Heat and harmful emissions from gases burning of water-fuel emulsions

Oleksandr M. Filipshchuk, Oleg V. Kolbasenko
2019 Collection of Scientific Publications NUS  
The purpose of the research is to increase the environmental efficiency of ship boilers using water emulsions with high water content and correction of its composition. The method of research is experimentally calculated. In order to increase the reliability of the assessment of the impact of cavitation preparation on the environmental indicators of the water content of the RES, studies were carried out on a pilot plant that ensures the stability of combustion parameters and the values of toxic
more » ... values. The quality control of combustion fuel oil and water-fuel emulsion was carried out using a "Gasochrome-3101" chromatograph and an "OKSI-5M" gas sensor to determine the concentration of toxic emissions of SO 2 , NO x (and separately NO and NO 2 ) and CO 2 . The relative error is at ±5%. As shown by the scientific researches at combustion of water-fuel emulsions with a water capacity of 25-30% (primary method of purification), a decrease in the output of the combustion chamber of the experimental installation of the concentration of NO x by 3,8 times, SO 2 by 2,5 times and CO 2 is ensured by 25% as a result of the reduction of the PES fuel content. On the condensation surfaces of boilers (the second stage of purification) with sulfuric acid condensate with a concentration of about 57%, the content of NO x oxides is reduced by 1,7 times and sulfur SO 2 by 10 times. While providing the condensation process in the pipeline (the third stage of purification), additional gases from NO x and SO 2 will be purified by absorption. Unlike the existing scrubber technologies, the proposed system of cleaning in the fourth stage irrigates the surface of the scrubber catholyte from the dial. To increase the pH of the catholyte to the level of 8,5-9,5, (increasing the number of ions H + , OH -) installed cavitator, which will increase the intensity of the absorption processes in the scrubber. Thus, the use of scrubber technology in the combustion of water-fuel emulsion with W r = 25-30% can reduce the NO x concentration by 26 times, SO 2 by 13,6 times, and CO 2 by 2,4 times compared to the burning of fuel oil. The dimensions of the scrubber sections for NO x capture will decrease by 3-4 times, and the CO 2 capture sections will decrease by 5-8 times taking into account the increase of CO 2 absorption by the nitrous mechanism. emissions. Анотація. Мета дослідження -підвищення екологічної ефективності суднових котельних установок, що використовують водопаливні емульсії з підвищеним водовмістом і корекцією її складу. Метод дослідженняекспериментально-розрахунковий. Для підвищення достовірності оцінки впливу кавітаційної підготовки та водовмісту водопаливних емульсій на екологічні показники дослідження було проведено на експериментальній установці, що забезпечує сталість параметрів горіння й величин викидів токсичних речовин. Контроль якості горіння мазуту та водопаливних емульсій здійснювався за допомогою хроматографа «Газохром-3101» та газоаналізатора «ОКСІ-5М» із метою визначення концентрації токсичних викидів SO 2 , NO х (та окремо NO і NO 2 ) і СО 2 . Відносна похибка перебуває на рівні ±5%. Як показали проведені наукові дослідження, під час спалювання водопаливних емульсій із водомісткістю 25-30% (первинний метод очистки) забезпечується зниження на виході з камери згоряння експериментальної установки концентрації NO х у 3,8 раза, SO 2 -у 2,5 раза, СО 2 -на 25% унаслідок зменшення вмісту чистого палива у водопаливних емульсіях. На конденсаційних поверхнях котлів (другий етап очистки) конденсатом сірчаної кислоти з концентрацією близько 57% вміст оксидів азоту NO х зменшується в 1,7 раза, сірки SO 2 -у 10 разів. Під час забезпечення процесу конденсації в газоході (третій етап очистки ) буде здійснюватися додаткова очистка газів від NO х і SO 2 за рахунок абсорбції. На відміну від
doi:10.15589/znp2019.3(477).2 fatcat:wf6sxa64lzhyfnvex46kgvyhfy