ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ

ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ

The article presents the results of research aimed at improving the economic and environmental characteristics of cogeneration plants based on heat engines (ICE, GPE, GTU), with a thermochemical device for the neutralization of harmful components of its waste gases, and a boiler-utilizer (BU). The n...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2024
Main Authors: Bileka, B.D., Sklyarenko, E.V.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine 2024
Online Access:https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/587
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Thermophysics and Thermal Power Engineering

Institution

Thermophysics and Thermal Power Engineering
id oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-587
record_format ojs
institution Thermophysics and Thermal Power Engineering
baseUrl_str
datestamp_date 2024-05-28T07:47:27Z
collection OJS
language Ukrainian
format Article
author Bileka, B.D.
Sklyarenko, E.V.
spellingShingle Bileka, B.D.
Sklyarenko, E.V.
ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
author_facet Bileka, B.D.
Sklyarenko, E.V.
author_sort Bileka, B.D.
title ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
title_short ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
title_full ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
title_fullStr ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
title_full_unstemmed ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ
title_sort покращення економічних і екологічних характеристик когенераційних установок на базі теплових двигунів з термохімічним методом очистки їх відпрацьованих газів
title_alt THE IMPROVEMENT OF THE ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS OF COGENERATION PLANTS BASED ON HEAT ENGINES WITH THE THERMOCHEMICAL METHOD OF CLEANING THEIR EXHAUST GASES
description The article presents the results of research aimed at improving the economic and environmental characteristics of cogeneration plants based on heat engines (ICE, GPE, GTU), with a thermochemical device for the neutralization of harmful components of its waste gases, and a boiler-utilizer (BU). The neutralization process takes place in a layer of red-hot carbon material and a gaseous medium, which includes: methane, hydrogen and carbon monoxide. The effectiveness of the proposed process was investigated both analytically, using specialized computer programs for energy management, and experimentally, by a special laboratory device, which made it possible to simulate in a wide range of temperatures (500...1000°C) how the products of natural gas combustion (the base fuel for the GPA and GTU), with a defined coefficient of excess air (oxygen), as well as the concentration of CO and NOx in their composition. The primary task of the experimental study was to determine the effect of temperature on the neutralization of nitrogen oxides and carbon monoxide in natural gas combustion products. The results of the studies (in the considered temperature range of 750...950℃) showed the possibility of reducing the concentration of nitrogen oxides by 2.5...3 times, and the concentration of carbon monoxide by almost 5 times. At the same time, it was established that the efficiency of NOx neutralization at the considered temperature range does not change significantly (within 10%), which makes it possible to carry out the neutralization process at a temperature of 750...780℃ and reduce the energy cost. The final neutralization of the exhaust gases of the engine and the utilization of their thermal potential is carried out in the boiler-utilizer. The placement of the thermochemical device in front of the boiler-utilizer, on the one hand, changes the thermal characteristics of the cogeneration plant to direction of increasing its heat loads, and on the other hand, increases the maneuverability of the plant, providing possibility of independent change of electrical and thermal load. In addition, the use of solid fuel with its gasification in the device allows not only to neutralize the harmful components of the engine's exhaust gases, but also to provide a partial replacement of natural gas in the engine and the boiler - utilizer with a corresponding reduction of thermal and harmful emissions in to the environment.
publisher Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
publishDate 2024
url https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/587
work_keys_str_mv AT bilekabd theimprovementoftheeconomicandenvironmentalcharacteristicsofcogenerationplantsbasedonheatengineswiththethermochemicalmethodofcleaningtheirexhaustgases
AT sklyarenkoev theimprovementoftheeconomicandenvironmentalcharacteristicsofcogenerationplantsbasedonheatengineswiththethermochemicalmethodofcleaningtheirexhaustgases
AT bilekabd pokraŝennâekonomíčnihíekologíčnihharakteristikkogeneracíjnihustanovoknabazíteplovihdvigunívztermohímíčnimmetodomočistkiíhvídpracʹovanihgazív
AT sklyarenkoev pokraŝennâekonomíčnihíekologíčnihharakteristikkogeneracíjnihustanovoknabazíteplovihdvigunívztermohímíčnimmetodomočistkiíhvídpracʹovanihgazív
AT bilekabd improvementoftheeconomicandenvironmentalcharacteristicsofcogenerationplantsbasedonheatengineswiththethermochemicalmethodofcleaningtheirexhaustgases
AT sklyarenkoev improvementoftheeconomicandenvironmentalcharacteristicsofcogenerationplantsbasedonheatengineswiththethermochemicalmethodofcleaningtheirexhaustgases
first_indexed 2025-12-17T13:56:06Z
last_indexed 2025-12-17T13:56:06Z
_version_ 1851763999949979648
spelling oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-5872024-05-28T07:47:27Z THE IMPROVEMENT OF THE ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS OF COGENERATION PLANTS BASED ON HEAT ENGINES WITH THE THERMOCHEMICAL METHOD OF CLEANING THEIR EXHAUST GASES ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК НА БАЗІ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ З ТЕРМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ ОЧИСТКИ ЇХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ Bileka, B.D. Sklyarenko, E.V. The article presents the results of research aimed at improving the economic and environmental characteristics of cogeneration plants based on heat engines (ICE, GPE, GTU), with a thermochemical device for the neutralization of harmful components of its waste gases, and a boiler-utilizer (BU). The neutralization process takes place in a layer of red-hot carbon material and a gaseous medium, which includes: methane, hydrogen and carbon monoxide. The effectiveness of the proposed process was investigated both analytically, using specialized computer programs for energy management, and experimentally, by a special laboratory device, which made it possible to simulate in a wide range of temperatures (500...1000°C) how the products of natural gas combustion (the base fuel for the GPA and GTU), with a defined coefficient of excess air (oxygen), as well as the concentration of CO and NOx in their composition. The primary task of the experimental study was to determine the effect of temperature on the neutralization of nitrogen oxides and carbon monoxide in natural gas combustion products. The results of the studies (in the considered temperature range of 750...950℃) showed the possibility of reducing the concentration of nitrogen oxides by 2.5...3 times, and the concentration of carbon monoxide by almost 5 times. At the same time, it was established that the efficiency of NOx neutralization at the considered temperature range does not change significantly (within 10%), which makes it possible to carry out the neutralization process at a temperature of 750...780℃ and reduce the energy cost. The final neutralization of the exhaust gases of the engine and the utilization of their thermal potential is carried out in the boiler-utilizer. The placement of the thermochemical device in front of the boiler-utilizer, on the one hand, changes the thermal characteristics of the cogeneration plant to direction of increasing its heat loads, and on the other hand, increases the maneuverability of the plant, providing possibility of independent change of electrical and thermal load. In addition, the use of solid fuel with its gasification in the device allows not only to neutralize the harmful components of the engine's exhaust gases, but also to provide a partial replacement of natural gas in the engine and the boiler - utilizer with a corresponding reduction of thermal and harmful emissions in to the environment. В статті викладено результати досліджень зниження викидів оксидів азоту і окису вуглецю, а також покращення теплових характеристик когенераційної установки на базі газопоршневого двигуна (ГПД), з термохімічною технологією нейтралізації шкідливих компонентів його відпрацьованих газів, та котла – утилізатора. Експериментальні дослідження проведені на спеціальній лабораторній установці. Процес нейтралізації відбувається в шарі розжареного вуглецевого матеріалу і газовому середовищі, до складу якого входять: метан, водень і окис вуглецю, що дозволяє зменшити концентрацію, зокрема, оксидів азоту і окису вуглецю в 2.5…3 рази.   Остаточна нейтралізація відпрацьованих газів двигуна і утилізація їх теплового потенціалу здійснюється у котлі – утилізаторі, що зменшує забруднення довкілля тепловими і шкідливими викидами. Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine 2024-04-11 Article Article application/pdf https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/587 10.31472/ttpe.2.2024.11 Thermophysics and Thermal Power Engineering; Vol 46 No 2 (2024): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 100-109 Теплофизика и Теплоэнергетика; Vol 46 No 2 (2024): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 100-109 Теплофізика та Теплоенергетика; Vol 46 No 2 (2024): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 100-109 2663-7235 uk https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/587/509 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru

Similar Items