Thành phần nhiên liệu và góc đánh lửa sớm tối ưu của động cơ sử dụng hỗn hợp syngas-biogas-hydrogen
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Bùi Thị Minh TúTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà NẵngBùi Văn GaĐại học Đà NẵngCao Xuân TuấnĐại học Đà NẵngVõ Anh VũTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
Từ khóa:
Năng lượng tái tạo
Biogas
Syngas
Hydrogen
Động cơ nhiên liệu khí
Tóm tắt
Biogas, hydrogen giúp cải thiện quá trình cháy của syngas. Hàm lượng tối ưu của hydrogen và biogas pha vào syngas lần lượt là 20% và 30%. Khi vượt các ngưỡng này thì công chỉ thị chu trình tăng chậm hơn sự gia tăng nồng độ NOx. Ở tốc độ động cơ 3000 rpm, với cùng hàm lượng hydrogen, biogas thì góc đánh lửa sớm của hỗn hợp syngas-hydrogen nhỏ hơn góc đánh lửa sớm của hỗn hợp syngas-biogas khoảng 4oTK. Góc đánh lửa sớm tối ưu tương ứng với syngas, biogas và hydrogen lần lượt là 38oTK, 24oTK và 18oTK. Trong điều kiện động cơ làm việc với thành phần hỗn hợp và góc đánh lửa sớm tối ưu, công chỉ thị chu trình động cơ giảm 35% và 32% lần lượt tương ứng với khi chuyển nhiên liệu từ hydrogen và biogas sang syngas. Để đạt được cùng mức tăng công suất thì hàm lượng biogas pha vào syngas lớn hơn 10% so với hàm lượng hydrogen pha vào biogas. Nhưng để đạt cùng mức phát thải NOx thì hàm lượng hydrogen pha vào syngas bằng 50% hàm lượng biogas pha vào syngas.
Tài liệu tham khảo
-
[1] PCC Special Report on Global Warming of 1.5ºC. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/11/pr_181008_P48_spm_en.pdf
[2] BeyhanAkarsu, MustafaSerdar Genç. Optimization of electricity and hydrogen production with hybrid renewable energy systems. Fuel, Volume 324, Part A, 2022, 124465. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124465
[3] Rogelj J., Geden O., Cowie A. & Reisinger A. (2021): Net-zero emissions targets are vague: three ways to fix. Nature 591, 365-368. https://www.nature.com/articles/d41586-021-00662-3
[4] Yousefi H, Ghodusinejad MH, Kasaeian A., 2017, Multi-objective optimal component sizing of a hybrid ICE + PV/T driven CCHP microgrid. Appl Therm Eng. https://doi. org/10.1016/applthermaleng.2017.05.017.
[5] Shaopeng Guo, Qibin Liu, Jie Sun, Hongguang Jin., 2018. A review on the utilization of hybrid renewable energy. Renewable and Sustainable Energy Reviews 91 1121–1147. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.105
[6] Van Ga Bui, Trung Hung Vo, Thi Minh Tu Bui, Le Bich Tram Truong, and Thanh Xuan Nguyen Thi: Characteristics of Biogas-Hydrogen Engines in a Hybrid Renewable Energy System. International Energy Journal, Volume 21, Issue 4, December 2021, pp.467-480.
[7] Van Ga Bui, Thi Minh Tu Bui, Hwai Chyuan Ong, Sandro Nižetić, Van Hung Bui, Thi Thanh Xuan Nguyen, A.E.Atabani, Libor Štěpanec, Le Hoang Phu Pham, Anh Tuan Hoang: Optimizing operation parameters of a spark-ignition engine fueled with biogas-hydrogen blend integrated into biomass-solar hybrid renewable energy system. Energy, Available online 18 April 2022, 124052. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124052
[8] Lanyu Li, Xiaonan Wang. Design and operation of hybrid renewable energy systems: current status and future perspectives. Current Opinion in Chemical Engineering, Volume 31, March 2021, 100669. https://doi.org/10.1016/j.coche.2021.100669
[9] Mohammad HosseinJahangir, RaminCheraghi. Economic and environmental assessment of solar-wind-biomass hybrid renewable energy system supplying rural settlement load. Sustainable Energy Technologies and Assessments, Volume 42, December 2020, 100895. https://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100895
[10] RamanKumar, Harpreet KaurChanni. A PV-Biomass off-grid hybrid renewable energy system (HRES) for rural electrification: Design, optimization and techno-economic-environmental analysis. Journal of Cleaner Production, Volume 349, 15 May 2022, 131347. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131347
[11] Harpreet Kaur, Surbhi Gupta, Arvind Dhingra. Analysis of hybrid solar biomass power plant for generation of electric power. Materials today, Volume 48, Part 5, 2022, Pages 1134-1140. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.08.080
[12] SonjaKallio, MonicaSiroux. Hybrid renewable energy systems based on micro-cogeneration. Energy Reports, Volume 8, Supplement 1, April 2022, Pages 762-769. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.11.158
[13] Akash Kumar, Shukla K. Sudhakar, Prashant Baredar. Renewable energy resources in South Asian countries: Challenges, policy and recommendations. Resource-Efficient Technologies, Volume 3, Issue 3, September 2017, Pages 342-346. https://doi.org/10.1016/j.reffit.2016.12.003
[14] https://www.weforum.org/agenda/2022/03/visualizing-the-world-s-biggest-rice-producers/
[15] Shahbaz M, Al-Ansari T, Aslam M, Khan Z, Inayat A, Athar M, Naqvi SR, Ahmed MA, McKay G. A state of the art review on biomass processing and conversion technologies to produce hydrogen and its recovery via membrane separation. Int J Hydrogen Energy 2020; 45(30), 15166–95. https://doi.org/ 10.1016/j.ijhydene.2020.04.009.
[16] Singh S, Singh M, Kaushik SC: Feasibility study of an islanded microgrid in a rural area consisting of PV, wind, biomass and battery energy storage system. Energy Convers Manage 2016, 128:178-190 http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2016.09.046
[17] Rakibul Hassan, Barun K.Das, Mahmudul Hasan. Integrated off-grid hybrid renewable energy system optimization based on economic, environmental, and social indicators for sustainable development. Energy. Volume 250, 1 July 2022, 123823. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.123823
[18] Willian Cézar Nadaleti, Grzegorz Przybyla. Emissions and performance of a spark-ignition gas engine generator operating with hydrogen-rich syngas, methane and biogas blends for application in southern Brazilian rice industries. Energy, Volume 154, 1 July 2018, Pages 38-51. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.04.046
[19] Arroyo, F. Moreno, M. Muñoz, C. Monné, N. Bernal. Combustion behavior of a spark ignition engine fueled with synthetic gases derived from biogas. Fuel, Volume 117, Part A, 30 January 2014, Pages 50-58. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.09.055
[20] Y. Acevedo-Arenas, A. Correcher, C. Sánchez-Díaz, E. Ariza, D. Alfonso-Solar, C. Vargas-Salgado, J.F. Petit-Suárez. MPC for optimal dispatch of an AC-linked hybrid PV/wind/biomass/H2 system incorporating demand response. Energy Convers Manag, 186 (2019), pp. 241-257, 10.1016/j.enconman.2019.02.044
[21] XiangKan, DezhiZhou, WenmingYang, XiaoqiangZhai, Chi-HwaWang. An investigation on utilization of biogas and syngas produced from biomass waste in premixed spark ignition engine. Applied Energy, Volume 212, 15 February 2018, Pages 210-222. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.12.037
[22] Willian Cézar Nadaleti, Grzegorz Przybyla. SI engine assessment using biogas, natural gas and syngas with different content of hydrogen for application in Brazilian rice industries: Efficiency and pollutant emissions. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 43, Issue 21, 24 May 2018, Pages 10141-10154. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.04.073
[23] Carlos Vargas-Salgado, Jesús Águila-León, David Alfonso-Solar, Anders Malmquist, Simulations and experimental study to compare the behavior of a genset running on gasoline or syngas for small scale power generation. Energy, Volume 244, Part A, 1 April 2022, 122633. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122633
[24] V.G. Bui, V.N. Tran, V.D. Nguyen, Q.T. Nguyen, T.T. Huynh: Octane number stratified mixture preparation by gasoline–ethanol dual injection in SI engines. International Journal of Environmental Science and Technology 16(7), pp. 3021-3034 (2018), https://doi.org/10.1007/s13762-018-1942-1
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jul 31, 2022
Download
Cách trích dẫn
Bùi Thị Minh Tú, Bùi Văn Ga, Cao Xuân Tuấn, và Võ Anh Vũ. “Thành phần Nhiên liệu Và góc đánh lửa sớm tối ưu của động Cơ sử dụng hỗn hợp Syngas-Biogas-Hydrogen”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 7, Tháng Bảy 2022, tr 40-46, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7911.
