2006 1 zakhystalternatyvni djerela cherkasi 2006

ВСЕУКРАЇНСЬКА ЕКОЛОГІЧНА ЛІГА Перший Всеукраїнський студентський конкурс-захист екологічних проектів “Енерго- та ресурсозберігаючі технології в Україні”

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ГОРЕНИЕ

Химизм горения метана

Химизм горения этана

Тепловой эффект горения природного газа Суммарный тепловой эффект всех реакций горения метана составляет 795,25 кДж/моль Первая реакция инициирования процесса СН4 → СН3+Н потребляет 43210 кДж/моль

Что такое альтернативное горение? Альтернативное горение это двухступенчастный процесс, когда на первой стадии осуществляется электротермическое разложение молекул углеводородов на катализаторе. Это достигается путем подачи топливно-воздушной смеси на катализатор, который находится под напряжением. За счет электровозбуждения катализатора он переводится в триплетное состояние (образование кластеров платины или платиноидов).

Возбужденные кластеры металлов при обработке их топливно-воздушной смесью передают триплетное состояние молекулам углеводорода. Триплетный углеводород при высокой температуре спонтанно дисоцирует на радикалы СН3 и Н. Дальнейший каскад окислительных процессов протекает по обычной схеме. Наблюдается резкое снижение энергозатрат на первую стадию,что приводит к росту использования тепловой энергии на нагрев теплоносителя – т.е. для целевого использования.

Схема исследовательской установки

1,9,10 – ротаметры; 2 – блок подготовки воздуха; 3 – генератор озона; 4 – источник питания генератора озона; 5 – нагреваемый обьект; 6 – горелки; 7- катализатор; 8-смеситель горелок; 11-термостат.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Тепловой эффект

Повышение энергоэффективности на 12-13 % (max 19,8 % )на метане; 8-9 % (max 15,0 % ) на пропан-бутановой смеси

Стоимости нагрева 1000 м3 воды

По предварительным расчетам стоимость реконструкции котлов для сжигания топлива с использованием термоэлектрокатализа и монтажа оборудования составит около 4000 млн гривен. Ожидаемый срок окупаемости 1,7 года. При внедрении технологии альтернативного горения может быть достигнутая экономия (только при сжигании природного газа) 2305,86 млн. грн. на год.

ОЗОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЕКОНОМИЯ ТОПЛИВА НА АВТОТРАНСПОРТЕ

Химизм действия озона на бензин O3 + CnHm …... RO, RO2, R RО +СО  СО2 + R, R + О2  RО2  , RО2 + СО  СО2 + RО .  2НО Н + НО2  Н2О +О Н2 + О2 R`OOH+HO2R`OH + HО+О2, R`OOH + HО R`ОН+HO2, R`OOH + RO2 R`OH +RO +O2.

Схема системы озонирования топлива стендовой установки 1- компрессор; 2,3– воздушный фильтр; 4,5,12 -топливный фильтр; 6 - озонатор; 7- расходомер; 8 – камера смешения; 9 – трансформатор; 10 – аккумулятор; 11-топливный насос; 13- бензобак; 14 – выхлопной коллектор.

Схема системы озонирования топлива на борту автомобиля 1-пробоотборник; 2-глушитель; 3-расходомер выхлопных газов; 4- аналитический контроль; 5-термопары; 6-логометр; 7-выхлопной колектор; 8-ротаметр воздуха; 9-бензобак.

Результаты исспытания озонированого топлива 1. Экономия бензина 11-12 %.

2. Повышение мощности двигателя 7-10% 3. Повышение октанового числа на 7-15 единиц.

4. Легкий запуск двигателя на холоде.

5. Увеличение времени эксплуатации двигателя.

6. Снижение токсичности отработавших газов.

Результаты исспытания озонированого топлива Gп – расход топлива, кг/час; СCmHn – содержание углеводородов в выхлопных газах, г/м3; ССО – содержание оксида углерода (II) в выхлопных газах % об.; СNOx – содержание оксидов азота в выхлопных газах % об.

Использование озонированого топлива 1. Рост экономичности двигателя.

2. Рост мощности двигателя.

3. Повышение октанового числа топлива.

4. Более полное сгорание топлива.

5. Снижение экологической опастности.

6. Срок окупаемости установки 1,5-2 года. (только от экономического эффекта экономии топлива).

ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ТОПЛИВА 1.Вызывает интерес среди владельцев автотраспорта.

2. Имеет более простую схему активации топлива по сравнению со схемой озонирования.

3. Требует проведения испытаний на борту автомобиля.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ

Результаты испытания активированного топлива 1. Электроактивация топлива, за счет разрыва энергией разряда связей углеводородов жидкого топлива, повышает содержание в его составе кислородсодержащих соединений, что инетсифицирует процесс, повышая теплоту горения топлива на 1213,5%.

2.

Электрокаталитическая активация за счет активации разорваных связей также повышает содержание в составе топлива кислородсодержащих соединений и инетсифицирует процесс, повышая теплоту горения топлива на 23-37,5%.

Автотранспортом перевезено 2001 2722 2001 977,3

Пассажиров, млн. чол.

2002 2003 2004 2005 3069,14 3297,5 3720,3 2853,4 Грузов, млн. т 2002 2003 2004 2005 947,3 973,3 1027,4 2853,4

Экономия топлива – 11-12%

Автотранспортом Выброшено в окружающую среду токсичных веществ, млн. т 2001 2002 2003 2004 19,91

20,26

20,09

20,76

Снижение биологического воздействия на окружающую среду на 50-60%.