Підвищення економічних показників дизельних двигунів шляхом їхнього переведення на газоподібні продукти конверсії метилового спирту
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2021-1(35)-67-80Ключові слова:
дизельний двигун, нафтогазовий технологічний транспорт, альтернативне паливо, конвертація метанолу, утилізація теплоти, відпрацьовані гази, потужність, питома витрата паливаАнотація
Робота спрямована на вирішення проблеми конвертації існуючих дизельних силових приводів нафтогазового технологічного транспорту на газові палива, які є більш дешевою альтернативою дизельного палива. Запропонованоометод підвищення ефективності використання енергії альтернативних палив. Встановлено пприроду підвищення енергії вихідного палива. Виконаний вибір альтернативного спиртового палива в якості вихідного продукту для конверсійного процесу, що враховує його собівартість та енергетичну цінність. Проведені розрахунки показали, що тепловий ефект від спалювання конвертованих СО і H2 перевищує ефект від спалювання тієї ж кількості рідкого метанолу. У порівнянні з іншими альтернативними паливами вартість метилового спирту невисока, крім того, при використанні метанолу як палива для дизелів можна значно знизити викиди часток сажі та оксидів азоту. Це можливо завдяки тому, що при горінні метанолу в циліндрі дизеля не утворюються проміжні продукти, що сприяють зародженню ацетиленових і ароматичних вуглеводнів, які і призводять до утворення сажі. Метанол відноситься до поновлюваних природних ресурсів, тобто існує велика сировинна база для збільшення його виробництва і значно ширшого використання як енергоносія. Використання цього спирту як альтернативного біопалива для автотранспорту є можливим в результаті його отримання доступними та дешевими способами з сільськогосподарських та харчових відходів, з газоподібного палива .. Енергія палива та потужність двигуна підвищувались за рахунок регенерації теплоти відпрацьованих газів. Проведені експериментальні дослідження потужнісних та економічних показників дизельного двигуна, який був переобладнаний для роботи на продуктах конверсії метанолу. Виконані експериментальні дослідження показали, що переведення дизельних двигунів на роботу з використанням продуктів конверсії метанолу є обґрунтованими. З врахуванням того, що ціна метанолу складає в середньому 10-20 % від вартості дизельного палива, переведення дизельних двигунів на роботу з використанням продуктів конверсії метанолу є досить вигідним.
Завантаження
Посилання
Panchuk M., Kryshtopa S., Sladkowski A., Panchuk A., Mandryk I. Efficiency of production of motor biofuels for water and land transport. Nase More 2019. No 66 (3). P. 6–12.
Jurkovič M., Kalina T., Jancosek L., Kadnar R., Gorzelanczyk P., Jerabek K. Proposal of Conversion the Tugboat Engines to Diesel - LNG Operation. Adv. Sci. Technol. Res. J. 2019. No13(4). P. 129–142.
Jovanović S., Knežević M. Theoretical analysis of the cumulative costs of different diesel bus alternatives for a public transport in the city of Belgrade. THERMAL SCIENCE. 2017. No 21, Vol 1B. P. 669-681.
Panchuk M., Kryshtopa S., Panchuk A., Mandryk I., Sladkowski A. Perspectives for developing and using the torrefaction technology in Ukraine. International Journal of Energy for a Clean Environment. 2019. No 20(2). P. 113–134.
Zhanga K., Xin Q., Mu Z., Niu Z., Wanga Z. Numerical simulation of diesel combustion based on n-heptane and toluene. Propulsion and Power Research. 2019. No 8, Vol 2. P. 121-127.
Firmansyaha A. Aziz A. Investigation of Auto-ignition of Several Single Fuels. MATEC Web of Conferences. 4th International Conference on Production, Energy and Reliability. 2014, 13, 02013
Kryshtopa S., Melnyk V., Dolishnii B., Zakhara I., Voitsekhivska T. Improvement of the model of forecasting heavy metals of exhaust gases of motor vehicles in the soil. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. No4 (10-100). P. 1–8.
Kryshtopa S., Kryshtopa L., Melnyk V., Prunko I., Demianchuk Y. Experimental research on diesel engine working on a mixture of diesel fuel and fusel oils. Transport Problems. 2017. No 12 (2). P. 53–63.
Afanas'ev A., Tret'yakov A. Simulation of diesel engine energy conversion processes. Journal of Mining Institute. 2016. No 222. P. 839-852.
Abbondanza M., Cavina N., Corti E., Moro D., Ponti F., Ravaglioli V. Development of a Combustion Delay Model in the Control of Innovative Combustions. E3S WEB OF CONFERENCES. 2020, 197, 6013.
Cherednichenko, O. Efficiency Analysis of Methanol Usage for Marine Turbine Power Plant Operation Based on Waste Heat Chemical Regeneration. Problemele energeticii regionale. 2019. No 1 (39). P. 102–111.
Bildirici M., Gökmenoğlu S. Environmental pollution, hydropower energy consumption and economic growth: Evidence from G7 countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. 75. P. 68–85.
Bahman N., Sina F., Shahaboddin S., Kwok-wing C., Timon R. Application of ANNs, ANFIS and RSM to estimating and optimizing the parameters that affect the yield and cost of biodiesel production. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2018. No 12, 1. P. 611–624.
Zhang, Z. Experimental Investigation on Regulated and Unregulated Emissions of a Diesel/ Methanol Compound Combustion Engine with and without Diesel Oxidation Catalyst. Science of the Total Environment. 2010, 408, 4. P. 865-872.
Li, Y. Numerical Study on the Combustion and Emission Characteristics of a Methanol/Diesel Reactivity Controlled Compression Ignition (RCCI) Engine. Applied Energy. 2013. No106, 2. P. 184-197.
Liu, Z. Economic Analysis of Methanol Production from Coal/Biomass Upgrading, Energy Sources Part B-Economics Planning and Policy. 2018. No 13, 1. P. 66-71.
He L., Fu Y., Lidstrom M. Quantifying Methane and Methanol Metabolism of “Methylotuvimicrobium buryatense” 5GB1C under Substrate Limitation. MSYSTEMS. 2019. No 4, 6. P. 748-19.
Mäyrä O., Leiviskä K. Modeling in methanol synthesis, Methanol, Elsevier 2018. P. 475–492.
Yakovlieva A., Boichenko S. Energy Efficient Renewable Feedstock for Alternative Motor Fuels Production: Solutions for Ukraine. Studies in Systems, Decision and Control. 2020. No 298. P. 247-259.
Alarifi A., Alsobhi S., Elkamel A., Croiset E. Multiobjective optimization of methanol synthesis loop from synthesis gas via a multibed adiabatic reactor with additional interstage CO2 quenching, Energy Fuels 2015. No 29, 2. P. 530–537.
Dalena F., Senatore A., Marino A., Gordano A., Basile M., Basile A. Methanol production and applications: An overview, Methanol, Elsevier. 2018. P. 3–28.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Нафтогазова енергетика
TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
.png)
1.png){kind=logo}
