Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency
Today, the most effective means of using the energy potential of the secondary energy resources of industrial enterprises is the use of cogeneration utilization systems. This makes it possible to concurrently obtain both heat and electrical energy, and significantly reduce heat losses. This paper pr...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/179143 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Energy Technologies & Resource Saving |
Institution
Energy Technologies & Resource Saving| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-179143 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Energy Technologies & Resource Saving |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2019-09-27T12:23:45Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
glass production energy technology complex hydrogen metal hydride system heat and mass transfer processes UDC 666.1.031.2 621.438.9 |
| spellingShingle |
glass production energy technology complex hydrogen metal hydride system heat and mass transfer processes UDC 666.1.031.2 621.438.9 Chorna, Natalia A. Koshelnik, Oleksandr V. Kruhliakova, Olha V. Dolobovska, Olha V. Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| topic_facet |
скловарне виробництво енерготехнологічний комплекс водень металогідридна система тепломасообмінні процеси УДК 666.1.031.2 621.438.9 glass production energy technology complex hydrogen metal hydride system heat and mass transfer processes UDC 666.1.031.2 621.438.9 стекловарное производство энерготехнологический комплекс водород металлогидридная система тепломассообменные процессы УДК 666.1.031.2 621.438.9 |
| format |
Article |
| author |
Chorna, Natalia A. Koshelnik, Oleksandr V. Kruhliakova, Olha V. Dolobovska, Olha V. |
| author_facet |
Chorna, Natalia A. Koshelnik, Oleksandr V. Kruhliakova, Olha V. Dolobovska, Olha V. |
| author_sort |
Chorna, Natalia A. |
| title |
Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| title_short |
Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| title_full |
Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| title_fullStr |
Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| title_full_unstemmed |
Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency |
| title_sort |
use of a hydrogen metal hydride system to increase glass production efficiency |
| title_alt |
Использование водородной металлогидридной системы для повышения энергоэффективности стекловарного производства Використання водневої металогідридної системи для підвищення енергоефективності скловарного виробництва |
| description |
Today, the most effective means of using the energy potential of the secondary energy resources of industrial enterprises is the use of cogeneration utilization systems. This makes it possible to concurrently obtain both heat and electrical energy, and significantly reduce heat losses. This paper proposes that sheet glass producing enterprises use additional utilization systems for making use of heat from glass furnace gases. The current state of hydrogen use during glass production is analyzed. A scheme of energy technology complex with a hydrogen turbine and a metal hydride system for the combined production of heat and electric energy is developed. A calculation and theoretical study has been conducted to determine the main parameters of the hydrogen heat recovery system in the range of furnace gas temperatures from 523 to 673 K, as well as the efficiency of the system application. Using the developed mathematical model of the processes of heat and mass transfer in metal hydrides, we obtained data regarding the operating parameters of the thermosorption compressor, which allowed us to determine the structural characteristics of the metal hydride system as a whole. As a result of the calculation, we obtained coolant characteristics at hydrogen circuit key points, and determined the hydrogen turbine power. The electric energy produced in it can be used for the electrolyzer of the hydrogen station of an enterprise. The oxygen generated during the electrolysis process is added to the combustion air, which will increase the combustion temperature of the fuel mixture and increase glass furnace efficiency. Thus, a complex of proposed measures for the utilization of the energy potential of glass furnace gases will allow us to increase the energy efficiency of sheet glass production and the competitiveness of glass-producing enterprises. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/179143 |
| work_keys_str_mv |
AT chornanataliaa useofahydrogenmetalhydridesystemtoincreaseglassproductionefficiency AT koshelnikoleksandrv useofahydrogenmetalhydridesystemtoincreaseglassproductionefficiency AT kruhliakovaolhav useofahydrogenmetalhydridesystemtoincreaseglassproductionefficiency AT dolobovskaolhav useofahydrogenmetalhydridesystemtoincreaseglassproductionefficiency AT chornanataliaa ispolʹzovanievodorodnojmetallogidridnojsistemydlâpovyšeniâénergoéffektivnostisteklovarnogoproizvodstva AT koshelnikoleksandrv ispolʹzovanievodorodnojmetallogidridnojsistemydlâpovyšeniâénergoéffektivnostisteklovarnogoproizvodstva AT kruhliakovaolhav ispolʹzovanievodorodnojmetallogidridnojsistemydlâpovyšeniâénergoéffektivnostisteklovarnogoproizvodstva AT dolobovskaolhav ispolʹzovanievodorodnojmetallogidridnojsistemydlâpovyšeniâénergoéffektivnostisteklovarnogoproizvodstva AT chornanataliaa vikoristannâvodnevoímetalogídridnoísistemidlâpídviŝennâenergoefektivnostísklovarnogovirobnictva AT koshelnikoleksandrv vikoristannâvodnevoímetalogídridnoísistemidlâpídviŝennâenergoefektivnostísklovarnogovirobnictva AT kruhliakovaolhav vikoristannâvodnevoímetalogídridnoísistemidlâpídviŝennâenergoefektivnostísklovarnogovirobnictva AT dolobovskaolhav vikoristannâvodnevoímetalogídridnoísistemidlâpídviŝennâenergoefektivnostísklovarnogovirobnictva |
| first_indexed |
2025-07-17T12:02:02Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:02:02Z |
| _version_ |
1837895487894585345 |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-1791432019-09-27T12:23:45Z Use of a Hydrogen Metal Hydride System to Increase Glass Production Efficiency Использование водородной металлогидридной системы для повышения энергоэффективности стекловарного производства Використання водневої металогідридної системи для підвищення енергоефективності скловарного виробництва Chorna, Natalia A. Koshelnik, Oleksandr V. Kruhliakova, Olha V. Dolobovska, Olha V. скловарне виробництво енерготехнологічний комплекс водень металогідридна система тепломасообмінні процеси УДК 666.1.031.2 621.438.9 glass production energy technology complex hydrogen metal hydride system heat and mass transfer processes UDC 666.1.031.2 621.438.9 стекловарное производство энерготехнологический комплекс водород металлогидридная система тепломассообменные процессы УДК 666.1.031.2 621.438.9 Today, the most effective means of using the energy potential of the secondary energy resources of industrial enterprises is the use of cogeneration utilization systems. This makes it possible to concurrently obtain both heat and electrical energy, and significantly reduce heat losses. This paper proposes that sheet glass producing enterprises use additional utilization systems for making use of heat from glass furnace gases. The current state of hydrogen use during glass production is analyzed. A scheme of energy technology complex with a hydrogen turbine and a metal hydride system for the combined production of heat and electric energy is developed. A calculation and theoretical study has been conducted to determine the main parameters of the hydrogen heat recovery system in the range of furnace gas temperatures from 523 to 673 K, as well as the efficiency of the system application. Using the developed mathematical model of the processes of heat and mass transfer in metal hydrides, we obtained data regarding the operating parameters of the thermosorption compressor, which allowed us to determine the structural characteristics of the metal hydride system as a whole. As a result of the calculation, we obtained coolant characteristics at hydrogen circuit key points, and determined the hydrogen turbine power. The electric energy produced in it can be used for the electrolyzer of the hydrogen station of an enterprise. The oxygen generated during the electrolysis process is added to the combustion air, which will increase the combustion temperature of the fuel mixture and increase glass furnace efficiency. Thus, a complex of proposed measures for the utilization of the energy potential of glass furnace gases will allow us to increase the energy efficiency of sheet glass production and the competitiveness of glass-producing enterprises. Наиболее эффективным способом использования энергетического потенциалу вторичных энергоресурсов промышленных предприятий сегодня считается применение когенерационных утилизационных систем. Это дает возможность получить одновременно тепловую и электрическую энергию и значительно уменьшить тепловые потери. В работе предложено для предприятия по производству листового стекла использование дополнительной утилизационной системы для использования теплоты дымовых газов стекловарных печей. Проанализировано современное состояние использования водорода во время производства стекломассы. Разработана схема энерготехнологического комплекса с водородной турбиной и металлогидридной системой для комбинированного производства электрической и тепловой энергии. Проведено расчетно-теоретическое исследование с целью определения основных параметров работы водородной теплоутилизационной системы в диапазоне температур дымовых газов от 523 до 673 К, а также эффективности ее применения. С использованием разработанной математической модели процессов тепломассообмена в гидридах металлов получены данные относительно режимных параметров работы термосорбционного компрессора, позволившие определить конструктивные характеристики металлогидридной системы в целом. В результате проведенного расчетного исследования получены характеристики теплоносителя в ключевых точках водородного контура, определена мощность водородной турбоустановки. Электрическая энергия, вырабатываемая в ней, может быть использована для электролизера водородной станции предприятия. Кислород, образовавшийся во время процесса электролиза, добавляется к воздуху горения, что даст возможность повысить температуру горения топливной смеси и увеличить производительность стекловарной печи. Таким образом, комплекс предложенных мероприятий по утилизации энергетического потенциала дымовых газов стекловарных печей даст возможность повысить энергоэффективность производства листового стекла и конкурентоспособность стекловарных предприятий. Найбільш ефективним засобом використання енергетичного потенціалу вторинних енергоресурсів промислових підприємств сьогодні вважається застосування когенераційних утилізаційних систем. Це дає змогу отримати одночасно теплову та електричну енергію та значно зменшити теплові втрати. У роботі запропоновано для підприємства з виробництва листового скла використання додаткової утилізаційної системи для використання теплоти димових газів скловарних печей. Проаналізовано сучасний стан використання водню під час виробництва скломаси. Розроблено схему енерготехнологічного комплексу з водневою турбіною та металогідридною системою для комбінованого вироблення електричної та теплової енергії. Проведено розрахунково-теоретичне дослідження з метою визначення основних параметрів роботи водневої теплоутилізаційної системи в діапазоні температур димових газів від 523 до 673 К, а також ефективності її застосування. З використанням розробленої математичної моделі процесів тепломасообміну в гідридах металів отримані дані щодо режимних параметрів роботи термосорбційного компресора, що дозволили визначити конструктивні характеристики металогідридної системи в цілому. В результаті проведеного розрахункового дослідження отримані характеристики теплоносія в ключових точках водневого контуру, визначено потужність водневої турбоустановки. Електрична енергія, що виробляється у ній, може бути використана для електролізера водневої станції підприємства. Кисень, який утворюється під час процесу електролізу, додається до повітря горіння, що дасть змогу підвищити температуру горіння паливної суміші та збільшити продуктивність скловарної печі. Таким чином, комплекс запропонованих заходів з утилізації енергетичного потенціалу димових газів скловарних печей дасть змогу підвищити енергоефективність виробництва листового скла та конкурентоспроможність скловарних підприємств. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2019-09-26 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/179143 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 22 No. 3 (2019); 50-56 Проблемы машиностроения; Том 22 № 3 (2019); 50-56 Проблеми машинобудування; Том 22 № 3 (2019); 50-56 2709-2992 2709-2984 en uk https://journals.uran.ua/jme/article/view/179143/179282 https://journals.uran.ua/jme/article/view/179143/179283 Copyright (c) 2019 Natalia A. Chorna https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |