezultat. Ovaj diskontinualni oblik se može obaviti u pulsnom obliku. Tako se prijem poželjno vrši diskontinuirano na jednoj ili više tačaka kroz cevi opremljene nepovratnim ventilom, kao i sistemom merenja doza i prekida. Ovo uvođenje vodonika mora da se vrši uvek sa pritiscima većim od maksimalnog pritiska koji postoji unutar komore za sagorevanje.
[0018] Treba da pojasnimo da je, u slučaju pulsnog napajanja, period između pulseva ubrizgavanja manji od prosečnog vremena boravka čvrstog materijala u peći, ali veći od vremena deflagracije vodonika koja se širi dok ne dođe do najdaljeg kraja peći i samim tim nedostaje simultanost za sprečavanje rezonantnih harmonika.
[0019] Uslovi rada u smislu fluksa gasa u peći, odgovaraju Rejnoldsovom broju koji premašuje 1,000, ali je manji od 10<8>, a tačke ulaza vodonika se nalaze duž dužine reaktora na rastojanjima većim od hidrauličkog radijusa definisanog na uobičajen način, ali uvek rastojanjima između njih iznad hidrauličkog radijusa definisanog na uobičajen način, za izračunavanje Rejnoldsovog broja i naknadno određivanje koeficijenta trenja. Poželjno, radni uslovi u smislu fluksa gasa u peći odgovaraju Rejnoldsovom broju između 10,000 i 10<7>, tj. uvek u uslovima turbulentnog kretanja, a ulazne tačke vodonika se nalaze duž dužine reaktora na rastojanjima većim od hidrauličkog radijusa koji je uobičajeno utvrđen, radi izračunavanja Rejnoldsovog broja i naknadnog određivanja koeficijenta trenja.
[0020] Količina vodonika koja se unosi u proces sagorevanja je, u poređenju sa glavnim gorivom, između 0.001 i 0.1% (v/V) ukupne zapremine gasova. Imajte na umu da se kontrola uvođenja vodonika vrši kaskadno, u zavisnosti od sadržaja isparljivih organskih jedinjenja i ugljen monoksida, merenih kontinuirano u smeši efluentnih gasova iz peći, kako bi se obezbedilo što je više moguće potpuno sagorevanje.
Ispitivanja izvedena na osnovu pronalaska
[0021] Preliminarni testovi sprovedeni na pilot peći omogućili su održavanje temperaturnog profila veoma sličnog uobičajenom, sa prosečnim smanjenjima dovoda goriva od 5% korišćenjem HHO smeše ubrizgane u sekundarni protok vazduha. Najpotpunije sagorevanje ostatka naftnog uglja dokazuje značajno smanjenje emisije VOCS (isparljivih organskih komponenti) kao i smanjenje sadržaja ugljen monoksida.
[0022] Za izvođenje ispitivanja korišćena je cevna laboratorijska peć, prečnika 5 cm i dužine 80 cm, opremljena konvencionalnim gorionikom sa „manje vazduha” (samo sekundarni vazduh) i radi sa loživim uljem niske viskoznosti (TFO – thin fuel oil) stabilizovana na temperaturi od 1,100°C, pri čemu je višak sekundarnog vazduha regulisan minimiziranjem izlaznog signala opacimetra. Nakon što su izvršena merenja stabilizacije za ukupna isparljiva organska jedinjenja (VOC - Volatile Organic Compounds) u efluentnim gasovima, kao i beleženje vrednosti očitane na opacimetru (npr. VOCS 720 ppm; OPACIMETAR 4.3 UVO). Sva ispitivanja su izvedena pod stabilizovanim uslovima gorenja i temperaturi pećnice, pri čemu je obavljeno pet ponavljanja u svakom testu, da bi se omogućila procena ponovljivosti, pri čemu su u sledećoj tabeli zabeležene uočene prosečne varijacije.
[0023] Na rupama za nadzor, na razmaku od 10 cm, bile su spojene metalne cevi prečnika 1 mm sa nepovratnim ventilom, kako bi se omogućilo strujanje uvodne gasne smeše koja sadrži vodonik proizveden elektrolizom.
[0024] TEST 1 (proba)-u ovom testu su izmerene koncentracije azotnih oksida (NOx), ukupnih isparljivih organskih jedinjenja (VOC) i ugljen monoksida (CO) u gasovitom efluentu peći, sa pažnjom da se registruju vrednosti tek nakon provere da su uslovi stabilizovani, tj. nakon prolaza procesa pokretanja. U ovoj probi nije izvršeno nikakvo uvođenje vodonika.
[0025] TEST 2 - test sproveden pod istim uslovima kao u testu 1, ali uz kontinuirano uvođenje sadržaja H2 koji odgovara 0.01% (V/V) protoka gasa.
[0026] TEST 3 - test sproveden u identičnim uslovima kao u testu 1, sa ukupnim protokom gasa H2 identičnim onom u testu 2, ali sa uvođenjem H2 pulsnog oblika, sa frekvencijom od 1 sekunde, ovo je 1 sekunda ubrizgavanja nakon čega sledi 1 sekunda prekida i tako dalje, koristeći rotacioni ventil identičan onima koji se koriste u injekcijskoj preparativnoj hromatografiji.
[0027] TEST 4 – test generalno analogan testu 2, ali sa sadržajem ubrizganog vodonika od 0.001% (V/V), tj. deset puta manjim.
[0028] TEST 5 - u svemu sličan testu 3, ali sa ukupnim sadržajem azota od 0.001% (V/V) da bi se omogućilo direktno poređenje sa testom 4.
Tabela 1: Rezultati testa
Test % H2 (V/V) pri Kontinualno (C) ili Uočene varijacije uočene tokom vremena
[0029] Čini se da dobijeni rezultati ukazuju na bolju efikasnost u redukciji VOC-a i CO uz impulsno ubrizgavanje vodonika, ali naprotiv, na značajnije smanjenje redukcije NOx u kontinuiranom uvođenju vodonika.
[0030] Treba napomenuti da su sve količine H2 koje se unose rezidualne i da su veoma daleko od stehiometrijskih uslova sagorevanja. Promene u uočenim nivoima zagađivača su tako iznenađujuće i veoma ih je teško objasniti.
[0031] Sve ono što se može naći u literaturi u vezi sa uvođenjem H2 u sisteme sagorevanja, koristi H2 nivoe mnogo više, stotine puta, i nije razumno praviti analogije, niti u smislu mehanizama razmatrati primenljivost kada reakcije sagorevanja u gasnoj fazi imaju granični kinetički korak drugog reda za koji brzina varira sa kvadratom koncentracije. Toliko je iznenađujuće da male količine vodonika koje se koriste mogu izazvati ponovno paljenje čineći potpunijim sagorevanje primarnog goriva.
[0032] Zapremine zabeležene za pola sata rada korigovane su tabelarno prikazanim vrednostima rastvorljivosti u vodi, dozvoljenim u uslovima zasićenja u mernoj čaši.
[0033] Upotreba rotacionog ventila koji omogućava uvođenje H2 u pulsnom obliku izaziva povećanje pritiska na gumenu cev, a samim tim i unutar elektrolitičke ćelije. Dakle, ponovljeni su testovi provere protoka u sistemu sa obrnutom test epruvetom u rezervoaru za vodu. Utvrđeno je da će mala uočena razlika (manje od 1%) biti u granicama doživljene greške korišćenog postupka, pa bi stoga trebalo zaključiti da mala razlika pritiska indukovanog ventilom nema značajan uticaj na prosečan tok struje gasa sa H2.
[0034] U korišćenoj laboratorijskoj instalaciji nije lako kvantifikovati smanjenje potrošnje goriva. Međutim, u 25 testova (1 do 5 sa 5 ponavljanja) uvek je bilo potrebno delovati na ventil igle gorionika kako bi se smanjio protok goriva kako bi se održala ista prosečna temperatura pećnice. Ovo smanjenje je rađeno uvek iterativno, pošto brzina odziva prosečne temperature nije trenutna, jer je potrebno sačekati najmanje 3 minuta da bi se obezbedila stabilizacija.
[0035] U ispitivanjima sprovedenim sa mnogo nižim nivoima H2 (0.0001% i 0.00001%) nije primećena varijacija temperature peći i stoga treba pretpostaviti da efekat na efikasnost sagorevanja u ovim slučajevima više nije primetan sa instaliranom mernom opremom.

Claims (7)

Patentni zahtevi
1. Postupak za povećanje efikasnosti sistema sa kontinualnim sagorevanjem, pri čemu je sagorevanje nestehiometrijsko i dešava se u pomenutom sistemu sa kontinualnim sagorevanjem, pri čemu postupak obuhvata sledeće korake:
a. uvođenje količine vodonika, u odnosu prema glavnom gorivu, između 0.001 i 0.1% (v/V) ukupne zapremine gasova;
b. uvođenje vodonika, pri čemu je navedeno uvođenje sprovedeno kontinuirano ili diskontinuirano, na jednoj ili više ulaznih tačaka u komori sa kontinualnim sagorevanjem pri čemu takve ulazne tačke su:
i. u vazdušnom transportu goriva; ili
ii. u tačkama gde temperaturni profil u kvazi stacionarnom stanju dozvoljava samopaljenje vodonika;
c. kontinuirano merenje sadržaja isparljivih organskih jedinjenja i ugljen monoksida u smeši efluentnih gasova iz sistema kontinualnog sagorevanja;
d. kontrolu uvođenja vodonika, navedena kontrola je izvedena kaskadno, u zavisnosti od sadržaja isparljivih organskih jedinjenja i izmerenog ugljen monoksida.
2. Postupak prema prethodnim patentnim zahtevima, pri čemu pomenuti sistem kontinualnog sagorevanja je kontinualna peć.
3. Postupak prema prethodnim patentnim zahtevima pri čemu se uvođenje vodonika vrši diskontinuirano, u jednoj ili više ulaznih tačaka iz komore za kontinualno sagorevanje, pomoću cevi opremljenih nepovratnim ventilom, kao i sistemom kontrolisanog dopremanja i prekidanja, pri pritiscima većim od maksimalnog pritiska unutar komore za sagorevanje.
4. Postupak prema patentnim zahtevima 2 i 3, pri čemu je temperaturni profil određen optičkim pirometrima, ili merenjem temperature spoljašnje površine peći duž odgovarajuće dužine, i izveden računanjem koje uključuje provodljivost i disipaciju zračenja.
5. Postupak prema patentnom zahtevu 2 i bilo kojem od patentnih zahteva 3 ili 4, pri čemu su ulazne tačke vodonika locirane duž dužine reaktora na rastojanjima
većim od poluprečnika tela peći (r), ali manjim od polovine njegove dužine.
6. Postupak prema patentnom zahtevu 2 i bilo kom od patentnih zahteva 3 do 5, pri čemu su tačke ulaza vodonika locirane duž dužine reaktora na rastojanjima prema unutrašnjem poluprečniku tela (r) peći između 2r i 16r i između 2r i 6r.
7. Postupak prema patentnom zahtevu 2 i bilo kom od patentnih zahteva 3 do 6, pri čemu peć ima ravan presek eliptičnog, kvadratnog, pravougaonog ili trapezoidnog oblika, a ulazne tačke vodonika se nalaze duž dužine reaktora na rastojanjuima većim od hidrauličkog radijusa.
Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd
RS20230974A 2017-02-03 2017-02-07 Postupak za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja RS64775B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT109894A PT109894A (pt) 2017-02-03 2017-02-03 Método para aumentar a eficiência de sistemas combustão contínua
EP17714009.2A EP3578792B1 (en) 2017-02-03 2017-02-07 Method for increasing the efficiency of continuous combustion systems
PCT/IB2017/050652 WO2018142191A1 (pt) 2017-02-03 2017-02-07 Método para aumentar a eficiência de sistemas de combustão contínua

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS64775B1 true RS64775B1 (sr) 2023-11-30

Family

ID=58428315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20230974A RS64775B1 (sr) 2017-02-03 2017-02-07 Postupak za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11124719B2 (sr)
EP (1) EP3578792B1 (sr)
JP (1) JP6912587B2 (sr)
KR (1) KR102513495B1 (sr)
AU (1) AU2017396557B2 (sr)
CA (1) CA3051980C (sr)
CO (1) CO2019008631A2 (sr)
HR (1) HRP20231359T1 (sr)
HU (1) HUE064296T2 (sr)
MX (1) MX2019008825A (sr)
PL (1) PL3578792T3 (sr)
PT (1) PT109894A (sr)
RS (1) RS64775B1 (sr)
RU (1) RU2738747C1 (sr)
WO (1) WO2018142191A1 (sr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492938B2 (en) * 2020-02-28 2022-11-08 Applied Resonance Technology Llc Carbon capture in an internal combustion engine
CN112377323B (zh) * 2020-10-27 2022-12-20 中国空气动力研究与发展中心 一种应用于降低超燃冲压发动机的燃烧减阻方法及装置
GB2606772A (en) * 2021-05-21 2022-11-23 Diffusion Tech Limited Fluid introduction system and method
CN113457540B (zh) * 2021-06-30 2022-10-04 重庆花喜鹊科技有限公司 一种用于烧结混合料的智能控水系统及方法
CN115142952B (zh) * 2022-07-27 2026-03-10 国能浙江南浔天然气热电有限公司 一种基于达标排放的掺氢燃气机组提效的控制系统和方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692459A (en) * 1971-05-24 1972-09-19 America Velcro Inc Production of heated gaseous materials from cryogenic liquids
US4111160A (en) * 1976-04-16 1978-09-05 Talenti Pier F Method and apparatus for operating combustion engines
JPH07190371A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Hitachi Ltd 燃焼方法及び燃焼装置
JPH10211417A (ja) * 1998-03-16 1998-08-11 Dale Goodon Jones 窒素酸化物の還元を目的とする２段ボイラー注入方法とその装置
RU2167317C2 (ru) * 1998-06-24 2001-05-20 Тольяттинский политехнический институт Способ совершенствования процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания и система для его осуществления
RU2168649C1 (ru) * 1999-09-29 2001-06-10 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова Устройство для присадки водорода в топливо двигателя внутреннего сгорания
JP5102963B2 (ja) * 2006-03-02 2012-12-19 一般財団法人電力中央研究所 希薄予混合燃焼器及び燃焼方法
US20070227118A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Tailai Hu Hydrogen blended combustion system with flue gas recirculation
KR100718116B1 (ko) * 2006-05-15 2007-05-15 삼성에스디아이 주식회사 고온용 ｐｅｍ 연료전지 시스템
JP5617531B2 (ja) * 2010-10-29 2014-11-05 Ｊｆｅスチール株式会社 燃焼バーナによる低発熱量ガスの燃焼方法および高炉操業方法
JP2012193727A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Fumiaki Miyashita 燃焼機関用補助気体発生装置
US20130133337A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 General Electric Company Hydrogen assisted oxy-fuel combustion
CA2858631C (en) * 2011-12-19 2017-01-10 Alstom Technology Ltd. Control of the gas composition in a gas turbine power plant with flue gas recirculation
CA2969673C (en) * 2013-01-09 2021-08-10 Bms-Tek, Llc System and method for improving performance of combustion engines employing primary and secondary fuels
WO2015021385A1 (en) 2013-08-08 2015-02-12 Hydro Phi Technologies, Inc. Electronic control unit and method for regulating the disbursement of hydrogen and oxygen
RU2013146086A (ru) * 2013-10-15 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Способ совершенствования процесса сгорания топлива в двс и система для его осуществления
PT107973B (pt) * 2014-10-20 2018-03-29 Ultimate Cell Lda Método para aumentar a eficiência de motores de combustão

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017396557B2 (en) 2022-01-20
BR112019015946A2 (pt) 2020-03-24
RU2738747C1 (ru) 2020-12-16
HRP20231359T1 (hr) 2024-02-16
PL3578792T3 (pl) 2024-03-04
HUE064296T2 (hu) 2024-03-28
PT109894A (pt) 2018-08-03
WO2018142191A1 (pt) 2018-08-09
CO2019008631A2 (es) 2019-08-20
EP3578792A1 (en) 2019-12-11
KR102513495B1 (ko) 2023-03-23
US11124719B2 (en) 2021-09-21
JP6912587B2 (ja) 2021-08-04
US20200032152A1 (en) 2020-01-30
AU2017396557A1 (en) 2019-08-29
EP3578792B1 (en) 2023-09-27
KR20190108589A (ko) 2019-09-24
CA3051980A1 (en) 2018-08-09
NZ756107A (en) 2024-08-30
EP3578792C0 (en) 2023-09-27
JP2020510804A (ja) 2020-04-09
CA3051980C (en) 2024-06-04
MX2019008825A (es) 2019-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RS64775B1 (sr) Postupak za povećanje efikasnosti sistema kontinualnog sagorevanja
Vershinina et al. Ignition of coal suspensions based on water of different quality
Li et al. Experimental study on NH3/H2/Coal co-firing in a 15 kWth circulating fluidized bed combustor
EP1601911A2 (en) A method for combusting fuel in a fired heater
Kandefer et al. Fluidized Bed Combustion of Gaseous Fuels
Borodulya et al. Some special features of combusting the coal-water fuel made of Belarussian brown coals in the fluidized bed
Messerle et al. Plasma ignition of solid fuels at thermal power plants. Part 1. Mathematical modeling of plasma-fuel system
Ahmed et al. Impact of Particle Size and Carrier Gas on Pulverized Bituminous Coal Emissions: Experimental and Computational Fluid Dynamics Analysis
Lee et al. An experimental study on industrial boiler burners applied low NOx combustion technologies
ES2961239T3 (es) Método para aumentar la eficiencia de los sistemas de combustión continua
Crawmer et al. An Innovative Volatile Organic Compound Incinerator
Ongar et al. Numerical simulation of nitrogen oxide formation in dust furnaces
Kobzar et al. Application of the biomass pyrolisis products as a reburning fuel for nitrogen oxides reduction: testing the chemical kinetics mechanism
Stamenić et al. Efficient technology for combustion of low calorific gaseous fuels
Gaba et al. Recovery of waste gas by combustion in an originally designed plant
Kim et al. Low NOx combustion technology for minimizing NOx
Wilk et al. The reduction of the emission of NOx in the heat-treating furnaces
BR112019015946B1 (pt) Método para aumentar a eficiência de sistemas de combustão contínua
Capocelli Flameless Combustion
Lee et al. Enhancing furnace thermal efficiency by adjusting fuel temperature
Zublev et al. Determining the air excess in the heating of coke furnaces. 1. Adequacy of the chemical analysis
Sridhar et al. Environmental impact and forecast of pollutants from coke oven gas and natural gas combustion
Kuznetsov et al. Studies of ignition and combustion of coals subjected to electrochemical activation
Hemsath et al. Air Pollution Control in the Carbon Baking Process
Mali DESIGN AND DEVELOPMENT OF MILD COMBUSTION