Badanie procesu spalania zwierzęcych olejów odpadowych
advertisement
Politechnika Śląska Wydział InŜynierii Środowiska i Energetyki Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Beata Pawłowska PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Badanie procesu spalania zwierzęcych olejów odpadowych Prowadzący prace: Dr inŜ. Waldemar Ścierski Gliwice Czerwiec 2006 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Spis treści WYKAZ OZNACZEŃ I SKRÓTÓW ............................................................................................ 4 1. CEL PRACY ........................................................................................................................ 5 2. PALIWA CIEKŁE ................................................................................................................. 6 2.1. Charakterystyka paliw ciekłych ........................................................................................................... 6 2.1.1. Oleje opałowe mineralne ............................................................................................................. 6 2.1.2. Oleje opałowe smołowe ............................................................................................................... 7 2.2. Spalanie olejów opałowych ................................................................................................................. 7 2.2.1. Przygotowanie olejów do spalania .............................................................................................. 8 2.2.2. Temperatura krzepnięcia ............................................................................................................. 8 2.2.3. Temperatura zapłonu ................................................................................................................... 9 2.2.4. Wartość opałowa.......................................................................................................................... 9 2.3. Palniki do spalania oleju opałowego.................................................................................................. 10 3. OPIS STANOWISKA POMIAROWEGO .................................................................................. 15 3.1. Schemat stanowiska pomiarowego .................................................................................................... 15 3.2.Palniki olejowe uŜywane podczas badań ............................................................................................ 17 3.2.1 Palnik olejowy firmy Herrmann HL50/ ALU. 2 .......................................................................... 17 3.2.2. Palnik uniwersalny firmy Kroll KG 55 ...................................................................................... 19 3.3. Przenośny analizator MADUR GA-40T............................................................................................ 21 4. OPIS BADAŃ .................................................................................................................... 22 4.1. Opis badanych próbek ....................................................................................................................... 22 4.2. Skład elementarny.............................................................................................................................. 23 4.3. Własności fizyczne ............................................................................................................................ 24 4.4. Obliczenia .......................................................................................................................................... 25 4.4.1. Stechiometria spalania............................................................................................................... 25 4.4.2. Skład spalin suchych .................................................................................................................. 26 4.4.3. Zapotrzebowanie powietrza do spalania.................................................................................... 26 4.4.4. Stosunek nadmiaru powietrza .................................................................................................... 27 4.4.5. Wartość opałowa........................................................................................................................ 28 4.5. Analiza procesu spalania ................................................................................................................... 29 4.5.1. Gazy spalinowe .......................................................................................................................... 29 4.5.2. Badanie Płomienia..................................................................................................................... 30 Politechnika Śląska w Gliwicach 2 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5. WYNIKI POMIARÓW ......................................................................................................... 31 5.1. Mieszanki paliw wytworzonych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych z olejem napędowym .. 32 5.1.1. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację.................................................................... 32 5.1.2. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem ........ 35 5.1.3. Tłuszcze odpadowe oczyszczone ................................................................................................ 38 5.2. Mieszanki paliw tłuszczów posmaŜalniczych z olejem napędowym................................................. 42 5.2.1. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację.................................................................... 42 5.2.2. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem ........ 45 5.2.3. Tłuszcze odpadowe oczyszczone ................................................................................................ 48 5.3. Paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem opałowym .......................... 52 5.3.1. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem ........ 52 5.3.2. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację.................................................................... 70 5.4. Olej opałowy...................................................................................................................................... 83 6. PODSUMOWANIE OTRZYMANYCH WYNIKÓW ................................................................... 90 6.1. Mieszanki paliw wytworzonych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych z olejem napędowym .. 90 6.2. Mieszanki paliw tłuszczów posmaŜalniczych z olejem napędowym................................................. 90 6.3. Paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem opałowym .......................... 91 6.3.1. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem ........ 91 6.3.2. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację.................................................................... 91 6.4. Olej opałowy...................................................................................................................................... 92 7. WNIOSKI ......................................................................................................................... 93 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 97 Literatura Uzupełniająca........................................................................................................................... 98 SPIS RYSUNKÓW .................................................................................................................. 99 SPIS TABEL ........................................................................................................................ 101 Politechnika Śląska w Gliwicach 3 Prace dyplomowe są końcowym etapem edukacji na studiach wyższych. Są one znaczącym przejawem umiejętności badawczych, analizy i krytycznego myślenia studenta. W zależności od dyscypliny naukowej, prace dyplomowe przybierają różne formy i poruszają różnorodne tematy, od praktycznych do teoretycznych, od konkretnych do abstrakcyjnych. Wybór tematu, zebranie i analiza danych, tworzenie wniosków - wszystko to jest nieodzowną częścią procesu tworzenia pracy dyplomowej. Pierwszym przykładem, który warto rozważyć, są prace z teologii. W takich pracach student może badać wpływ wiary na społeczeństwo, relacje między religią a nauką, lub analizować interpretacje i znaczenia konkretnych tekstów religijnych. Kolejnym obszarem zainteresowania mogą być prace o prawach człowieka. Tutaj studenci mogą zająć się badaniem historii praw człowieka, analizować różne przypadki naruszeń tych praw, lub zbadać jak prawa człowieka są przestrzegane w różnych częściach świata. Prace z negocjacji to z kolei prace, które koncentrują się na strategiach negocjacyjnych, procesach decyzyjnych, czy wpływie kultury na negocjacje. W praktyce mogą one obejmować studia przypadków, symulacje, czy analizę transkryptów rzeczywistych negocjacji. Warto też zauważyć, że polskie prace dyplomowe nie ustępują jakością tym tworzonym za granicą. Niezależnie od tego, czy dotyczą one kampanii społecznych, zagadnień związanych z prawem czy bankowością, są one z reguły dobrze napisane i gruntownie zbadane. Prace o kampaniach społecznych mogą obejmować analizę skuteczności konkretnej kampanii, badać wpływ mediów społecznościowych na kampanie społeczne, czy porównać różne strategie używane w kampaniach społecznych. Śląsk to wyjątkowy region, o bogatej historii i kulturze, więc prace o Śląsku mogą dotyczyć różnych aspektów, od historii gospodarczej regionu, przez analizę dialektów śląskich, do badań społeczno-kulturowych. W dziedzinie bankowości, prace dyplomowe mogą obejmować analizę ryzyka kredytowego, badanie innowacji w usługach bankowych, lub analizowanie skutków kryzysów finansowych na sektor bankowy. Prace z prawa to z kolei obszar, który może obejmować szerokie spektrum tematów, od badań konkretnych przypadków, przez analizę ustaw, po badanie wpływu prawa na społeczeństwo. Praca dyplomowa jest oceniana przez opiekuna pracy oraz komisję egzaminacyjną na podstawie jej treści, jakości wykonania, oryginalności, umiejętności analizy i wnioskowania oraz sposobu prezentacji. Praca dyplomowa ma duże znaczenie dla studentów, ponieważ może mieć wpływ na ocenę końcową oraz być podstawą do dalszej kariery zawodowej lub podjęcia dalszych studiów. BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA WYKAZ OZNACZEŃ I SKRÓTÓW [CO2] [O2] c Udział molowy ditlenku węgla w spalinach suchych Udział molowy tlenu w spalinach suchych Udział kilogramowy pierwiastka węgla, kgC/kg pal CO Tlenek węgla CO2 Ditlenek węgla h Udział kilogramowy pierwiastka wodoru, kgH2/kg pal j.p Jednostka paliwa λ Współczynnik nadmiaru powietrza H2 Wodór H2O Woda n’a Jednostkowe zuŜycie powietrza, k.mol/j.p n’c Zawartość węgla w paliwie, kmol/j.p n’h Zawartość wodoru w paliwie, kmol/j.p n”ss Jednostkowa ilość spalin suchych, k.mol/j.p namin Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza, k.mol/j.p nomin Minimalna ilość tlenu, kmol/j.p O2 Tlen r Entalpia parowania w temperaturze normalnej s Udział kilogramowy pierwiastka siarki, kgS/kg pal S Siarka SO2 Ditlenek siarki Wd (MWd) Wartość opałowa, kJ/j.p, (kJ/kmol) Wg (MWg) Entalpia spalenia, kJ/j.p, (kJ/kmol) Politechnika Śląska w Gliwicach 4 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 1. CEL PRACY Światowe zasoby paliw kopalnych są ograniczone. Ich eksploatacja będzie miała swój kres, a ceny mogą podlegać znacznym wahaniom. Ponadto kurczą się moŜliwości obniŜania toksyczności gazów powstających w toku spalania. Coraz intensywniej poszukuje się paliw alternatywnych, mniej agresywnych dla środowiska naturalnego. Biopaliwa pozwalają na zmniejszenie importu i zuŜycia ropy, co moŜe mieć korzystne skutki ekologiczne i gospodarcze. Upowszechnienie stosowania paliw otrzymywanych z przepracowanych olejów roślinnych i zwierzęcych zaleŜy od warunków ekonomicznych produkcji paliw oraz polityki fiskalnej państwa. Biopaliwa mogłyby juŜ obecnie konkurować z paliwami tradycyjnymi, gdyby zniesiony został, albo przynajmniej zmniejszony, podatek akcyzowy. Celem pracy było zbadanie procesu spalania biokomponentów, a takŜe mieszanek biokomponentów z olejem opałowym lekkim oraz z olejem napędowym w palniku olejowym przy róŜnych nastawach powietrza pierwotnego i wtórnego. Podczas badań określano: – długość płomienia; – czy występuje zamglenie płomienia; – czy występują krople niespalonego paliwa; – kolor płomienia. Dla technicznie dobrego spalania paliw płynnych naleŜy zapewnić moŜliwie jak największy dostęp powietrza do cząstek oleju. MoŜna to osiągnąć przez: – odparowywanie oleju w jak najcieńszych warstwach; – jak najdrobniejsze rozpylenie oleju za pomocą dysz i doprowadzenie go z odpowiednią ilością powietrza do komory spalania [10]. Spalanie paliw ma na celu uzyskanie moŜliwie całkowitej energii cieplnej przy jego utlenieniu, dlatego naleŜy wiedzieć, w jakich warunkach proces spalania jest najbardziej efektywny. Politechnika Śląska w Gliwicach 5 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2. PALIWA CIEKŁE 2.1. Charakterystyka paliw ciekłych Paliwem nazywamy taką substancje, która podczas spalania wydziela duŜą ilość ciepła, występuje w przyrodzie w większych ilościach oraz koszt wydobycia i transportu jest stosunkowo mały (w porównaniu z otrzymana ilością ciepła) [5]. Paliwa płynne, które otrzymuje się z przeróbki ropy naftowej, nazywamy olejami opałowymi mineralnymi; z chemicznej przeróbki węgla kamiennego i węgla brunatnego oraz łupków noszą nazwę olejów opałowych smołowych [10]. Podstawowymi składnikami, z punktu widzenia techniki spalania zarówno olejów mineralnych, jak i olejów smołowych, są węglowodory, tj. związki węgla i wodoru. W zaleŜności od charakteru surowca wyjściowego oraz od sposobu przeróbki, ilościowy stosunek głównych składników moŜe być bardzo róŜny, co ma istotny wpływ na warunki spalania olejów. Inne składniki chemiczne, które mogą znajdować się w oleju opałowym, wywierają równieŜ zasadniczy wpływ na proces jego spalania [10]. 2.1.1. Oleje opałowe mineralne Surowcem wyjściowym do otrzymania mineralnych olejów opałowych jest ropa naftowa. W zaleŜności od miejsca wydobywania, węglowodory występujące w ropie naftowej mają róŜny skład chemiczny i skład cząsteczkowy. Oleje mineralne są mieszaninami wyŜszych węglowodorów. Uzyskuje się je głównie z rafinacji ropy naftowej, ale takŜe z innych źródeł, np. z przerobu smoły węglowej [20]. Oleje mineralne dzielimy na: oleje napędowe, oleje smarowe, oleje opałowe oraz olej transformatorowy. Oleje opałowe dzieli się je na: – oleje lekkie (EL); – oleje cięŜkie (S). Politechnika Śląska w Gliwicach 6 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Olej opałowy lekki ze względu na niską zawartość siarki i temperaturę krzepnięcia w technice grzewczej ma największe zastosowanie [5]. Dzięki swym zaletom stanowi alternatywę dla węgla, gazu płynnego i ziemnego oraz energii elektrycznej [10]. Tak zwane oleje opałowe cięŜkie nie powinny być stosowane ze względu na wysoką emisję zanieczyszczeń. Istotną wadą tych paliw jest równieŜ wysoka temperatura krzepnięcia, a co się z tym wiąŜe problemy z ich transportem i eksploatacją [5]. W celu odróŜnienia oleju opałowego od oleju napędowego do tego pierwszego dodaje się barwniki. 2.1.2. Oleje opałowe smołowe Oleje smołowe są produktem ubocznym przy zgazowaniu lub wytlewaniu materiałów stałych, bogatych w węglowodory i są ich mieszaniną o róŜnych grupach molekularnych. Produktem wyjściowym do otrzymania olejów smołowych są smoły odpadowe. Własności fizyczne i chemiczne smoły są róŜne w zaleŜności od metod destylacji węgla i jego charakterystyki. Oleje smołowe zawierają stosunkowo znaczna ilość czystego węgla, co ma zasadniczy wpływ na proces spalania, poniewaŜ jest on tym lepszy, im mniej zawiera czystego węgla [10]. 2.2. Spalanie olejów opałowych Spalanie z chemicznego punktu widzenia – jest zjawiskiem utleniania wszystkich związków palnych zawartych w paliwie, połączonym z wydzielaniem ciepła. Techniczne pojęcie spalania związane jest z powstawaniem widocznego płomienia [10]. Aby proces ten zachodził, konieczne jest zapewnienie bezpośredniego wymieszania paliwa z tlenem, a całość mieszaniny musi być doprowadzona do temperatury palenia [3]. Politechnika Śląska w Gliwicach 7 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA RozróŜnia się [11]: – spalanie całkowite, przy którym uchodzące gazy spalinowe nie zawierają Ŝadnych części palnych; – spalanie niecałkowite, przy którym w spalinach znajdują się gazy niecałkowicie utlenione. Aby proces spalania mógł przebiegać całkowicie i zupełnie, muszą być spełnione następujące warunki: – odpowiedni stosunek nadmiaru powietrza; – odpowiednio duŜa komora paleniskowa; – zawirowanie płomienia; – odpowiedni palnik [4]. Głównym celem spalania jest uzyskanie energii (ciepła) dla procesów energetycznych, grzewczych i przemysłowych [2]. Dla kaŜdego przypadku spalania paliw czy mieszanek paliwowych powinien być sporządzony indywidualnie bilans substancji, włącznie z emisją substancji szkodliwych. 2.2.1. Przygotowanie olejów do spalania Aby zapobiec powstawaniu osadów i wytrąceń, moŜe zajść potrzeba podgrzania niektórych rodzajów olejów opałowych lub mieszanek biopaliw z olejem opałowym. W związku z tym konieczna jest znajomość temperatury krzepnięcia oraz temperatury zapalenia [10]. Temperatury zapłonu mieszanek paliwowych wyznaczano doświadczalnie i opisano w rozdziale 5.3. 2.2.2. Temperatura krzepnięcia Jest to temperatura graniczna, w której ochłodzony olej zmienia swój stan skupienia. Normalnie, dla większości olejów opałowych, podczas spadku temperatury wzrasta lepkość, niektóre jednak oleje lekkie zachowują płynność aŜ do temperatury krzepnięcia, krzepnąc nagle w przypadku nieznacznego jej przekroczenia [20]. Politechnika Śląska w Gliwicach 8 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Wyprzedzeniem procesu krzepnięcia jest proces mętnienia, przy którym zaczyna się proces wytrącania parafin. W następstwie zmętnień powstają zaburzenia w pracy filtrów, pomp i przewodów olejowych. W tych przypadkach naleŜy podgrzać olej do takiej temperatury, w której parafiny ulegną stopnieniu [10]. 2.2.3. Temperatura zapłonu Spalanie moŜe przebiegać tylko w odpowiednio wysokiej temperaturze. NajniŜszą temperaturę, przy której moŜe rozpocząć się proces spalania nazywamy temperaturą zapłonu [13,22]. Jest to temperatura, przy której następuje samozapłon par oleju, a ciepło wywiązujące się wówczas przewyŜsza ilość ciepła, które moŜe być oddane do otoczenia [2,12]. Aby całkowicie spalić paliwo płynne, trzeba wytworzyć takie warunki, w których doprowadzony wraz z powietrzem tlen będzie miał bezpośredni kontakt z kaŜdą cząsteczką paliwa. Stanie się to wtedy, gdy paliwo płynne zostaje doprowadzone do stanu gazowego lub do postaci mgły. Pomijając wpływ kaloryczności paliwa moŜna stwierdzić, Ŝe szybkość i dokładność spalania zaleŜą od gęstości mgły paliwa płynnego oraz od zawartości tlenu [10]. Dla technik spalania olejów bardzo waŜną rolę odgrywa znajomość temperatury wrzenia, tak np. palniki z odparowaniem wymagają zastosowania olejów o niskiej temperaturze wrzenia (dla oleju opałowego lekkiego wynosi 350oC do 450 oC) [10]. 2.2.4. Wartość opałowa Podstawowym parametrem decydującym o moŜliwości realizacji procesu termicznego, a w szczególności o przebiegu procesu wywiązania energii chemicznej jest wartość opałowa. Wartością opałową substancji nazywamy efekt cieplny uzyskany w procesie całkowitego i zupełnego spalenia określonej jej ilości, przy czym produkty procesu są ochładzane do temperatury początkowej substratów, a zawarta w nich para wodna nie ulegnie wykropleniu [18]. Wartość opałową moŜna obliczyć (opisano to w rozdziale 4.5.). Politechnika Śląska w Gliwicach 9 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2.3. Palniki do spalania oleju opałowego Oleje mają zastosowanie w technice grzewczej, w technologii chemicznej oraz energetyce, gdzie są spalane zwykle z uŜyciem palników olejowych [16]. ZaleŜnie od metody przygotowania oleju do spalenia rozróŜnia się róŜne systemy palników. Konstrukcje palnika i elementy wyposaŜenia mechanicznego podporządkowane są określonej metodzie doprowadzania paliwa płynnego do stanu, w którym moŜe nastąpić najefektywniejsze spalenie [10]. Typ i rodzaj palników musi uwzględnić, poza rodzajem paliwa, sposób zasilania powietrzem [16]. Zadaniem palników olejowych stosowanych w kotłach grzewczych jest moŜliwie drobne rozpylenie oleju opałowego lub umoŜliwienie jego odparowania, intensywne wymieszanie paliwa z powietrzem i spalenie tej mieszaniny. Rodzaje palników: Palniki z odparowaniem i z róŜnym ukształtowaniem płomienia w zaleŜności od ustawienia wentylatora [10]: a) Palnik z płomieniem skierowanym poziomo (rysunek 2.1.): a- silnik, b- wentylator, c- czasza, d- otwór przez który zapala się olej. Rysunek 2.1. Palnik z płomieniem skierowanym poziomo [10] Politechnika Śląska w Gliwicach 10 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA b) Palnik z płomieniem skierowanym pionowo (rysunek 2.2.): Rysunek 2.2. Palnik z płomieniem skierowanym pionowo [10] c) Palnik z płomieniem skierowanym ukośnie (rysunek 2.3.): a-wirnik wentylatora, b- wanna olejowa. Rysunek 2.3. Palnik z płomieniem skierowanym ukośnie [10] Politechnika Śląska w Gliwicach 11 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Palniki iniekcyjne (rysunek 2.4.): a-iniektor, b- urządzenie spręŜające, d-Pierścieniowa kierownica powietrza, e- wymiennik ciepła do podgrzewania powietrza iniekcyjnego. c-komora powietrza, Rysunek 2.4. Palnik z iniekcyjnym odgazowaniem oleju [10] Palniki rotacyjne (rysunek 2.5.): a-silnik b- obudowa urządzenia rozpylającego, c- urządzenie rozpylające, d- rozdzielacz oleju, Rysunek 2.5. Palnik olejowy rotacyjny [10] Politechnika Śląska w Gliwicach e- dmuchawa, f- przepustnica powietrza, g- przekładnia prasowa, h- przewód oleju. 12 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Palniki niskociśnieniowe z rozpylaniem paliwa (ciśnienie do 10 KPa)(rysunek 2.6.): Rysunek 2.6. Palnik olejowy dynamiczny niskociśnieniowy [9] Palniki wysokociśnieniowe z rozpylaniem paliwa (ciśnienie od 50 KPa) – (rysunek 2.7.): 1 – dopływ paliwa, 2 – pokrętło regulacji ilości paliwa, 3 – dysza, 4 – otwór wypływowy, 5 – szczelina wylotowa powietrza, 6 – otwór dopływowy powietrza. Rysunek 2.7. Palnik olejowy dynamiczny wysokociśnieniowy [9] Politechnika Śląska w Gliwicach 13 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Warunki jakie powinien mieć palnik w zaleŜności od swojej wydajności i miejsca przeznaczenia: Palnik powinien zapewnić uzyskanie takiego przygotowania oleju, jakie jest konieczne z punktu widzenia techniki spalania. Uzyskanie właściwej lepkości, przez ewentualne podgrzanie z uwagi na prace pompy podającej, moŜliwość jak najdrobniejszego rozpylenia. Zapewnione dopływu właściwej ilości powietrza przez zastosowanie odpowiednich spręŜarek i wentylatorów. Olej o odpowiedniej lepkości dopływając do palnika musi być w ilości odpowiedniej do uzyskania Ŝądanej wydajności cieplnej oraz pod odpowiednim ciśnieniem. Do tego celu palnik musi mieć odpowiednią pompę, filtr i regulację przepływu. Przystosowana do spalania mieszanina olej- powietrze wymaga dostarczenia odpowiedniej temperatury do utworzenia płomienia. JeŜeli zapłonu nie dokonujemy ręcznie, wówczas palnik musi mieć odpowiednie urządzenie np. iskrownik albo tzw. płomień dyŜurny. To urządzenie zapłonowe musi mieć niezawodne urządzenia do sterowania zgodnie z obowiązującymi przepisami [10]. Politechnika Śląska w Gliwicach 14 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 3. OPIS STANOWISKA POMIAROWEGO Próby spalania biokomponentów oraz mieszanek biokomponentu z olejami (opałowym i napędowym) przeprowadzono w celu określenia optymalnych parametrów pracy palników olejowych stosowanych w urządzeniach grzewczych małej mocy. Prowadzono rejestracje ilości spalonego paliwa na dwóch palnikach (opisanych w rozdziale 3.2): – palnik olejowy firmy Herrmann HL 50 ALU.2; – palnik uniwersalny firmy Kroll KG 55. Badania zostały przeprowadzone w laboratorium Katedry Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów Wydziału InŜynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach. 3.1. Schemat stanowiska pomiarowego Stanowisko pomiarowe (rysunek 3.1.) składa się z kotła i palnika (rysunek 3.2 i 3.3) w którym spalane są badane próbki. SpręŜone powietrze potrzebne do spalania dostarczane jest szczelnej komory spalania pod ciśnieniem. Wentylator palnikowy dostarcza powietrze wtórne, które miesza się z rozpylonym paliwem. Spaliny wypływają kanałem spalinowym, gdzie mierzona jest ich temperatura. Skład spalin mierzono analizatorem spalin opisanym w rozdziale 3.3. Politechnika Śląska w Gliwicach 15 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Charakterystyka poszczególnych elementów stanowiska pomiarowego: 1. kocioł, 2. palnik olejowy, 10. woda chłodząca, 3. Regulator powietrza wtórnego, 11. pompa, 4. manometr, 12. zawór x4, 5. regulator powietrza pierwotnego, 13. komin, 6. zbiornik paliwa, 14. sonda 7. menzurka, 15. madur GA-40T, 8. zbiornik powietrza, 16. laptop, 9. spręŜarka, 17. sterownik elektryczny. Rysunek 3.1. Schemat stanowiska pomiarowego Politechnika Śląska w Gliwicach 16 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 3.2.Palniki olejowe uŜywane podczas badań 3.2.1 Palnik olejowy firmy Herrmann HL50/ ALU. 2 Praktyczne osiągalne zuŜycie oleju jest zaleŜne od konstrukcji komory spalania, sposobu rozprowadzenia spalin oraz obciąŜenia rozruchowego. Optymalne wartości moŜna wyznaczyć doświadczalnie dla danej instalacji [26]. Odpowiednio do zastosowanej dyszy (w naszym przypadku dysza 0,5 [USgal/h]) ustawione zostaje połoŜenie stabilizatora [23] obrazuje to tabela 3.1: Tabela 3.1.Regulacja stabilizatora i ilości powietrza w zaleŜności od wielkości dyszy Dysza Stabilizator Powietrze [USgal/h] [mm] [%] 0,4 1 15 0,5 3 20 0,55 4 30 0,6 6 30 Palik olejowy HL 50 ALU.2 Regulacja stabilizatora oraz ilości powietrza następuje za pomocą wtórnej szczeliny. ZaleŜy ona od rodzaju i wielkości komory spalania oraz tolerancji dyszy i jakości oleju opałowego. Ciśnienie oleju, mierzone jest manometrem. Ciśnienie powinno być ustawione w przedziale 1 MPa do 1,4 MPa. Aby zabezpieczyć prawidłowy dopływ oleju do palnika, podciśnienie nie moŜe przekroczyć 0,04 MPa. Przy wyŜszym podciśnieniu powstają pęcherzyki gazu oleju, które są przyczyną zakłóceń pracy palnika co prowadzi do nieregularnego spalania [23]. Politechnika Śląska w Gliwicach 17 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 1. sterownik, 10. pompa olejowa, 2. pokrywa trzonu dyszy, 11. węŜe olejowe, 3. lampka kontrolna, 12. silnik, 4. śruba serwisowa, 13. kondensator silnika, 5. korpus palnika, 14. rurka paliwowa, 6. kołnierz mocujący, 15. obudowa wirnika dmuchawy, 7. rura palnika, 16. fotoelement, 8. transformator, 17. śruba regulująca. 9. przewody wysokiego napięcia, Rysunek 3.2. Schemat palnika olejowego Herrmann HL 50 ALU.2 [26] Politechnika Śląska w Gliwicach 18 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 3.2.2. Palnik uniwersalny firmy Kroll KG 55 Palniki uniwersalne (rysunek 4.3.) mogą spalać róŜne rodzaje olejów, zarówno w postaci jednorodnej, jak i mieszanej. Poza olejem przepracowanym, opałowym, roślinnym surowym i posmaŜalniczym, palniki uniwersalne spalają teŜ oleje opałowe średniocięŜkie, a nawet mazut [25]. Paliwo podawane jest przez pompę olejową ze zbiornika roboczego lub głównego poprzez filtr zwykły lub podgrzewany do zbiornika palnika. Układ pływakowo – mikrowyłącznikowy reguluje poziom paliwa w zbiorniku. Wentylator palnikowy dostarcza powietrze wtórne, które miesza się z rozpalonym paliwem na zawirowywaczu. Regulacja zuŜycia oleju następuje powietrzem pierwotnym. Palnik posiada regulator ciśnienia z regulatorem umoŜliwiającym nastawienie odpowiednich parametrów. Zawór bezpieczeństwa uniemoŜliwia przekroczenie dopuszczalnego ciśnienia maksymalnego. Stabilne zasilanie powietrzem pierwotnym zapewni właściwą pracę palnika. Regulacja parametrów spalania, ilości CO2 i stopnia zadymienia następuje powietrzem wtórnym. Wtórny mikrowłącznik pełni rolę ogranicznika zabezpieczającego. W przypadku przepełnienia, przełącza na sygnał zakłócenia i wstrzymuje pracę palnika. Regulacja temperatury podgrzewania oleju w zbiorniczku palnikowym uzaleŜniona jest od własności fizykochemicznych paliwa. ZaleŜnie od rodzaju paliwa oraz temperatury otoczenia znamionowa temperatura podgrzewu została wyznaczana doświadczalnie [24]. Politechnika Śląska w Gliwicach 19 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 1. zawór bezpieczeństwa, 12. kondensator, 2. regulator powietrza pierwotnego, 13. przycisk odblokowania palnika, 3. manometr, 14. kurek spustowy, 4. elektrozawór, 15. wyłącznik stykowy, 5. presostat- czujnik ciśnienia, 16. zbiorniczek przelewowy, 6. zasilanie powietrza pierwotnego, 17. grzałka, 7. regulator powietrza wtórnego, 18. czujnik termostatu, 8. gniazdo palnika przyłączenia urządzenia grzewczego, 19. zbiorniczek paliwa, 9. czujnik płomienia, 10. dysze, 11. silnik wentylatora, 20. pokrętło termostatu regulowanego, 21. układ wyłącznika poziomu paliwa, 22. zespół elektronicznego sterowania, 23. syfon ssawny. Rysunek 3.3. Schemat palnika uniwersalnego SAYMON- Kroll Typu KG [24] Politechnika Śląska w Gliwicach 20 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA W tabeli 3.2. porównano zastosowane palniki [23,24]: Tabela 3.2. Parametry palników Herrmann Kroll HL50 ALU.2 KG 55 ZuŜycie paliwa 1,3 - 4,5 3,65 - 5,41 [kg/h] Moc palnika 15 - 53 25 - 33 [kW] Moc grzałki – 11 [kW] Rodzaj palnika jednostka 3.3. Przenośny analizator MADUR GA-40T Przenośny analizator gazów pracuje na bazie sensorów elektrochemicznych i sensorów pracujących na zasadzie absorpcji promieniowania podczerwonego. Urządzenie posiada sondę z trzy metrowym węŜem ogrzewanym, zintegrowanym z filtrem wstępnym [27]. Koncentracja tlenu i ditlenku węgla podawana jest w % a tlenku węgla w ppm. Emisja na poziomie jednego ppm-a jest relatywnie niewielką emisją, gdyŜ dopiero emisja na poziomie 100 ppm (część na milion, objętościowo, 10-6) oznacza, Ŝe emitowany składnik toksyczny zajmuje 0,01 % objętości gazów spalinowych. Urządzenie mierzy równieŜ temperaturę otoczenia i spalin. Parametry większości uŜywanych paliw zapisane są w urządzeniu na stałe. MoŜliwe jest wprowadzenie parametrów paliwa przez uŜytkownika. Analizator moŜe pracować i równocześnie być podłączony do komputera [27]. Politechnika Śląska w Gliwicach 21 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 4. OPIS BADAŃ 4.1. Opis badanych próbek Oznaczenie badanych paliw przedstawia tabela 4.1.: Tabela 4. 1. Oznaczenie badanych próbek Rodzaj palnika H Badane próbki I. Mieszanki paliw wytworzonych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych z olejem napędowym: E R 1. PKT-U-TE – Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację. R 2. PKT-U-EM – Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez M transestryfikację metanolem. A 3. PKT-U-TO – Tłuszcze odpadowe oczyszczone. N N II Mieszanki paliw tłuszczów posmaŜalniczych z olejem napędowym: 1. TF-R-TE – Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację. HL 2. TF-R-EM – Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez 50 transestryfikację metanolem. ALU2 3. TF-R-TO – Tłuszcze odpadowe oczyszczone. III. Paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem K R O L L KG opałowym: 1. TZ-J-EM – Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem. 2. TZ-J-TE – Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację. IV. Olej opałowy. 55 Politechnika Śląska w Gliwicach 22 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA PKT – Porafinacyjne kwasy tłuszczowe są produktem ubocznym odkwaszania jadalnych olejów roślinnych powstających w olejarniach. Paliwa te mogą być szeroko zastosowane na przykład do zasilania lokalnych i przemysłowych kotłowni, silników diesla w maszynach rolniczych i ciągnikach poza drogowych jak i w silnikach stacjonarnych [20]. TF – Tłuszcze posmaŜalnicze są to wszelkiego rodzaju tłuszcze z przemysłu spoŜywczego. Stosowane jako alternatywny surowiec do produkcji biopaliw [20]. TZ – Tłuszcze zwierzęce są produktami naturalnego pochodzenia z przemysłu spoŜywczego. Są to mieszaniny estrów gliceryny i wyŜszych kwasów tłuszczowych. Przetwarzanie odpadów zwierzęcych w paliwo tworzy produkt moŜliwy do zagospodarowania i posiadający określoną cenę rynkową [17]. PKN ON – Jest mieszaniną węglowodorów parafinowych, naftenowych i aromatycznych, wydzielonych z ropy naftowej w procesach destylacyjnych. Skład i wzajemne proporcje węglowodorów zawartych w olejach napędowych są róŜne w zaleŜności od charakteru przerabianej ropy oraz od procesów technologicznych zastosowanych przy ich produkcji Olej napędowy jest paliwem przeznaczonym do silników wysokopręŜnych z zapłonem samoczynnym [12]. Olej opałowy – Jest oleistą cieczą o barwie czerwonej będąca pozostałością po destylacji niskogatunkowej ropy naftowej w warunkach atmosferycznych. są stosowane jako paliwo do kotłów parowych, do pieców przem., a takŜe jako paliwo do wolnoobrotowych i średnioobrotowych okrętowych silników wysokopręŜnych [12]. 4.2. Skład elementarny Do właściwego prowadzenia procesu niezbędna jest znajomość składu poszczególnych substancji [15]. Skład pierwiastkowy substancji jest najwaŜniejszą informacją określającą jej przydatność jako paliwo. Skład paliw ciekłych wyznacza się w postaci udziałów gramowych pierwiastków [7] przedstawia to tabela 4.2. Politechnika Śląska w Gliwicach 23 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 4.2. Zawartość węgla, wodoru i siarki w biokomponentach oraz oleju opałowym Oznaczenie [%]: Badana substancja c h s 87,31 12,22 0,07 TZ-J-TE 10,96 79,52 0,01 TZ-J-EM 10,93 87,44 0,03 Olej opałowy Biokomponenty 4.3. Własności fizyczne Do własności fizycznych paliw ciekłych, waŜnych z punktu widzenia techniki spalania, naleŜy lepkość i jej zaleŜność od temperatury (tabela 5.1.). Ta właściwość decyduje o sposobie rozpylania tego paliwa i o temperaturze do której musi być ono podgrzane przed rozpyleniem [7]. Tabela 4.3. ZaleŜność lepkości od temperatury badanych próbek Lepkość [mm2/s] Symbol mieszanki 20 oC 40 oC 50 oC 10% PKT-U-TO 85% PKN ON 6,463 3,900 3,170 30% PKT-U-EM 70% PKN ON 6,029 3,697 3,037 30% PKT-U-TE 70% PKN ON 6,122 3,741 3,072 30% TF-R-TO 70% PKN ON 13,040 7,230 5,695 30% TF-R-EM 70% PKN ON 6,068 3,692 3,022 30% TF-R-TE 70% PKN ON 6,533 3,947 3,210 10% TZ-J-EM 90% PKN ON - 2,634 2,187 100% PKN ON 4,290 2,733 - 100 % olej opałowy 4,64 - - Politechnika Śląska w Gliwicach 24 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Zawartość substancji agresywnych w badanych próbkach przedstawiono w tabeli 4.3.: Tabela 4.4. Zawartość substancji agresywnych w biokomponentach oraz oleju opałowym Oznaczenie [mg/kg] Badana substancja Fosforany P2O4 Cl- NO2 999,42 1493,13 2915,6 2835,7 113,7 153,2 191,9 287,8 TZ-J-TE 664,91 993,38 1920,6 1868,0 319,2 478,8 TZ-J-EM 656,53 980,86 1416,2 1377,4 242,6 326,9 1856,8 1667 86,4 N2O5 Siarczany SO3 Olej opałowy HCl Azotany SO2 PO4 Biokomponenty Chlorki 116,4 4.4. Obliczenia 4.4.1. Stechiometria spalania Stechiometria opisuje wzajemne relacje miedzy składnikami chemicznymi paliwa i powietrza. Opiera się ona na równaniach opisujących utlenianie odstawowych pierwiastków paliwa, węgla C, wodoru H2 i siarki S: C + O2 → CO2 H2 + ½O2 →H2O (4.1) S + O2 → SO2 Na podstawie tych równań moŜna wyznaczyć ilość tlenu potrzebną do utleniania określonej liczby kilomoli węgla, wodoru i siarki. Aby wyrazić te zaleŜności liczbowo, naleŜy na podstawie składu chemicznego wyznaczyć ilość kilomoli tych pierwiastków w paliwie [2]. Politechnika Śląska w Gliwicach 25 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tlenki siarki są wytwarzane w procesie spalania przez utlenianie siarki zawartej w paliwie. W badanych próbkach TZ-J-TE i TZ-J-EM zawartość siarki występuje w śladowych ilościach – tabela 4.1. Ilość kilomoli pierwiastków węgla i wodoru zawartych w jednostce ilości paliwa: n 'c = c [kmolC / kg ] 12 (4.2) n'h = h [kmolH 2 / kg ] 2 (4.3) c, h- tabela 4.1. 4.4.2. Skład spalin suchych [O2 ] = n"O2 [CO2 ] = n"ss n'c n"ss (4.4) (4.5) Po przekształceniu (4.4) całkowita ilość spalin suchych: n"ss = n'c [CO2 ] (4.6) Ilość spalin suchych oblicza się za pomocą równania [8]: n " ss = n ' c + n ' a − n o min (4.7) 4.4.3. Zapotrzebowanie powietrza do spalania Stechiometryczne warunki spalania substancji palnej wymagają dokładnego określenia ilości tlenu potrzebnego do realizacji procesu spalania całkowitego i zupełnego [14]. Do procesu spalania tlen doprowadza się z powietrzem. Udział molowy tlenu w powietrzu wynosi 21%, więc teoretyczne zapotrzebowanie powietrza moŜna wyznaczyć ze wzoru (5.8): Politechnika Śląska w Gliwicach 26 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA na min = no min [kmol / j. p.] 0, 21 (4.8) Za pomocą wzoru (4.9) obliczmy minimalne teoretyczne zapotrzebowanie tlenu: no min = n 'c + 1 n ' H [kmol / j . p ] 2 (4.9) Podstawiamy (4.6) do (4.7) i za n’a wzór (4.9): 1 n' c = n 'c + n ' a − n 'c + n ' h [CO 2 ] 2 n'c 1 + n 'c + n ' h = n 'c + n ' a 2 [CO 2 ] Po przekształceniu obliczamy rzeczywistą ilość doprowadzonego powietrza: n'a = n' c 1 + n'h [CO 2 ] 2 (4.10) Z uwagi na trudność określenia ilości powietrza która jest dostarczana do procesu spalania za pomocą pomiarów bezpośrednich wartość ta została wyznaczona w oparciu o wzór (4.10) i pomiar zawartości [CO2] w spalinach (stęŜenia zostały przedstawione w tabelach w rozdziale 5.). 4.4.4. Stosunek nadmiaru powietrza W termodynamice procesów spalania udział powietrza (tlenu) określany jest stosunkiem nadmiaru powietrza λ zdefiniowany jako stosunek ilości powietrza doprowadzonej do procesu do ilości powietrza (tlenu) stechiometrycznego [2,14]. Mając obliczoną rzeczywistą ilość doprowadzonego powietrza oraz minimalną ilość doprowadzonego powietrza obliczamy na podstawie wzoru (4.11) współczynnik nadmiaru powietrza. Jest to wielkość bezwymiarowa: λ = Politechnika Śląska w Gliwicach n'a n a min (4.11) 27 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 4.4.5. Wartość opałowa Wartością opałową Wd danej substancji nazywamy ilość ciepła, jaką moŜna uzyskać w procesie spalania jednostkowego tej substancji realizując proces spalania całkowitego i zupełnego, przy czym produkty zostaną ochłodzone do temperatury substratów, a zawarta w nich para wodna nie ulegnie wykropieniu [14]. W termodynamice spalania występuje pojęcie entalpii spalania róŜniące się od wartości opałowej o ciepło skroplonej pary wodnej powstałej w wyniku procesu spalania. Pomiędzy wartością opałową a entalpią spalania zachodzi zaleŜność: Wg = Wd + r(w+9h) (4.12) gdzie 9h jest ilością wody uzyskanej ze spalenia wodoru h (kg wodoru/kg paliwa). Entalpia spalania jest wielkością wyznaczalną metodami pomiaru, podczas gdy wartość wymaga prowadzenia stosownych przeliczeń [14]. Wartość opałowa dla oleju opałowego lekkiego wynosi Wd ≥ 42 MJ/kg. KaŜda substancja, która ma dodatnią wartość opałową w określonych warunkach realizacji procesu pozwala wytworzyć taką ilość energii, która moŜe zagwarantować autentyczność przebiegu procesu [19]. Politechnika Śląska w Gliwicach 28 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 4.5. Analiza procesu spalania 4.5.1. Gazy spalinowe Osiągnięcie pełnego spalania w warunkach odpowiadających teoretycznym równaniom bilansowym paliwa i tlenu jest w praktyce niemoŜliwe, dlatego proces spalania przeprowadzany jest przy nadmiarze powietrza. Skład spalin zaleŜy od dwóch wielkości: składu paliwa i ilości powietrza podawanego do spalania. Wystarczy pomiar udziału jednego lub dwóch składników spalin [6]. Podczas badań wykonano pomiar trzech gazów spalinowych CO, CO2 i O2: – Tlenek węgla CO : Proces spalania węgla przebiega w ten sposób, Ŝe węgiel najpierw utlenia się niecałkowicie na tlenek węgla CO, który następnie w atmosferze tlenu przechodzi w ditlenek węgla CO2. W praktyce spalania względne duŜe ilości powstawania CO są rezultatem niezupełnego spalania spowodowane [21] jedną z dwóch następujących przyczyn: a) niedostateczne wymieszanie paliwa i powietrza powoduje występowanie głównie przebogaconych mieszanek lub nadmierne zuboŜenie mieszanki, co powoduje spadek szybkości spalania paliwa. b) bardzo szybkie wychłodzenie produktów spalania w zimnej warstwie przyściennej w tych urządzeniach stosunek powierzchni komory do jej objętości jest duŜy. Zawartość tlenku węgla w gazach spalinowych jest wskaźnikiem oceny jakości prowadzenia procesu spalania [21]. – Ditlenek węgla CO2 : Węgiel zawarty w paliwie spalając się zupełnie w atmosferze tlenu przechodzi w ditlenek węgla : C + O2 → CO2 Politechnika Śląska w Gliwicach (4.13) 29 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Zawartość CO2 w spalinach powinna stanowić około 16% spalin. NiŜsza zawartość CO2 moŜe wykazywać niedobór powietrza. – Tlen O2 : Przy spalaniu z nadmiarem powietrza w gazach spalinowych występuje wolny tlen. Stosunek nadmiaru powietrza nie powinien być, ani zbyt duŜy, ani mały. Przy zwiększeniu ilości powietrza wraz z niezwiązanymi składnikami powietrza unoszony jest w gazach spalinowych do atmosfery. Niedobór powietrza powoduje niezupełne spalanie i unoszenie w gazach spalinowych części niedopalonych, co jest związane ze stratami energii cieplnej [10]. 4.5.2. Badanie Płomienia Płomień jest widzialnym efektem procesu spalania stanowią go palące się gazy i pary wydzielane pod wpływem ciepła z mieszanki palnej. Badania struktury płomienia ujmują określenie prędkości i pola temperatur, za pomocą obserwacji barwy, a takŜe związków chemicznych w płomieniu, w równowadze chemicznej oraz w stanie nierównowagowym [10]. Podczas badań wyznaczono granice palności próbek przez regulacje powietrzem wtórnym. Dla róŜnych paliw były róŜne granice palności. Przy minimalnym ustawieniu powietrza wtórnego długość płomienia się skracała i płomień gasł. Przy maksymalnych ustawieniach płomień był dymiący, rozciągnięty i został zdmuchiwany. Procentowe ustawienia przepustnicy zostały przeliczone (wg wzorów 4.10. i 4.11.) na stosunek nadmiaru powietrza i w dalszych wynikach pomiarów zastosowany. Politechnika Śląska w Gliwicach 30 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5. WYNIKI POMIARÓW Badane próbki zostały opisane pod względem składu oraz własności fizycznych. Pobrana próbka do badań powinna odpowiadać przeciętnemu stanowi badanego ciała. Przy pobieraniu jednej próbki naleŜy dobrze wymieszać zawartość zbiornika. Przed zadozowaniem dokładnie wymieszano pojemnik z badana substancją. Spalanie mieszanek paliwowych odbywało się na dwóch palnikach: – olejowym firmy Herrmann HL 50 ALU.2; – uniwersalnym firmy Kroll KG 55. Badania przeprowadzane były dla róŜnych ciśnień rozpylania, dla trzech róŜnych ustawień przepustnicy. Na palniku uniwersalny firmy Kroll KG 55 wyznaczano maksymalne i minimalne graniczne palności. Badanie procesu spalania dla jednej próbki trwało 5 minut. Skład spalin mierzono co 10 sekund. Z otrzymanych pomiarów obliczono wartości średnie oraz odchylenie standardowe i wyniki umieszczono w tabelach. Otrzymane wyniki przedstawiono w postaci wykresów stęŜenia tlenku węgla CO, ditlenku węgla CO2 oraz tlenu O2 w funkcji współczynnika nadmiaru powietrza. Na ich podstawie zostało opisanie stęŜenie gazów spalinowych oraz charakterystyka procesu spalania. Warunki prowadzenia pomiarów były podobne: – temperatura otoczenia wahała się między 14 ÷ 19 oC; – temperatura spalin 140 ÷ 155 oC; – temperatura wody chłodzącej 55oC. Wszystkie obliczenia i wyniki pomiarów znajdują się w załączniku w wersji elektronicznej na płycie CD. Politechnika Śląska w Gliwicach 31 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5.1. Mieszanki paliw wytworzonych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych z olejem napędowym Spalano następujące mieszanki z olejem napędowym: – 30% tłuszczów odpadowych odkwaszonych przez estryfikację; – 30% estrów metylowych wytworzonych z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem; – 30% tłuszczów odpadowych oczyszczonych. Mieszanki palne spalano na palniku olejowym firmy Herrmann HL 50 ALU.2. Podczas badan ustalono granice palności, następnie spalano na optymalnych ustawieniach współczynnika nadmiaru powietrza, co zostało opisane pod wykresami. 5.1.1. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację Skład: Biokomponent 30% PKT-U-TE, olej napędowy 70%. Wygląd mieszanki: półprzeźroczysta, lekko mętna, ciemnobrązowa. Politechnika Śląska w Gliwicach 32 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.1. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% PKT-U-TE, olej napędowy 70% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,7 2,1 2,3 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 3,67 3,72 3,6 3,55 3,46 3,54 3,59 3,57 3,53 3,52 3,5 3,61 3,59 3,56 3,6 3,58 3,72 3,72 3,72 3,61 3,67 3,61 3,65 3,55 3,63 3,72 9,18 9,18 9,18 9,18 9,18 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,3 4,8 5,9 7,9 8,8 9,4 9,6 9,7 9,7 9,7 9,7 9,6 9,7 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 7,4 9,5 9,4 9,7 9,7 3665 3730 3808 4160 4868 5530 5856 5937 5872 5788 5648 5521 5302 5287 5224 5118 4964 4764 4524 4303 4061 4007 3986 3769 3326 3041 1428 1428 1428 1428 1428 9,7 9,27 9,33 9,16 9,24 9,46 9,61 9,59 9,53 9,61 9,54 9,65 9,72 9,67 9,65 9,59 9,18 8,94 8,98 8,92 9,0 8,95 9,09 9,2 9,23 9,24 9,18 9,32 9,52 9,5 9,57 7,1 7,2 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2 7,3 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,3 7,4 7,3 7,3 1617 1614 1558 1535 1516 1517 1545 1561 1572 1561 1580 1585 1598 1618 1621 1614 1596 1520 1433 1387 1341 1329 1336 1368 1396 1430 1428 1437 1452 1466 1478 10,6 10,35 10,44 10,49 10,67 10,68 10,68 10,75 11,02 11,02 11,0 11,15 11,25 11,3 11,03 10,91 10,96 11 10,98 10,99 11,03 11,04 11,08 11,04 11,16 11,13 11,2 11,25 11,34 11,35 11,1 6,3 6,3 6,4 6,6 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,6 6,6 6,6 6,5 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 6,4 6,3 6,4 2147 2089 1860 1737 1696 1713 1725 1737 1766 1889 1944 1963 2022 2121 2213 2172 2066 1997 1984 1991 1994 2026 2039 2022 2014 2016 2051 2107 2133 2172 2491 10,97 6,50 1996,68 0,26 0,13 174,11 4,51 9,18 4167,71 2,08 1,15 1459,26 Wartości średnie 9,36 7,29 1503,52 Odchylenie standardowe 0,26 0,08 94,06 Politechnika Śląska w Gliwicach 33 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 4400 stęŜenie CO [ppm] 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.1. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.2. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3 Politechnika Śląska w Gliwicach 34 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.3. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Najlepsze spalanie uzyskano przy λ=2,1 poniewaŜ stęŜenie CO było najniŜsze. Spalanie odbywało się stabilnie bez zadymienia, płomień o długości około 30cm, występowały niewielkie kropelki niespalonego paliwa. Kolor płomienia – Ŝółty a na koronie – fioletowy. Dla najniŜszego ustawienia λ=1,7 płomień o długości około 40cm, rozciągnięty, występowała mgiełka nad płomieniem, kolor – Ŝółtopomarańczowy. Podczas spalania próbki przy największym ustawieniu λ=2,3 płomień krótki, wąski, duŜa ilość niespalonych kropli paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty, natomiast korony niebiesko–fioletowy. 5.1.2. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem Skład: Biokomponent 30% PKT-U-EM, olej napędowy 70%. Wygląd mieszanki: Przeźroczysta, ciemnobrązowa. Politechnika Śląska w Gliwicach 35 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.2. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% PKT-U-EM, olej napędowy 70% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,7 2,1 2,4 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 3,7 3,63 3,54 3,65 3,58 3,57 3,59 3,59 3,76 3,78 3,76 3,62 3,61 3,67 3,64 3,73 3,65 3,74 3,73 3,84 4,17 4,28 4,42 4,38 4,58 4,63 4,63 4,42 4,31 4,34 4,44 3,5 6,6 8,4 9,1 9,4 9,6 9,7 9,7 9,7 9,6 9,7 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,6 9,6 9,6 9,6 9,5 9,5 9,5 9,5 9,4 9,4 9,4 9,4 2091 1977 2076 2589 2824 2838 2895 2914 2839 2715 2656 2573 2428 2354 2257 2275 2254 2196 2140 2045 1869 1679 1597 1543 1508 1467 1446 1440 1448 1468 1481 8,97 8,97 9,03 9,15 9,16 9,06 9,23 9,38 9,25 9,36 9,1 8,78 8,84 9,09 9,05 9,08 9,18 9,32 9,45 9,48 9,58 9,48 9,55 9,65 9,71 9,86 9,73 9,8 9,86 10,07 10,09 7,2 7,2 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,3 7,3 7,3 7,3 7,2 7,2 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 1456 1395 1380 1370 1393 1431 1441 1439 1430 1434 1453 1393 1325 1301 1282 1268 1273 1298 1314 1335 1387 1427 1427 1440 1449 1462 1484 1506 1525 1513 1547 11,68 11,59 11,28 11,17 11,12 11,02 11 10,66 10,57 10,66 10,84 10,67 10,67 10,72 10,75 10,73 10,86 10,86 10,8 10,83 10,91 10,99 10,87 10,99 10,99 10,89 10,96 10,98 10,95 11,03 11,1 4,9 5 5,3 5,7 5,9 6,1 6,2 6,3 6,3 6,4 6,4 6,5 6,5 6,5 6,6 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 2644 2748 2820 2842 2811 2791 2744 2742 2488 2244 2136 2134 2140 2164 2164 2149 2190 2212 2221 2244 2253 2253 2326 2356 2370 2418 2424 2419 2447 2489 2491 10,94 6,25 2415,29 0,25 0,44 239,71 3,93 9,24 2125,23 0,38 1,21 514,35 Wartości średnie 9,36 7,28 1405,74 Odchylenie standardowe 0,35 0,11 76,43 Politechnika Śląska w Gliwicach 36 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2600 stęŜenie CO [ppm] 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.4. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.5. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4 Politechnika Śląska w Gliwicach 37 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.6. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. StęŜenie tlenku węgla najniŜsze przy λ=2,1. Podczas spalania przy tym ustawieniu płomień o długości średniej około 25cm, wąski. Spalanie stabilne, bez zamglenia oraz kropel niespalonego paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a korony – fioletowy. Podczas spalania próbki przy najmniejszym λ=1,7 płomień o długości około 40cm i szeroki, lekko zamglony, kolor jednolity – jasnoŜółty. Przy największym ustawieniu λ=2,4 płomień był bardzo krótki, wąski, obecne niespalone krople paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty natomiast korony – fioletowa. 5.1.3. Tłuszcze odpadowe oczyszczone Skład: Biokomponent 10% PKT-U-TO, olej napędowy 85%, rozpuszczalnik 5% n-propanol Wygląd mieszanki: Półprzeźroczysta, oleista ciecz w kolorze miodu. Nieliczne i drobne wytrącenia (nierozpuszczony tłuszcz), po zadozowaniu rozpuszczalnika klarowna. Politechnika Śląska w Gliwicach 38 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.3. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% PKT-U-TO, olej napędowy 85%, rozpuszczalnik 5% n-propanol Stosunek nadmiaru powietrza: 1,5 1,7 2,2 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 4,93 5,05 4,74 4,86 4,84 4,85 4,85 4,89 4,97 5,3 5,1 5,17 5,43 5,75 6,13 5,89 6,19 5,58 5,15 4,94 4,93 4,95 5,12 4,87 4,57 4,23 4,28 4,25 4,37 4,32 4,4 11 11 10,9 10,8 10,9 10,8 10,8 10,8 10,8 10,7 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,4 10,3 10,2 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 10,7 10,7 10,7 10,8 10,9 10,9 10,9 11 1215 1161 1128 1150 1152 1152 1132 1135 1147 1149 1142 1126 1119 1090 1070 1075 1091 1113 1132 1138 1177 1212 1206 1217 1220 1171 1136 1136 1114 1088 1106 7,78 8,11 7,63 7,68 7,63 7,61 7,69 7,7 7,65 7,78 7,68 7,78 7,78 7,83 8,03 7,94 7,93 8,01 8,02 8,16 7,83 7,7 7,5 7,36 7,51 7,58 7,43 7,31 7,37 7,41 7,31 9 9,1 9,1 9,1 9,1 9,1 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,1 9,1 9,1 9,1 9 9 9 9 9 9,1 9,2 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,4 1108 1114 1119 1126 1125 1148 1165 1155 1146 1141 1138 1161 1182 1157 1154 1164 1170 1177 1164 1157 1167 1126 1085 1060 1038 1047 1050 1063 1047 1038 1041 11,41 11,13 11,14 11,53 15,45 15,57 11,4 10,98 10,78 10,72 10,52 10,5 10,46 10,55 10,63 10,73 10,54 10,62 10,54 10,68 10,68 10,48 10,58 10,41 10,54 10,63 10,54 10,53 10,58 10,68 10,63 6,9 7 7,3 7,2 7,1 6,5 5,6 5,5 5,9 6,5 6,9 7,2 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,5 7,4 7,4 7,5 7,5 2910 2935 2802 2659 2469 2112 1864 1914 1941 1972 2036 1930 1841 1806 1808 1851 1887 1877 1882 1864 1902 1921 1877 1832 1817 1806 1823 1845 1830 1860 1908 11,04 7,11 2025,19 1,23 0,55 339,31 5,00 10,66 1141,94 0,52 0,25 41,20 Wartości średnie 7,70 9,15 1120,42 Odchylenie standardowe 0,23 0,11 48,41 Politechnika Śląska w Gliwicach 39 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2300 stęŜenie CO [ppm] 2100 1900 1700 1500 1300 1100 900 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.7. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.8. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2 Politechnika Śląska w Gliwicach 40 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.9. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Najlepsze spalanie było dla najmniejszego ustawienia λ=1,5 poniewaŜ stęŜenie CO było najniŜsze. Płomień bardzo zamglony, długi (50cm) i szeroki, występowała mgiełka nad płomieniem. Kolor rdzenia płomienia –Ŝółty na koronie – jasnoŜółty. Przy ustawieniu λ =1,7 płomień o długości około 30cm oraz obecne niespalone krople paliwa. Kolor płomienia jednolity –Ŝółty. Podczas spalania próbki przy największym ustawieniu λ=2,2 płomień bardzo krótki, wąski, występowała duŜa ilość niespalonych kropel paliwa. Kolor płomienia w rdzeniu – Ŝółty natomiast korony – fioletowy. Politechnika Śląska w Gliwicach 41 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5.2. Mieszanki paliw tłuszczów posmaŜalniczych z olejem napędowym Spalano następujące mieszanki z olejem napędowym: – 30% tłuszczów odpadowych odkwaszonych przez estryfikację; – 30% estrów metylowych wytworzonych z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem; – 30% tłuszczów odpadowych oczyszczonych. Mieszanki palne spalano na palniku olejowym firmy Herrmann HL 50 ALU.2. Podczas badan ustalono granice palności, następnie spalano na optymalnych ustawieniach współczynnika nadmiaru powietrza, co zostało opisane pod wykresami. 5.2.1. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację Skład: Biokomponent 30% TF-R-TE, olej napędowy 70%. Wygląd mieszanki: przeźroczysta, kolor ciemnej herbaty. Politechnika Śląska w Gliwicach 42 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.4. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-TE, olej napędowy 70% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,5 1,8 2,3 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 5,21 5,28 5,36 5,35 5,61 5,7 5,66 5,62 5,49 5,66 5,69 5,67 5,92 6,01 5,89 5,77 5,93 5,85 5,72 5,98 5,93 6,01 5,77 5,93 5,65 5,46 5,16 5,15 5,3 5,41 4,87 10,8 10,8 10,7 10,7 10,7 10,6 10,6 10,6 10,5 10,5 10,5 10,5 10,4 10,4 10,4 10,4 10,3 10,3 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 10,3 10,4 10,4 10,4 10,6 10,6 10,6 1193 1193 1209 1214 1187 1199 1214 1227 1234 1230 1227 1238 1234 1211 1208 1215 1222 1241 1250 1260 1276 1274 1271 1285 1263 1228 1200 1184 1181 1196 1181 9,24 9,14 9,2 9,14 9,34 9,39 9,42 9,5 9,43 9,3 8,96 8,92 8,82 8,96 8,95 9,05 9,12 9,21 9,26 9,18 9,3 9,19 9,25 9,16 9,1 9,2 9,09 9,14 8,99 9,13 9,13 8,5 8,5 8,4 8,4 8,4 8,4 8,4 8,3 8,3 8,3 8,3 8,4 8,4 8,5 8,5 8,6 8,6 8,5 8,6 8,5 8,5 8,4 8,4 8,4 8,4 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 9,4 1383 1395 1401 1402 1411 1412 1425 1439 1458 1462 1459 1383 1290 1268 1260 1273 1292 1311 1310 1311 1311 1311 1301 1295 1310 1311 1316 1323 1332 1310 1041 11,04 10,96 10,98 10,94 11,01 11,02 10,95 10,97 14,54 17,38 12,71 11,44 11,53 14,55 12,76 11,58 11,43 11,58 14,5 14,29 11,66 11,42 11,55 14,49 13,14 11,69 11,45 11,5 11,47 15,61 16,41 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,3 7,1 6,2 5,7 5,8 6,1 6 5,8 5,9 6,3 6,6 6,4 5,9 5,8 6,1 6,5 6,3 5,8 5,9 6,2 6,5 6,7 6,7 2254 2339 2353 2329 2377 2447 2500 2527 2551 2185 1909 2229 2448 2405 2143 2361 2603 2758 2951 2852 2798 2900 2897 2907 2665 2744 2836 2937 3077 3315 3068 12,47 6,52 2602,10 1,81 0,60 326,74 5,61 10,50 1224,03 0,30 0,14 29,94 Wartości średnie 9,17 8,48 1338,90 Odchylenie standardowe 0,16 0,19 82,89 Politechnika Śląska w Gliwicach 43 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 2600 2200 1800 1400 1000 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.10. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3 stęŜenie CO 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.11. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3 Politechnika Śląska w Gliwicach 44 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.12. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5÷2,3. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. StęŜenie CO było najniŜsze dla najmniejszego ustawienia λ=1,5. Płomień długi 40cm, zamglony, obecne krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – jasnoŜółty. Podczas spalania na środkowym ustawieniu λ=1,8 długość płomienia średnia – 25cm, duŜe krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – jasnoŜółty. Dla największego ustawieniu λ=2,3 najwyŜsze stęŜenie CO. Płomień był krótki oraz wąski. DuŜo niespalonych kropel paliwa. Kolor płomienia fioletowo – Ŝółty. 5.2.2. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem Skład: Biokomponent 30% TF-R-EM, olej napędowy 70%. Wygląd mieszanki: lekko mętna, kolor jasnego miodu. Politechnika Śląska w Gliwicach 45 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.5. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-EM, olej napędowy 70% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,7 2,2 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 5,28 4,95 4,67 4,65 4,62 4,58 4,62 4,69 4,75 4,67 4,8 4,75 4,9 5,13 4,92 4,96 4,67 4,65 4,62 4,57 4,62 4,69 4,75 4,67 4,8 4,75 4,9 5,13 5,03 4,96 4,87 10,6 10,6 10,7 10,9 10,9 10,9 10,9 11 11 11 11 10,9 10,9 10,9 11 11 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,4 10,5 10,7 10,7 10,7 10,8 10,9 10,9 10,9 11 1104 1113 1113 1160 1187 1203 1218 1215 1203 1203 1209 1206 1212 1203 1184 2115 1091 1113 1132 1138 1177 1212 1206 1217 1220 1171 1136 1136 1114 1088 1106 8,45 8,32 8,38 8,37 8,33 8,43 10,99 7,7 7,65 7,78 7,68 7,78 7,78 7,83 8,03 7,94 7,93 8,01 8,02 8,16 7,83 7,7 7,5 7,36 7,51 7,58 7,43 7,31 7,37 7,41 7,31 8,8 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 6,5 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,2 9,1 9,1 9,1 9,1 9 9 9 9 9 9,1 9,2 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,4 1206 1209 1205 1197 1211 1227 2305 1155 1146 1141 1138 1161 1182 1157 1154 1164 1170 1177 1164 1157 1167 1126 1085 1060 1038 1047 1050 1063 1047 1038 1041 10,78 10,78 10,71 10,72 10,71 10,83 10,99 10,99 10,94 11,02 14,59 15,98 11,61 11,08 11 10,9 10,43 10,37 10,44 10,52 10,54 10,55 10,66 10,64 10,52 10,54 10,68 10,8 10,88 10,99 10,93 7,2 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 6,5 4 5,3 6,2 6,8 6,6 5,8 5,6 5,9 6,5 6,9 7,2 7,4 7,5 7,5 7,6 7,5 7,5 7,5 7,5 7,6 7,6 7,5 7,4 4,4 2272 2237 2240 2250 2264 2298 2305 2317 2408 2570 2538 2206 1937 2017 2076 2115 2006 1845 1731 1706 1703 1757 1845 1862 1900 1867 1862 1884 1976 2089 2177 11,07 6,84 2072,90 1,17 0,96 242,02 4,79 10,80 1196,94 0,18 0,18 176,19 Wartości średnie 7,93 9,02 1173,81 Odchylenie standardowe 0,67 0,50 218,32 Politechnika Śląska w Gliwicach 46 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2300 stęŜenie CO [ppm] 2100 1900 1700 1500 1300 1100 900 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.13. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.14. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2 Politechnika Śląska w Gliwicach 47 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.15. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2. Średnio dla jednego pomiaru spalono 230 ml paliwa. NajniŜsze stęŜenie CO dla tej próbki uzyskano przy najmniejszym ustawienia λ=1,4. Płomień o długości około 40cm, szeroki oraz zamglony. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a korony –jasnoŜółty. Przy środkowym ustawieniu λ=1,7 płomień długości średniej około 20cm, obecne małe krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – jasnoŜółty. W trakcie spalania przy największym ustawieniu λ=2,2 płomień bardzo krótki, występowała duŜa ilość niespalonych kropel paliwa. Kolor rdzenia płomienia – jasnoŜółty, natomiast na koronie – fioletowy. 5.2.3. Tłuszcze odpadowe oczyszczone Skład: Biokomponent 30% TF-R-TO, olej napędowy 70%. Wygląd mieszanki: duŜa przejrzystość, klarowna, jednorodna, kolor jasnej herbaty. Politechnika Śląska w Gliwicach 48 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.6. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-TO, olej napędowy 70% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,9 2,1 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 5,63 5,69 5,69 5,7 5,67 5,75 5,64 5,73 5,6 5,59 5,72 5,68 5,74 5,88 6,26 6,47 6,3 5,96 5,7 5,73 5,88 6,13 6,13 5,49 5,26 5,37 5,42 5,46 5,44 5,41 5,63 10,5 10,5 10,5 10,4 10,5 10,4 10,4 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,4 10,2 10,2 10,2 10,3 10,4 10,5 10,4 10,3 10,3 10,4 10,6 10,6 10,6 10,7 10,5 1424 1424 1420 1424 1415 1434 1420 1418 1443 1488 1471 1472 1497 1481 1487 1482 1494 1499 1447 1414 1386 1396 1373 1366 1355 1358 1354 1354 1351 1330 1424 9,86 9,6 9,6 9,7 9,46 9,63 9,7 9,72 9,65 9,7 9,66 9,66 9,67 9,71 9,79 9,86 9,86 9,92 9,89 9,98 9,92 10,09 9,85 9,98 10,13 10,07 10,18 10,18 10,26 10,3 9,86 8,1 8,1 8,1 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,1 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,1 8,1 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7,9 7,8 7,8 8,1 1884 1896 1886 1842 1827 1849 1859 1876 1895 1899 1892 1859 1886 1896 1905 1956 1988 2000 2014 2051 2041 2051 2089 2082 2104 2104 2109 2123 2144 2171 1884 10,94 11,03 11,1 11,13 11,15 11,2 11,19 11,14 11,13 11,18 11,28 11,26 11,19 11,36 11,47 11,43 11,17 10,68 10,54 10,48 10,54 10,63 10,66 10,59 10,63 10,59 10,71 10,67 10,76 10,78 10,94 7,3 7,3 7,3 7,4 7,4 7,3 7,3 7,2 7,2 7,2 7,3 7,3 7,3 7,2 7,2 7,1 7,1 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,6 7,5 7,6 7,6 7,6 7,5 7,5 7,3 2963 3002 3051 3099 3168 3169 3268 3311 3363 3371 3400 3493 3578 3619 3701 3787 3897 3707 3159 2842 2555 2424 2399 2429 2463 2492 2567 2606 2630 2649 2963 10,95 7,35 3072,07 0,31 0,16 466,27 5,74 10,44 1422,57 0,29 0,12 51,69 Wartości średnie 9,85 8,08 1972,60 Odchylenie standardowe 0,22 0,12 107,60 Politechnika Śląska w Gliwicach 49 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 3000 2600 2200 1800 1400 1000 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.16. StęŜenie CO stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.17. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1 Politechnika Śląska w Gliwicach 50 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.18. StęŜenie O2 stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1 Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. StęŜenie tlenku węgla rośne wraz ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza. NajniŜsze stęŜenie CO jest dla λ=1,5. Płomień o długości około 40cm i szeroki. Występowały małe krople niespalonego paliwa. Kolor jednolity – Ŝółty. Podczas spalania przy ustawieni λ=1,9 płomień o długości średniej około 25cm oraz występowały krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – Ŝółty. Przy największym ustawieniu λ=2,1 bardzo duŜe stęŜenie CO, płomień bardzo krótki oraz duŜo niespalonych kropli paliwa. Kolor płomienia – fioletowy. Politechnika Śląska w Gliwicach 51 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5.3. Paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem opałowym Paliwa te w temperaturze otoczenia krystalizują, dlatego przed spaleniem podgrzewano je do odpowiednich temperatur, wyznaczanych eksperymentalnie dla danej próbki. Spalano następujące paliwa z tłuszczów zwierzęcych: – estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem; – tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację. oraz mieszanki z olejem opałowym: – 10% i 20% mieszanki estrów metylowych wytworzonych z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem. – 20% mieszanki tłuszczów odpadowych odkwaszonych przez estryfikację. Spalanie paliw i mieszanek paliwowych odbywało się na róŜnych nastawach powietrza pierwotnego. Wyznaczano maksymalne i minimalne graniczne palności. Spalane próbek odbywało się na palniku uniwersalnym Kroll KG 55. 5.3.1. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem Wygląd mieszanki: W temperaturze otoczenia próbka gęsta, płynna, liczne wytrącenia, (nierozpuszczony tłuszcz), kolor jasnoŜółty. Po podgrzaniu próbki do 50oC przeźroczysta, kolor ciemnoŜółty. 1) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,025 MPa Skład: Biokomponent 10% TZ-J-EM, olej napędowy 90%. Wygląd mieszanki: przejrzysta, klarowna, jasnoŜółta. Politechnika Śląska w Gliwicach 52 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.7. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% TZ-J-EM, olej napędowy 90% Stosunek nadmiaru powietrza: 1,6 2,1 2,3 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 4,22 3,92 3,7 3,62 3,66 3,65 3,67 3,76 3,76 3,87 3,79 3,84 3,76 3,82 3,79 3,87 4,08 4,33 4,33 4,29 4,37 4,56 4,56 4,73 4,81 4,76 4,71 5,03 4,94 5,09 5,23 9,5 9,5 9,5 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,5 9,5 9,4 9,4 9,4 9,3 9,3 9,3 1911 1936 2324 3349 4699 5483 5660 5531 5215 4761 4279 3877 3343 3155 3209 3223 3055 2697 2294 2051 1863 1772 1674 1611 1556 1505 1472 1469 1439 1420 1410 8,47 8,11 8,05 8,1 8,06 8,06 8,19 8,18 8,18 8,21 8,29 8,28 8,4 8,38 8,45 8,57 8,67 8,75 8,8 8,98 8,91 8,75 8,33 8,3 8,29 8,44 8,58 8,78 8,73 8,72 8,57 7,6 4,1 4,6 6,1 7,1 7,6 7,8 7,8 7,9 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 7,7 7,7 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,7 7,7 7,8 7,7 7,7 7,7 7,6 1203 1208 1203 1180 1162 1168 1183 1202 1203 1206 1203 1187 1192 1197 1211 1213 1222 1235 1246 1250 1254 1250 1231 1199 1171 1161 1162 1155 1168 1170 1187 10,77 10,69 10,53 10,49 10,54 10,6 10,73 10,92 10,86 11 11,06 11,06 11,09 11,12 11,22 11,3 11,36 11,24 11,33 11,12 11,16 11,04 11,02 11,03 11,15 11,22 11,28 11,42 11,57 11,58 11,64 6,6 6,6 6,6 6,7 6,7 6,8 6,8 6,8 6,7 6,7 6,6 6,6 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 6,5 6,4 6,4 6,3 6,3 1726 1725 1687 1664 1665 1643 1637 1688 1729 1772 1824 1868 1870 1864 1928 1991 2030 2102 2093 2108 2061 1995 1946 1905 1893 1919 1965 2055 2137 2250 2334 11,07 6,54 1905,61 0,31 0,14 185,39 4,21 9,55 2878,81 0,50 0,12 1414,98 Wartości średnie 8,44 7,44 1199,42 Odchylenie standardowe 0,27 0,89 28,55 Politechnika Śląska w Gliwicach 53 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 3000 2600 2200 1800 1400 1000 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.19. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.20. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 54 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.21. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,6 ÷ 2,3. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Najlepsze spalanie uzyskano przy ustawieniu λ=2,1, najniŜsze stęŜenie CO. Płomień o długości około 40cm i zamglony. Obecne małe krople niespalonego paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty natomiast korony – jasnoŜółty. Przy najmniejszym ustawieniu λ=1,6 najwyŜsze stęŜenie CO. Płomień o długości około 40cm i zamglony. Nie występowały krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – Ŝółtopomarańczowy. Natomiast przy największym ustawieniu λ=2,3 płomień krótki i wąski. Wystąpiły duŜe krople niespalonego paliwa, brak zamglenia. Kolor płomienia na rdzeniu – Ŝółty a korony – jasnoŜółty. 2) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,03 MPa Skład: Biokomponent 100% TZ-J-EM. Politechnika Śląska w Gliwicach 55 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.8. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,9 2,2 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 4,25 4,27 4,33 4,34 4,19 4 4 4,02 4,13 4,2 4,22 4,22 4,14 4,14 4,27 4,39 4,64 4,64 4,53 4,5 4,33 4,39 4,52 4,53 4,28 4,3 4,39 4,42 4,42 4,34 4,17 11 11 11 11 10,9 10,9 10,9 10,9 11 11 11 11 11 11 11 11 10,9 10,9 10,8 10,8 10,8 10,8 10,9 10,9 10,8 10,8 10,8 10,9 10,9 10,9 10,9 825 825 857 855 860 861 876 876 874 864 867 876 874 860 854 845 828 798 798 792 782 792 797 765 749 750 752 760 769 769 747 10,45 9,17 8,8 8,79 9,15 9,15 9,08 9,15 9,04 9,02 8,87 9,03 9,08 9,02 9,1 9,03 9,01 8,98 8,98 9,12 9,21 9,24 9,49 9,46 9,45 9,29 9,23 9,34 9,43 9,33 9,35 7,9 7,8 7,8 8 8,2 8,3 8,3 8,3 8,3 8,3 8,3 8,4 8,4 8,4 6,2 5,7 7,1 7,8 8,1 8,3 8,4 8,4 8,3 8,3 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,3 1045 1025 1028 1012 988 995 1013 1012 1009 1012 990 981 981 990 995 990 991 995 1000 1014 1031 1033 1035 1054 1061 1051 1033 1035 1052 1070 1055 11,25 11,22 11,37 11,42 11,55 11,39 11,24 11,18 11,25 11,32 11,47 11,6 11,5 11,46 11,44 11,44 11,48 11,54 11,47 11,48 11,52 11,5 11,46 11,46 11,53 11,49 11,53 11,58 11,65 11,67 11,69 7 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6,9 7 7 6,9 6,9 7 7 6,9 6,9 2268 2304 2293 2312 2327 2365 2323 2190 2124 2124 2128 2160 2225 2241 2248 2271 2308 2330 2374 2384 2399 2464 2466 2445 2447 2479 2518 2559 2575 2605 2568 11,46 7,02 2349,16 0,13 0,07 138,47 4,31 10,92 819,26 0,17 0,08 46,54 Wartości średnie 9,19 8,03 1018,58 Odchylenie standardowe 0,30 0,62 26,07 Politechnika Śląska w Gliwicach 56 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 2500 2200 1900 1600 1300 1000 700 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.22. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.23. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 57 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.24. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2. Średnio dla jednego pomiaru spalono 300 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 50oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i się nie zapala. Najlepsze spalanie dla najmniejszego ustawienia λ=1,4, najniŜsze stęŜenie CO= 820 ppm. Płomień o długości około 40cm i szeroki, lekko zamglony. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Przy średnim ustawieniu λ=1,9 płomień o długości średniej około 30cm, rozciągnięty i rozdarty. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a korony – pomarańczowy. Podczas spalania przy największym ustawieniu λ=2,2 płomień bardzo krótki, obecnych duŜo kropel niespalonego paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty, korony niebiesko – fioletowy. 3) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,04 MPa Skład: Biokomponent 100% TZ-J-EM. Politechnika Śląska w Gliwicach 58 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.9. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM Stosunek nadmiaru powietrza: 1,3 1,6 1,8 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 2,77 2,47 2,22 2,15 2,15 2,07 2,18 2,08 1,98 1,94 2,08 2,05 2,13 2,12 2,06 1,99 2,06 2,34 2,96 3,08 3,22 3,66 3,59 3,34 3,23 3,25 3,37 3,32 3,24 3,13 3,09 12 12,1 12,1 12 12 11,9 11,9 12 12 12 12 11,9 11,8 11,9 11,9 11,9 12 12 12 11,9 11,8 11,7 11,6 11,5 11,4 11,4 11,5 11,6 11,5 11,6 11,6 664 664 861 1469 2185 3087 3733 4311 4588 5499 6398 7033 7011 6126 5227 4806 4989 5468 4838 3251 2279 1569 1208 1003 904 814 766 740 724 711 706 6,27 6,41 6,43 6,61 6,46 6,42 6,39 6,37 6,25 6,2 6,23 6,33 6,25 6,24 6,3 6,37 6,51 6,41 6,42 6,63 6,58 6,53 6,47 6,49 6,6 6,63 6,65 6,63 6,82 6,8 6,78 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,8 9,8 9,8 9,8 484 472 488 512 534 524 491 491 493 499 490 477 481 472 465 469 477 481 470 459 468 481 491 490 494 490 499 499 483 474 474 8,67 8,73 8,84 8,69 8,77 8,55 8,77 8,77 8,73 8,7 8,8 8,76 8,76 8,8 8,83 8,94 8,9 8,94 8,86 8,9 8,89 8,85 8,78 8,74 8,85 8,85 8,84 8,92 8,92 8,94 8,94 8,9 8,8 8,7 8,6 8,6 8,7 8,7 8,8 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,6 8,6 8,6 8,6 8,6 9,1 9,4 9,1 8,9 8,7 8,6 8,6 8,6 541 547 542 559 559 545 540 542 547 544 540 545 570 569 569 567 569 570 572 572 576 578 569 560 557 561 569 569 576 582 582 8,81 8,74 560,90 0,09 0,18 13,74 2,62 11,82 3020,39 0,59 0,22 2233,20 Wartości średnie 6,47 9,89 486,19 Odchylenie standardowe 0,17 0,03 16,47 Politechnika Śląska w Gliwicach 59 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 3200 stęŜenie CO [ppm] 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 1,2 1,4 1,6 1,8 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.25. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.26. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 60 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.27. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,3 ÷ 1,8. Średnio dla jednego pomiaru spalono 400 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 50oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i się nie zapala. Najlepsze spalanie dla średniej wartości λ=1,6, poniewaŜ bardzo niskie stęŜenie CO=380 . Płomień o średniej długości około 25cm. Spalanie przebiegało stabilnie bez zamglenia oraz kropel niespalonego paliwa. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Na najmniejszym ustawieniu λ=1,3 płomień bardzo długi 45cm, rozciągnięty i zamglony. Kolor płomienia – Ŝółtopomarańczowy. W trakcie spalania przy największym ustawieniu λ=1,8 płomień krótki, brak kropel niespalonego paliwa. Kolor płomienia jednolity – Ŝółty. 4) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,05 MPa a) Skład: Biokomponent 100% TZ-J-EM. Politechnika Śląska w Gliwicach 61 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.10. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM Stosunek nadmiaru powietrza: 1,5 2,0 2,8 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 5,84 5,93 5,88 5,87 5,91 6,08 5,92 5,85 5,84 5,87 5,93 6,13 6,33 6,3 6,35 6,26 6,21 6,19 6,32 6,32 6,31 6,29 6,24 6,28 6,21 6,26 6,11 6,15 6,13 6,13 6,06 10,3 10,3 10,3 10,3 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,1 10,1 10 10 10 10 10,1 10,1 10 10 10 10 10 10 10 10,1 10,1 10,1 373 366 347 337 325 306 302 315 311 302 296 293 291 297 293 283 293 302 293 278 283 274 275 278 296 289 284 294 297 293 294 10,14 10,11 10,14 10,07 10,11 10,09 10,09 10,07 10,18 10,22 10,17 10,3 10,14 10,22 10,13 10,16 10,07 10,11 10,09 10,13 10,22 10,16 10,17 10,09 10,21 10,22 10,11 10,31 10,23 10,3 10,18 7,7 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 7,7 7,7 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 722 725 725 719 711 708 705 716 712 716 715 714 719 724 724 725 735 728 728 737 744 747 740 740 737 733 737 737 740 750 757 18,39 19,16 13,96 11,96 11,63 12,59 15,62 12,11 11,68 11,6 14,89 12,89 11,71 11,68 14,99 14,34 11,91 11,64 12,82 15,28 12,14 11,82 12,16 15,76 12,28 11,88 11,82 15,49 12,48 11,95 11,81 3,4 3,1 2,8 2,8 3,6 4,7 5,5 5,6 5,6 5,8 6,1 6,1 5,7 5,8 6,1 6,2 5,9 5,8 6 6,2 5,9 5,7 5,9 6,1 5,9 5,7 5,8 6 6 5,7 5,8 1130 1004 845 1235 1753 1981 2008 1830 2020 2147 2185 1922 1932 2027 2124 1998 1871 1973 2065 2000 1886 2070 2200 2150 1925 2054 2241 2312 2086 2133 2311 13,24 5,40 1916,71 2,04 1,05 365,80 6,11 10,12 301,94 0,18 0,11 24,38 Wartości średnie 10,16 7,79 728,06 Odchylenie standardowe 0,07 0,03 13,11 Politechnika Śląska w Gliwicach 62 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 1800 1400 1000 600 200 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 2,8 3,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.28. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa stęŜenie CO 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.29. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 63 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.30. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,8. Średnio dla jednego pomiaru spalono 350 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 50oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i paliwo się nie zapala. Wraz ze wzrostem λ stęŜenie CO rośnie, najlepsze spalanie przy najmniejszym ustawieniu λ=1,5. Płomień o długości około 40cm, kolor jednolity – Ŝółty. Przy ustawieniu λ=2,0 płomień o długości średniej około 25cm, obecne niedopalone krople paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a korony – fioletowy. Podczas spalaniu przy maksymalnym ustawieniu λ=2,8 płomień bardzo krótki, niezadymiony. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a korony – fioletowy. b) Skład: Biokomponent 10% TZ-J-EM, 90% olej opałowy. Wygląd mieszanki: Przeźroczysta, kolor czerwonej herbaty Politechnika Śląska w Gliwicach 64 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.11. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% TZ-J-EM, 90% olej opałowy Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,7 2,0 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 2,93 3,03 2,79 2,79 2,96 2,82 2,84 2,79 2,85 3,03 3,07 3,05 2,97 2,94 2,96 3,02 3,07 3,01 2,93 2,94 3,08 2,95 3,06 3,08 3,09 3,16 3,29 3,2 3,13 3,21 3,34 11,5 11,5 11,6 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,8 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,8 11,8 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,2 7,1 362 359 369 375 381 381 379 369 374 360 356 357 362 349 347 344 343 338 328 314 337 353 347 349 374 369 349 333 324 343 327 8,34 8,23 8,19 8,18 8,15 7,95 8,14 8,1 8,12 8,21 8,12 8,12 8,18 8,14 8,25 8,29 8,23 8,42 8,32 8,34 8,33 8,28 8,25 8,23 8,21 8,23 8,26 8,19 8,15 8,36 8,3 8,9 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,8 8,8 8,8 8,8 8,9 8,8 8,8 8,9 8,9 8,9 8,9 481 481 479 474 480 496 505 498 493 489 496 490 490 483 483 477 477 477 473 471 481 482 471 468 477 479 487 501 493 482 489 9,99 9,96 9,88 12,57 16,03 11,39 10,05 9,98 9,92 9,83 9,9 9,9 9,89 9,96 9,9 9,91 9,95 9,93 10 9,94 9,96 9,96 9,98 10,03 10,11 10,12 10,11 10,04 10,09 10,12 10,13 7,8 7,9 7,9 7,8 7,7 7 6,4 6,4 6,9 7,3 7,5 7,7 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 7,7 7,8 7,8 766 778 785 785 750 662 702 721 736 750 755 772 766 762 766 769 765 762 766 765 750 744 746 752 775 784 788 785 781 781 791 10,31 7,62 760,00 1,19 0,40 27,06 3,01 11,53 353,29 0,14 0,83 17,88 Wartości średnie 8,22 8,86 483,97 Odchylenie standardowe 0,10 0,05 9,35 Politechnika Śląska w Gliwicach 65 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 800 700 600 500 400 300 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.31. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5. 32. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 66 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.33. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,0. Średnio dla jednego pomiaru spalono 400 ml paliwa. Najlepsze spalania dla najmniejszego ustawienia λ=1,4; bardzo niskie stęŜenie CO=350 . Płomień o długości około 40cm, rozciągnięty oraz lekko dymiący. Kolor rdzenia płomienia – jasnoŜółty a korony –pomarańczowy. Przy ustawieniu λ=1,7 płomień o długości około 30cm i szeroki. Brak zadymienia i niespalonych kropli paliwa. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Podczas spalania przy maksymalnym ustawieniu λ=2,0 płomień wyłączał się. Długość płomienia średnia 25cm, obecne krople niespalonego paliwa i lekka mgiełka nad płomieniem. Kolor płomienia – fioletowoŜółty. c) Skład: Biokomponent 20% TZ-J-EM, 80% olej opałowy Wygląd mieszanki: Przeźroczysta, kolor czerwonej herbaty Politechnika Śląska w Gliwicach 67 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.12. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% TZ-J-EM, 90% olej opałowy Stosunek nadmiaru powietrza: 1,5 1,7 2,0 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 5,12 5,11 5,15 5,25 5,09 5,18 5,28 5,23 5,28 5,31 5,4 5,39 5,28 5,29 5,26 5,21 5,21 5,13 5,17 5,27 5,25 5,34 5,4 5,33 5,41 5,38 5,33 5,37 5,38 5,33 5,3 10,6 10,6 10,7 10,7 10,7 10,7 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,6 10,6 10,6 10,7 10,6 10,6 10,6 10,6 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 375 373 376 382 398 411 432 425 403 410 416 417 433 417 403 394 400 412 397 382 387 375 387 378 374 376 407 398 376 375 400 8,37 8,25 8,24 8,26 8,37 8,36 8,32 8,27 8,37 8,29 8,28 8,28 8,27 8,25 8,22 8,3 8,26 8,3 8,41 8,43 8,5 8,4 8,44 8,44 8,46 8,5 8,57 8,53 8,43 8,55 8,44 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9,1 9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 489 489 487 498 502 503 499 508 512 509 512 506 495 486 487 484 498 496 505 503 501 489 492 484 477 483 486 489 482 471 486 10 10,02 10 10,09 10,03 10,09 10,09 10 10,05 10,09 10,02 10,13 10,14 10,18 10,11 10,12 10,12 10,14 10,2 10,13 14,34 16,81 10,83 10,32 10,26 10,34 15,56 11,58 10,31 10,23 10,21 7,9 7,9 8 8 7,9 7,9 7,8 7,8 7,8 7,9 7,8 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 6,8 6,1 6,4 6,9 7,3 7,1 6,6 6,7 7,1 769 772 788 793 796 797 796 800 806 798 803 801 800 803 797 804 803 804 810 812 806 712 674 739 750 763 762 746 800 797 797 10,73 7,55 783,81 1,67 0,54 31,53 5,27 10,58 396,42 0,09 0,07 18,38 Wartości średnie 8,37 8,93 493,81 Odchylenie standardowe 0,10 0,07 10,56 Politechnika Śląska w Gliwicach 68 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 800 700 600 500 400 300 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.34. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.35. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 69 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.36. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,0. Średnio dla jednego pomiaru spalono 400 ml paliwa. Najlepsze spalanie przy najniŜszym ustawienia λ=1,5; bardzo niskie stęŜenie CO=400 . Płomień o długości około 35cm, szarpiący. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Przy ustawieniu λ=1,7 spalanie stabilne. Płomień o długości około 40m, brak mgiełki i kropel niespalonego paliwa. Kolor płomienia – jasnoŜółty. Podczas spalania przy maksymalnym ustawieniu λ=2,0 płomień krótki, szarpiący, obecne krople niespalonego paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty, na koronie – fioletowy. 5.3.2. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację Wygląd mieszanki: W temperaturze otoczenia próbka krystalizuje, kolor – jasnoŜółty. Próbka przeniesiona do cieplejszego pomieszczenia, po kilku godzinach gęsta jasnoŜółta ciecz. Po wlaniu próbki do palnika trzeba było podgrzać do 60oC gdyŜ palnik nie zapalał się. Po podgrzaniu próbka płynna przeźroczysta, kolor – ciemnoŜółty. 1) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,03 MPa a) Skład: Biokomponent 100% TZ-J-TE. Politechnika Śląska w Gliwicach 70 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.13. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% TZ-J-TE, 90% olej opałowy Stosunek nadmiaru powietrza: 1,9 2,1 2,5 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 8,13 8,13 8,18 8,27 8,29 8,37 8,56 8,58 8,34 8,22 8,19 8,22 8,21 8,22 8,39 8,69 8,86 9,13 9,48 9,65 9,78 9,98 10,08 10,37 10,49 10,5 10,4 10,31 10,28 10,17 10,22 8,6 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,4 8,4 8,4 8,4 8,4 8,5 8,5 8,5 8,4 8,3 8,2 8,1 8 7,9 7,8 7,7 7,5 7,4 7,4 7,3 7,3 7,3 7,3 1383 1389 1403 1444 1468 1507 1538 1573 1587 1570 1539 1539 1532 1538 1536 1555 1611 1693 1773 1867 1918 1946 1978 2000 2013 2035 2073 2095 2089 2057 2024 9,64 9,64 9,63 9,4 9,4 9,49 9,65 9,41 9,39 9,38 9,49 9,58 9,53 9,52 9,57 9,56 9,59 9,67 9,76 9,85 9,67 9,45 9,53 9,61 9,72 9,76 9,8 9,8 9,76 9,84 9,93 7,9 7,9 7,9 7,9 8 8,3 8,1 8 7,9 7,9 7,9 8 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 1400 1403 1405 1390 1354 1327 1327 1349 1343 1362 1386 1400 1399 1421 1434 1444 1459 1465 1468 1475 1497 1526 1533 1519 1510 1525 1548 1554 1554 1592 1612 16,33 15,55 14,42 11,81 11,6 11,51 11,81 15,38 12,46 11,26 11,08 12,36 15,38 11,72 11,05 10,97 10,99 11 15,43 16,05 12,27 11,59 11,49 13,73 15,82 12,44 11,75 11,61 12,27 15,68 13,25 5,8 5,9 5,9 5,6 5,6 5,8 6,2 6,3 6 5,7 5,8 6,2 6,4 6,1 5,8 6 6,3 6,6 6,8 6,7 6,2 5,7 5,8 6,1 6,2 5,9 5,6 5,7 5,9 6,2 5,9 2527 2498 2191 2115 2342 2450 2521 2610 2308 2356 2422 2507 2391 2111 2173 2260 2325 2482 2663 2571 2344 2657 2821 2932 2844 2584 2773 3012 3125 3088 2783 12,91 6,02 2541,48 1,85 0,32 277,03 9,12 8,11 1718,48 0,92 0,47 249,22 Wartości średnie 9,61 7,89 1451,00 Odchylenie standardowe 0,15 0,11 81,09 Politechnika Śląska w Gliwicach 71 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.37. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa stęŜenie CO 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.38. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 72 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 14 12 10 8 6 4 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.39. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,9 ÷ 2,5. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 60oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i paliwo się nie zapala. Najlepsze spalanie przy ustawieniu λ=1,9, poniewaŜ najniŜsze stęŜenie tlenku węgla (CO=1450 ppm). Płomień o długości średniej około 25cm, lekko zamglony. Kolor płomienia jednolity – Ŝółty. Przy środkowym ustawieniu λ=2,1 płomień krótki i wąski. Bardzo duŜo niespalonych kropli paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty natomiast korony –fioletowy. Podczas spalania przy maksymalnym ustawieniu λ=2,5 płomień dławiący oraz dymiący, wyłączał się kilkakrotnie. DuŜo niespalonych kropli paliwa. Kolor płomienia jednolity – fioletowy. b) Skład: Biokomponent 20% TZ-J-TE, 80% olej opałowy Wygląd mieszanki: przejrzysta, przeźroczysta, kolor czerwonej herbaty. Politechnika Śląska w Gliwicach 73 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.14. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% TZ-J-TE, 90% olej opałowy Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 2,1 2,4 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 3,74 3,91 4,05 4,01 3,56 3,46 3,75 3,78 3,87 3,86 3,91 3,8 3,54 3,52 3,33 3,24 2,99 3,22 3,2 3,34 3,13 3,18 3,15 3,14 3,49 3,58 3,39 3,45 3,73 3,63 3,82 10,7 10,8 10,8 10,8 10,7 10,8 10,9 10,9 10,9 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,9 10,9 10,9 11,1 11,1 11,1 11,2 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11 11 11 11 11 927 952 961 974 974 1022 1089 1075 1047 1053 1038 1025 1016 1019 1095 1129 1139 1198 1212 1196 1170 1171 1221 1233 1242 1206 1135 1092 1076 1037 1011 9,91 9,9 9,83 9,87 9,83 9,81 9,75 9,84 10,04 9,94 10,04 10,09 10,43 10,44 10,49 10,54 10,35 10,46 10,4 10,45 10,55 10,68 10,66 10,69 10,71 10,36 10,12 10,17 10,04 10 10,05 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,7 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,4 7,4 7,4 7,3 7,3 7,4 7,3 7,3 7,3 7,2 7,2 7,2 7,2 7,3 7,4 7,5 7,5 1003 1002 1016 1007 1018 1039 1050 1047 1061 1080 1095 1102 1134 1178 1218 1276 1324 1300 1310 1332 1349 1367 1424 1446 1443 1443 1383 1272 1235 1221 1213 16,93 15,78 11,96 11,65 11,48 11,48 11,35 11,46 16,83 17,14 12,05 11,26 11,08 11,14 11,28 11,26 11,29 11,29 11,16 11,22 11,09 11,18 11,13 11,05 11,03 11,24 11,2 11,13 11,07 11,14 11,21 6,3 6,1 5,6 5,3 5,6 5,9 6,2 6,5 6,6 6,2 5,6 5,1 5,4 5,9 6,3 6,6 6,7 6,7 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 2871 2770 2394 2533 2681 2814 2877 2768 2666 2197 1804 1868 1928 1932 1956 1984 1984 2020 2033 2004 1989 1969 2003 2032 2020 2045 2064 2042 2030 2030 2054 11,99 6,37 2205,23 1,86 0,56 343,40 3,54 10,94 1088,23 0,30 0,14 92,14 Wartości średnie 10,21 7,47 1206,06 Odchylenie standardowe 0,31 0,17 151,93 Politechnika Śląska w Gliwicach 74 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 2400 stęŜenie CO [ppm] 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.40. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa 14 stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.41. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 75 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 14 stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.42. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,4. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Podczas spalania mieszankę paliwową podgrzano do 30oC. Najlepsze spalanie dla ustawienia λ=1,4. Płomień o długości około 40cm, szeroki i rozciągnięty oraz lekko zamglony. Kolor płomienia – Ŝółtopomarańczowy. Przy środkowym ustawieniu λ=2,1 płomień był krótki oraz krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia jednolity – Ŝółty. Przy największym ustawieniu λ=2,4 płomień wyłączał się kilkakrotnie. Płomień krótki, obecne niespalone krople paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty a na koronie – Ŝółtofioletowy. 2) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,04 MPa Skład: Biokomponent 100% TZ-J-TE. Politechnika Śląska w Gliwicach 76 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.15. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-TE Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,7 2,4 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 2,75 2,71 3,02 3,01 3 2,8 2,99 3,13 3 3,01 2,81 2,62 2,6 2,4 2,25 2,29 2,25 2,22 2,19 2,42 2,39 2,48 2,41 2,32 2,41 2,48 2,46 2,49 2,27 2,34 2,53 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,5 11,6 11,5 11,4 11,4 11,4 11,5 11,6 11,6 11,7 11,7 11,8 11,8 11,8 11,9 11,9 11,8 11,8 11,9 11,9 11,9 11,9 5,8 5,7 8,6 797 794 781 750 731 730 718 725 721 709 718 736 741 750 831 1082 1484 1482 1405 1469 1234 1114 1072 1060 980 923 854 779 771 801 785 6,83 6,83 6,93 6,74 6,76 6,88 6,92 7 7 6,84 6,76 6,84 6,9 6,8 6,76 6,81 6,85 6,79 6,81 6,85 6,88 7,01 6,91 6,79 6,77 6,82 6,67 6,84 6,96 6,94 6,97 9,3 9,3 9,3 9,3 9,4 9,5 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,5 7,5 6,8 8,1 8,8 9,3 9,4 9,4 9,4 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 857 855 835 804 763 743 721 709 712 711 705 703 696 696 699 702 702 695 690 692 690 681 686 695 684 684 703 714 721 728 725 9,89 9,89 9,95 10,02 10,07 10 10,08 10,21 10,34 10,41 10,44 10,6 10,57 10,54 10,68 11,02 11,19 14,9 17,01 12,38 10,68 10,49 10,4 10,43 10,53 10,69 10,64 10,55 10,6 10,73 10,69 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 7,7 7,6 7,6 7,5 7,5 7,5 7,5 7,4 7,4 7,2 6,4 5,8 5,8 6,4 6,9 7,2 7,4 7,4 7,4 7,4 7,5 8,1 1209 1216 1229 1247 1269 1280 1289 1307 1330 1348 1381 1427 1466 1484 1519 1649 1792 1907 1837 1568 1517 1538 1523 1535 1557 1558 1579 1620 1608 1590 1603 10,86 7,38 1483,29 1,46 0,56 182,88 2,58 11,19 920,23 0,29 1,56 252,70 Wartości średnie 6,85 9,21 722,61 Odchylenie standardowe 0,08 0,62 48,98 Politechnika Śląska w Gliwicach 77 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 1600 1400 1200 1000 800 600 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.43. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.44. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 78 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.45. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1. Średnio dla jednego pomiaru spalono 300 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 60oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i paliwo się nie zapala. Najlepsze spalanie przy średnim ustawienia λ=1,7 gdyŜ stęŜenie tlenku węgla najniŜsze CO=730 ppm. Płomień krótki, szarpiący, brak kropel niespalonego paliwa. Kolor płomienia jednolity – Ŝółty. Przy najmniejszym ustawieniu λ=1,4 stęŜenie tlenku węgla jest niskie (CO < 1000 ppm). Płomień o długości około 40cm i szarpiący. Kolor jednolity – Ŝółty. Podczas spalania przy największym ustawieniu λ=2,1 płomień krótki, obecne niespalone krople paliwa. Kolor rdzenia płomienia – Ŝółty, natomiast korony –fioletowy. 3) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,05 MPa Skład: Biokomponent 100% TZ-J-TE. Politechnika Śląska w Gliwicach 79 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.16. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-TE Stosunek nadmiaru powietrza: 1,3 1,6 1,9 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 2 1,96 1,91 1,81 1,94 2 1,87 1,81 1,79 1,87 1,91 1,79 1,78 1,79 1,89 1,68 1,66 1,78 1,74 1,77 1,71 1,68 1,79 1,72 1,89 1,9 1,87 1,73 1,78 1,93 1,9 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,7 11,7 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,5 11,5 11,6 11,6 11,6 11,5 11,6 2744 2962 4451 9156 4451 4451 8657 4951 3229 4835 4451 4451 4451 7196 4121 3188 6424 4451 4451 9723 6215 3594 4213 10078 4451 4451 7779 4451 2991 5855 9803 6,75 6,64 6,59 6,51 6,58 6,65 6,53 6,58 6,6 6,73 6,68 6,77 6,65 6,63 6,59 6,65 6,68 6,74 6,77 7,01 7,1 7,03 6,94 6,8 6,79 6,79 6,67 6,7 6,81 6,8 6,82 9,5 9,5 9,6 9,6 9,7 9,7 9,7 9,8 9,8 9,7 9,8 9,8 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 9,6 9,5 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,7 9,7 625 603 592 570 540 500 496 477 477 475 475 461 449 454 449 421 404 408 408 414 411 397 401 401 402 402 410 420 410 408 407 9,53 9,45 9,4 9,41 9,4 9,58 9,65 9,68 9,64 9,57 9,59 9,61 9,67 9,55 9,51 9,55 9,48 9,55 9,65 9,78 9,65 9,66 9,6 9,71 9,68 9,67 9,68 9,49 9,65 9,64 9,77 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8 8 8,1 8,1 8 654 648 645 636 632 639 651 655 655 668 674 670 683 693 692 699 703 702 702 705 716 706 713 722 738 749 754 768 753 754 751 9,60 8,09 694,52 0,10 0,03 40,62 1,83 11,62 5376,61 0,09 0,06 2164,90 Wartości średnie 6,73 9,67 457,00 Odchylenie standardowe 0,14 0,08 66,30 Politechnika Śląska w Gliwicach 80 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.46. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa 12 stęŜenie CO 2 [%] 10 8 6 4 2 0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.47. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 81 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 12 stęŜenie O 2 [%] 10 8 6 4 2 0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.48. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1. Średnio dla jednego pomiaru spalono 350 ml paliwa. Badaną próbkę podgrzano do 60oC, gdyŜ przy temperaturze otoczenia paliwo krystalizuje i paliwo się nie zapala. Najlepsze spalanie przy ustawieniach λ=1,6 oraz λ=1,9 poniewaŜ stęŜenie tlenku węgla niskie (CO<900 ppm). Przy największym ustawieniu λ płomień był krótki i obecne krople niespalonego paliwa. Kolor rdzenia płomienia – pomarańczowy na koronie – fioletowy. Na środkowym ustawieniu λ płomień o długości około 30cm. Kolor płomienia jednolity – Ŝółty. Podczas spalania przy najmniejszym ustawieniu λ=1,3 płomień o długości około 40cm i zamglony. Kolor płomienia – pomarańczowoŜółty. Politechnika Śląska w Gliwicach 82 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 5.4. Olej opałowy Badania procesu spalania oleju opałowego przeprowadzono w celu porównania wyników uzyskanych ze spalania biokomponentów oraz mieszanek paliwowych. Spalanie odbywało się przy ustawieniu powietrza pierwotnego 0,025 MPa i 0,05 MPa. Spalane oleju opałowego odbywało się na palniku uniwersalnym Kroll KG 55. Podczas badań wyznaczono granice palności i spalano na ustawieniach maksymalnych i optymalnych. Wygląd mieszanki: przeźroczysta, kolor czerwonej herbaty. 1) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,025 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 83 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.17. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla oleju opałowego i ustawienia powietrza pierwotnego 0,025 MPa Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,7 1,9 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 3,51 3,39 3,5 3,48 3,4 3,54 3,49 3,36 3,67 3,53 3,5 3,64 3,55 3,64 3,64 3,51 3,56 3,51 3,32 3,37 3,36 3,28 3,47 3,49 3,34 3,34 3,37 3,48 3,36 3,29 3,38 10,9 11 11 11 11 11 10,9 10,9 10,9 11 11 11 11 11 11,1 11 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11 10,9 11 11 11 10,9 10,9 10,9 7845 7876 7918 7813 8041 8247 8364 7955 7130 6572 6288 5935 5327 5049 5067 4932 4597 4264 4070 4783 6644 8349 9767 10504 10774 10514 10524 10647 10724 10949 11031 7,44 7,51 7,54 7,65 7,64 7,68 7,83 7,91 7,92 7,96 8,1 8 8,13 7,9 7,58 7,19 7,17 7,18 7,22 7,26 7,21 7,31 7,17 7,26 7,31 7,37 7,26 7,41 7,47 7,52 7,54 9 9 9,1 9,1 9 9 9 9 8,9 8,9 8,9 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 9 9,1 9,2 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,2 1051 1059 1072 1069 1057 1062 1067 1085 1100 1091 1091 1097 1097 1103 1081 1037 1000 973 981 975 973 964 959 958 964 977 978 974 990 1002 1025 9,7 9,66 9,5 9,54 9,59 9,68 9,46 9,24 9,06 9,05 9,15 9,1 9,15 9,38 9,29 9,29 9,28 9,3 9,45 9,43 9,39 9,38 9,38 9,47 9,24 9,3 9,28 9,27 9,39 9,43 9,6 7,7 7,7 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,9 7,9 7,9 8 8,1 8,1 8 8 8 8 8 8 8 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 8 7,9 7,9 7,9 7,9 1523 1522 1507 1481 1462 1481 1512 1452 1339 1257 1230 1196 1196 1214 1225 1246 1262 1272 1279 1281 1298 1300 1304 1306 1304 1275 1255 1268 1293 1301 1310 9,37 7,91 1327,45 0,18 0,10 105,05 3,46 11,00 7693,55 0,11 0,07 2284,79 Wartości średnie 7,54 9,09 1029,42 Odchylenie standardowe 0,30 0,18 52,54 Politechnika Śląska w Gliwicach 84 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 7400 6400 5400 4400 3400 2400 1400 400 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.49. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.50. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 85 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,4 1,6 1,8 2,0 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.51. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 1,9. Średnio dla jednego pomiaru spalono 300 ml paliwa. Najlepsze spalanie przy środkowym ustawieniu λ=1,7 CO<1000 ppm. Płomień o długości około35cm zamglony, obecne krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Przy najmniejszego ustawienia λ=1,4 płomień był bardzo zamglony oraz bardzo jasny. Podczas spalania przy największym ustawieniu λ=1,9 płomień o długości około 40cm lekko zamglony, obecne krople niespalonego paliwa. Kolor płomienia – jasnoŜółty. 2) Ustawienie powietrza pierwotnego 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 86 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Tabela 5.18. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla oleju opałowego i ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa Stosunek nadmiaru powietrza: 1,4 1,7 2,3 O2 CO2 CO O2 CO2 CO O2 CO2 CO 3,66 3,69 3,4 3,52 3,51 3,53 3,4 3,71 3,72 3,67 3,57 3,52 3,55 3,64 3,64 3,61 3,65 3,6 3,45 3,45 3,37 3,47 3,57 3,5 3,55 3,39 3,6 3,48 3,3 3,59 3,73 11,3 11,2 11,2 11,3 10,4 9,8 9,7 10,4 10,9 11 11 11 11,1 11,2 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,4 11,4 11,4 11,3 11,3 11,3 11,3 11,4 11,4 11,4 339 331 323 317 340 337 339 326 314 323 327 317 320 318 324 326 315 321 318 302 298 307 308 307 311 310 286 272 263 273 289 7,96 7,75 7,69 7,75 7,83 7,84 7,97 7,94 7,88 7,88 8,14 7,99 8,07 7,9 7,91 7,87 7,94 7,96 8 8,01 8,03 8,05 8 7,95 7,98 8 8,03 8,14 8 8,02 8,01 8,7 8,7 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 8,9 8,9 8,9 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,7 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 451 463 451 456 470 466 464 461 464 463 463 464 464 472 475 466 464 466 473 467 463 453 444 447 441 448 447 454 466 456 450 12,39 10,54 10,26 12,16 14,08 10,6 10,4 10,44 10,45 14,13 13,19 10,73 10,57 10,86 12,77 14,28 10,57 10,37 10,25 10,18 10,34 11,81 16,06 11,45 10,52 10,45 10,69 12,13 15,44 10,93 10,54 6,2 6 6,1 6,6 6,8 6,6 6,4 6,6 6,8 7,1 7 6,4 6,3 6,6 6,9 6,9 6,6 6,3 6,6 6,9 7,1 7,3 7,3 6,7 6,2 6,2 6,6 6,9 7 6,6 6,2 707 745 761 758 720 756 767 751 751 753 715 751 762 755 783 780 786 778 758 746 742 751 742 688 750 783 791 866 829 791 815 11,60 6,64 762,29 1,66 0,35 34,88 Wartości średnie 3,55 11,10 312,94 0,11 0,44 19,65 7,95 8,81 459,74 Odchylenie standardowe 0,10 0,05 8,99 Politechnika Śląska w Gliwicach 87 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie CO [ppm] 800 700 600 500 400 300 200 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.52. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa stęŜenie CO 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.53. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Politechnika Śląska w Gliwicach 88 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA stęŜenie O 2 [%] 12 10 8 6 4 2 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 stosunek nadmiaru powietrza λ Rysunek 5.54. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,3. Średnio dla jednego pomiaru spalono 350 ml paliwa. Spalanie stabilne przy środkowym ustawieniu λ=1,7. płomień o długości około 30cm i wąski. Kolor płomienia jednolity – jasnoŜółty. Przy ustawieniu najmniejszym λ=1,4 płomień długi 30cm. Kolor jednolity – jasnoŜółty. Podczas spalania przy maksymalnym ustawieniu λ=2,3 płomień długi 40cm i wąski, obecne krople niespalonego paliwa. Płomień wyłączał się kilkakrotnie. Kolor rdzenia płomienia –Ŝółty a korony fioletowy. Politechnika Śląska w Gliwicach 89 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 6. PODSUMOWANIE OTRZYMANYCH WYNIKÓW 6.1. Mieszanki paliw wytworzonych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych z olejem napędowym Spalanie 30% mieszanki biokomponentu (EM) i (TE) z olejem napędowym 70% średnio wyniosło 250 ml dla jednego pomiaru. Spalanie przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4. NajniŜsze stęŜenie tlenku węgla dla λ=2,1 (CO=1400 ÷ 1500 ppm). Wraz ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza rosło st ęŜenie tlenu O2 a maleje stęŜenie ditlenku węgla CO2. StęŜenie ditlenku węgla CO2 między 6 ÷ 11 % a tlenu O2 między 4 ÷ 12 %. Spalanie biokomponentu 10% PKT-U-TO z olejem napędowym 85% oraz rozpuszczalnikiem 5% n-propanolu średnio wyniosło 250 ml dla jednego pomiaru. Stosunek nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2. Wraz ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza rośnie stęŜenie tlenu O2 i tlenku węgla CO a maleje stęŜenie ditlenku węgla CO2. Wysokie stęŜenia tlenku węgla jest najniŜsze przy stosunku nadmiaru powietrza dla λ= 1,5 (CO=1100 ppm). StęŜenie ditlenku węgla CO2 miedzy 7 ÷ 11 % a tlenu O2 między 5 ÷ 11 %. 6.2. Mieszanki paliw tłuszczów posmaŜalniczych z olejem napędowym Spalanie 30% mieszanki paliwowej biokomponentu (EM), (TE) i (TO) z olejem napędowym 70% średnio wyniosło 250 ml dla jednego pomiaru. Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,3. Wysokie stęŜenie tlenku węgla, najniŜsze (CO=1100 ppm) przy stosunku nadmiaru powietrza dla λ= 1,6. Wraz ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza rośnie stęŜenie tlenu O2 a maleje stęŜenie ditlenku węgla CO2. StęŜenie ditlenku węgla CO2 między 6 ÷ 11 % a tlenu O2 między 5 ÷ 13 %. Politechnika Śląska w Gliwicach 90 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 6.3. Paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem opałowym 6.3.1. Estry metylowe wytworzone z tłuszczów odpadowych przez transestryfikację metanolem Podczas spalania 100% biokomponentu (EM) próbkę podgrzano do 50oC. Dla jednego pomiaru spalono średnio 350 ml paliwa. Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,3 ÷ 2,8. NajniŜsza emisja tlenku węgla (CO=820 ppm) podczas spalania dla λ=1,4 przy ustawieniu powierza pierwotnego 0,03 MPa oraz (CO=400 ppm) dla λ=1,6 przy ustawieniu powierza pierwotnego 0,04 MPa. StęŜenie tlenu O2 między 2 ÷ 10% a ditlenku węgla CO2 między 8 ÷ 12 %. Spalanie 10% mieszanki biokomponentu (EM) z olejem opałowym 90% średnio dla jednego pomiaru wynosiło 400 ml paliwa. Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,0. Najlepsze spalanie nastąpiło dla najniŜszego ustawienia λ=1,4 i powietrza pierwotnego 0,025 MPa bardzo niskie stęŜenie tlenku węgla (CO=420 ppm). StęŜenie tlenu O2 między 2 ÷ 10 % a ditlenku węgla CO2 między 8 ÷ 12 %. Spalanie 20% mieszanki paliwowej biokomponentu (EM) z olejem opałowym 80% dla jednego pomiaru średnio wyniosło 400 ml paliwa. Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,0. Najlepsze spalanie dla najmniejszego ustawienia λ=1,5 i ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa. Bardzo niskie stęŜenie tlenku węgla (CO= 420 ppm). StęŜenie tlenu O2 między 5 ÷ 11 %. StęŜenie ditlenku węgla CO2 między 8 ÷ 11 %. 6.3.2. Tłuszcze odpadowe odkwaszone przez estryfikację Podczas spalania 100% biokomponentu (TE) próbkę podgrzano do 60oC. Dla jednego pomiaru średnio spalono 325 ml paliwa. Spalanie odbywało się przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1. Politechnika Śląska w Gliwicach 91 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Przy ustawieniu powietrza pierwotnego 0,04 MPa λ=1,7 niskie stęŜenie tlenku węgla (CO=730 ppm). Przy ustawieniu powierza pierwotnego 0,05 MPa dla λ=1,6 najniŜsza emisja tlenku węgla (CO=450 ppm). StęŜenie ditlenku węgla CO2 wynosiło miedzy 7 ÷ 11 % a tlenu O2 między 2 ÷ 11%. Podczas spalania 20% mieszanki paliwowej biokomponentu (TE) z 80% olejem opałowym próbkę podgrzano do 30 oC. Spalanie przebiegało stabilnie. Średnio dla jednego pomiaru spalono 250 ml paliwa. Stosunek nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,4. Najlepsze spalanie przy ustawienia λ=1,4 przy ustawieniu powierza pierwotnego 0,03 MPa. Ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza stęŜenie CO i O2 rośnie a maleje stęŜenie ditlenku węgla CO2. StęŜenie ditlenku węgla CO2 między 6 ÷ 12 %. StęŜenie tlenu O2 między 3 ÷ 12 %. 6.4. Olej opałowy Spalanie oleju opałowego przy ustawieniu powietrza pierwotnego 0,025 MPa średnio wyniosło 300ml dla jednej próbki. Stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 1,9. Najlepsze spalanie dla środkowego ustawienia λ=1,7 stęŜenie tlenku węgla (CO<1000ppm). StęŜenie CO2 między 8 ÷ 11%. StęŜenie O2 między 3 ÷ 9 %. Podczas spalania badanej próbki dla ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa średnio dla jednego pomiaru spalono 350 ml paliwa. Stosunek nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,3. Przy ustawieniu λ=1,7. niskie stęŜenie tlenku węgla (CO=420 ppm). Wraz ze wzrostem stosunku nadmiaru powietrza rośnie stęŜenie tlenu O2 a maleje stęŜenie ditlenku węgla CO2. StęŜenie CO2 między 6 ÷ 12 %. StęŜenie O2 między 3 ÷ 12 %. Wyniki te zostały porównane do wyników uzyskanych ze spalania biokomponentów i mieszanek paliwowych. Politechnika Śląska w Gliwicach 92 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 7. WNIOSKI W ramach przedstawionej pracy wykonano badania procesu spalania biopaliw, mieszanek paliwowych z olejem napędowym i opałowym w zaleŜności od nastawów powietrza pierwotnego i wtórnego. Z technicznego punku widzenia spalanie ma na celu uzyskanie moŜliwie całkowitej energii cieplnej przy małej ilości spalonego paliwa oraz przy moŜliwie jak najniŜszej emisji substancji szkodliwych do atmosfery. Głównym źródłem zanieczyszczeń podczas spalania są gazy spalinowe, część ich składników jest wręcz toksyczna. Znajomość emisji z tego procesu jest waŜna dla ochrony atmosfery. Najlepszym źródłem informacji o emisji produktów spalania są pomiary wykonane na rzeczywistym obiekcie i w warunkach zbliŜonych do warunków normalnej pracy [6]. Ilościowy skład spalin zaleŜy od składu pierwiastkowego paliwa i ilości powietrza dostarczanego do spalania. Przy prawidłowym spalaniu stęŜenie tlenku węgla jest w ilości od ułamka procenta do ilości wyraŜonych w ppm (CO– 0,1÷0,3 %) [6]. Zdecydowanie mniejsza koncentracja tlenku węgla była podczas spalania z moŜliwością podgrzania substratów na palniku uniwersalnym firmy Kroll. Są to paliwa wytworzone z tłuszczów zwierzęcych oraz mieszanki z olejem opałowym. NajniŜsza koncentracja tlenku węgla przy spalaniu oleju opałowego wyniosła CO=420 ppm dla λ=1,7 i ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa. Podczas spalania 100% biokomponentu (EM) próbkę podgrzano do 50 oC. Stabilne spalanie oraz najniŜsze stęŜenie tlenku węgla dla λ=1,4 i przy ustawieniu powietrza pierwotnego 0,03 MPa i wyniosło CO=400 ppm. RównieŜ spalanie mieszanek 10% i 20% biokomponentu (EM) z olejem opałowym koncentracja tlenku węgla była niska i wynosiła dla obu przypadków wyniosło CO=420 ppm. (mieszanka 10% biokomponentu - λ=1,4 i ustawienie powietrza pierwotnego 0,025 MPa a dla mieszanki 20% biokomponentu - λ=1,5 i ustawienie powietrza pierwotnego 0,05 MPa). Politechnika Śląska w Gliwicach 93 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Natomiast przy spalaniu 100% biokomponentu (TE) próbkę podgrzano do 60 oC. Stabilne spalanie oraz najniŜsze stęŜenie tlenku węgla było dla λ=1,6 i ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa i wyniosło CO=450 ppm. Porównując proces spalania oleju opałowego oraz biokomponentów i mieszanek paliwowych na palnikach olejowych firmy Kroll i Herrmann moŜna stwierdzić, iŜ występuje wysokie podobieństwo tych procesów zarówno dla emisji tlenku węgla jak i stabilności procesu spalania. W spalaniu palnikowym istnieją następujące sposoby zmniejszania emisji CO: – zapewnienie odpowiedniej ilości powietrza przy temperaturze wyŜszej od 750 oC. Jest to wartość większa od temperatury zapłonu CO w mieszaninie z powietrzem, która w zaleŜności od składu wynosi 650 ÷ 730 oC (dla suchego powietrza). Dodatek niewielkiej ilości pary wodnej obniŜa tą temperaturę o około 30 ÷ 50 K; – podgrzewanie substratów (wyniki pomiarów rozdział 5.3.); – wydłuŜenie czasu pobytu w strefie wysokich temperatur przez cyrkulacje lub zawirowanie powietrza do spalania; – wzbogacenie powietrza w tlen [21]. W celu przeciwdziałania zagroŜeniom środowiska naturalnego spowodowanym emisją ditlenku węgla i zastępowaniu paliw o duŜej emisji CO2 przypadającej na jednostkę wytworzonej energii naleŜy dąŜyć do ograniczenia roli węgla i zastępowanie go paliwami bardziej uwodornionymi takimi jak oleje, przedstawia to rysunek 7.1 [21]: Politechnika Śląska w Gliwicach 94 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Olej lekki Olej cięŜki Węgiel kamienny Węgiel brunatny 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 e , kg CO2/ M Jel k Rysunek 7.1. Emisja CO2 przypadająca na jednostkę energii elektrycznej [21] Innym sposobem przeciwdziałania zwiększaniu emisji CO2 jest energetyczne wykorzystanie biomasy bezpośrednio jako paliwo. Zmniejsza się wówczas zuŜycie paliw kopalnianych oraz stwarza moŜliwość wykorzystania potencjału rolniczego wsi [21]. Najprostszym sposobem zmniejszenia emisji ditlenku węgla do atmosfery jest zastosowanie procesów, które nie emitują CO2 w ogóle, jak energia odnawialna (energetyka słoneczna, wiatrowa, geotermalna itd.) czy energia jądrowa [6]. Emisja ditlenku węgla z procesów spalania paliw czy teŜ biopaliw zaleŜy od zawartości pierwiastka węgla w paliwie [6]. Podczas badań stwierdzono, Ŝe stęŜenie ditlenku węgla było na poziomie 8 ÷ 12%. Do komory spalania dostarczane jest paliwo oraz tlen O2 z powietrzem, którego ilość zaleŜy od składu i rodzaju paliwa. Ilość powietrza dostarczana do spalania jest większa od ilości stechiometrycznej, tzn. całkowitego utlenienia składników palnych paliwa. Politechnika Śląska w Gliwicach 95 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Wynika to z nie wymieszania paliwa z powietrzem oraz ograniczonych rozmiarów komory spalania. Zbyt duŜa ilość powietrza zwiększa ilość spalin, a przez to straty do otoczenia. Natomiast zbyt mały nadmiar powietrza powoduje pojawienie się niespalonych składników spalinach co powoduje straty niewykorzystanego paliwa [9]. W praktyce trzeba zastosować optymalną wartość stosunku nadmiaru powietrza, dla którego straty procesu będą najmniejsze. Odpowiedni stosunek nadmiaru powietrza, wzrost temperatury spalania przez zmniejszenie strat ciepła z komory spalania oraz odpowiedni rozmiar komory spalania w znacznym stopniu zmniejszają tworzenie substancji szkodliwych. Procesy spalania substancji o określonych właściwościach ograniczają emisję substancji szkodliwych dla środowiska czyniąc procesy przyjazne człowiekowi [17]. Z przeprowadzonych badań wynika, Ŝe biopaliwa oraz mieszanki biokomponentu z olejami opałowymi i napędowymi cechują się niską emisją tlenku węgla oraz ditlenku węgla i zdecydowanie powinny konkurować z paliwami pochodzenia naturalnego. Politechnika Śląska w Gliwicach 96 Praca dyplomowa może przyjmować różne formy w zależności od typu studiów i kraju, w którym są realizowane. Najczęściej spotykanymi rodzajami prac dyplomowych są: Praca licencjacka: Jest to praca napisana na zakończenie studiów licencjackich. Zazwyczaj skupia się na prezentacji podstawowej wiedzy w wybranym obszarze naukowym lub zawodowym. Praca magisterska: Praca magisterska jest pisana przez studentów na zakończenie studiów magisterskich. Często ma charakter bardziej pogłębiony niż praca licencjacka i wymaga wykonania własnych badań lub analizy konkretnego problemu. Praca inżynierska: Jest to praca napisana przez studentów studiów inżynierskich. Skupia się na praktycznym zastosowaniu wiedzy inżynierskiej w rozwiązaniu konkretnego problemu technicznego. Zarządzanie, marketing, ekonomia i administracja to obszary, w których prace dyplomowe mogą przynieść wiele interesujących wniosków. W zarządzaniu można badać strategie firmy, zachowania liderów, czy wpływ kultury organizacyjnej na wyniki. W pracach z marketingu tematyka może obejmować analizę rynku, badanie zachowań konsumentów czy ocenę skuteczności kampanii marketingowych. Prace z ekonomii mogą badać wpływ polityki gospodarczej na gospodarkę, analizować zmiany na rynkach finansowych, czy badać przyczyny i skutki ubóstwa. W pracach z administracji natomiast można skupić się na strukturach administracyjnych, procesach decyzyjnych czy wpływie polityki publicznej na społeczeństwo. Prace z politologii to kolejny szeroki obszar, w którym student może zająć się badaniem procesów politycznych, systemów wyborczych, czy wpływu mediów na politykę. Niezależnie od obszaru, każda praca dyplomowa zawsze wymaga pisanie analiz. To proces, który obejmuje interpretację zebranych danych, identyfikację wzorców, wnioskowanie i tworzenie argumentów. Z kolei prace z rolnictwa wymagają przeprowadzanie badań. Często podobne badania zawierają prace z ekologii. Prace z filozofii z kolei, to obszar, w którym studenci mogą badać różne filozoficzne koncepcje, teorie i idee, zastanawiać się nad pytaniem o sens życia, wolną wolę, prawdę, moralność, a także analizować dzieła różnych filozofów. W sumie, prace dyplomowe są wyrazem umiejętności, wiedzy i zrozumienia studenta dla danego obszaru nauki. Są one ważne nie tylko jako końcowy produkt edukacyjny, ale także jako dowód na zdolność studenta do samodzielnego myślenia, badania, analizy i argumentacji. Bez względu na to, czy dotyczą one teologii, bankowości, prawa, zarządzania, marketingu, ekonomii, administracji, politologii czy filozofii - są one nieodłączną częścią edukacji akademickiej. BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA BIBLIOGRAFIA [1] Jarosiński J.: Techniki czystego spalania Wyd. Naukowo- Techniczne. Warszawa 1999 [2] Stefanowski B.: Podstawy Techniki cieplnej Wyd. Naukowo – Techniczne Warszawa 1968r. [3] Kordylewski W.: Spalanie i paliwa Wydanie 2 poprawione Wyd. Politechnika Wrocławska Wrocław 2005 [4] Kowalewski A.: Podstawy procesów spalania, Wyd. Naukowo –Techniczne. Warszawa. 2000 [5] Mała encyklopedia techniki Red. A.T. Troskolański Wydanie 2 Wyd. PWN Warszawa 1962. [6] Nadziakiewicz J.: Źródła zanieczyszczeń powietrza i metody oczyszczania gazów z zanieczyszczeń pyłowych Wyd. WSEiA Bytom 2005 [7] Nadziakiewicz J.: Spalanie stałych substancji odpadowych, Wyd. Gnome Katowice 2001 [8] Ochędruszko St., Szargut J., Guzik A., Górniak H, Wilk Sł.: Zbiór Zadań z termodynamiki technicznej Wyd. PWN Warszawa 1960r. [9] Piech J. : Piece ceramiczne i szklarskie Wyd. 2 poprawione i poszerzone Wyd. Naukowo –Dydaktyczne Kraków 2001. [10] Reinders H : Zastosowanie paliw płynnych w ogrzewnictwie Red. InŜ. Buczkowski L. Wyd. ARKADY. Warszawa 1966. [11] Szargut J.: Termodynamika Wyd. PWN Warszawa 1985 [12] To trzeba wiedzieć Leksykon Szkolny Wyd. Naukowo – Techniczne Warszawa 1993 [13] Teodorczuk A. Termodynamika techniczna Wydanie 2 poprawione Wyd. Szkolne I Pedagogiczne 1995, Politechnika Śląska w Gliwicach 97 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA [14] Wandrasz J.W. Biegańska J.: Odpady niebezpieczne podstawy teoretyczne Wyd. Politechnika Śląska Gliwice 2003 [15] Wandrasz J.W., Zieliński J.: Procesy fluidalne utylizacji odpadów cz.2 Zastosowania Wyd. PAN Wrocław 1984 [16] Wandrasz J.W.: Gospodarka odpadami medycznymi Wyd. PZITS Poznań 2000 [17] Wandrasz J.W.: Problemy energetycznego wykorzystanie paliw z odpadów i biopaliw w regionach szczególnie chronionych materiały z VIII Konferencja naukowo- techniczna Termiczne unieszkodliwianie odpadów w regionach przyrodniczo cennych Poznań 2004 [18] Wandrasz J.W.: Paliwa z odpadów w procesach termicznych ich wykorzystania materiały w ksiąŜce Paliwa z odpadów I pod red. Wandrasz J.W. i Nadziakiewicz J. Wyd. Helion Gliwice 1997 [19] Wandrasz J.W., Wandrasz A.J.: Paliwa uzupełniające Międzynarodowa konferencja naukowo- techniczna. Spalanie paliw alternatywnych w energetyce i przemyśle cementowym Opole 20-21.02.2003 [20] Wielka encyklopedia PWN Wyd. Naukowe PWN Warszawa 2005. [21] Wilk R.K.: Podstawy niskoemisyjnego spalania Wyd. Gnome Katowice 2001 [22] Wilk S.: Termodynamika techniczna Wyd. WSiP Warszawa 1999 Literatura Uzupełniająca [23] Instrukcja obsługi palnika olejowego firmy Herrmann [24] Instrukcja obsługi palnika uniwersalnego firmy Kroll KG55 [25] www.saymon.com.pl [26] www.herrmann.com.pl [27] www.madur.com.pl Politechnika Śląska w Gliwicach 98 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA SPIS RYSUNKÓW Rozdział 2: Rysunek 2.1. Palnik z płomieniem skierowanym poziomo [10] ..................................................................... 10 Rysunek 2.2. Palnik z płomieniem skierowanym pionowo [10] ..................................................................... 11 Rysunek 2.3. Palnik z płomieniem skierowanym ukośnie [10]....................................................................... 11 Rysunek 2.4. Palnik z iniekcyjnym odgazowaniem oleju [10]........................................................................ 12 Rysunek 2.5. Palnik olejowy rotacyjny [10] ................................................................................................... 12 Rysunek 2.6. Palnik olejowy dynamiczny niskociśnieniowy [9] .................................................................... 13 Rysunek 2.7. Palnik olejowy dynamiczny wysokociśnieniowy [9] ................................................................ 13 Rozdział 3: Rysunek 3.1. Schemat stanowiska pomiarowego............................................................................................ 16 Rysunek 3.2. Schemat palnika olejowego HL 50 ALU.2 [26] ........................................................................ 18 Rysunek 3.3. Schemat palnika uniwersalnego SAYMON- Kroll Typu KG [24]............................................ 20 Rozdział 5: Rysunek 5.1. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3 ........................................... 34 Rysunek 5.2. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3 .......................................... 34 Rysunek 5.3. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,3............................................. 35 Rysunek 5.4. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4 ........................................... 37 Rysunek 5.5. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4 .......................................... 37 Rysunek 5.6. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,7 ÷ 2,4............................................. 38 Rysunek 5.7. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2 ........................................... 40 Rysunek 5.8. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2 .......................................... 40 Rysunek 5.9. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,2............................................. 41 Rysunek 5.10. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3 ......................................... 44 Rysunek 5.11. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3 ........................................ 44 Rysunek 5.12. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,5 ÷ 2,3........................................... 45 Rysunek 5.13. StęŜenie CO przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2 ......................................... 47 Rysunek 5.14. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2 ........................................ 47 Rysunek 5.15. StęŜenie O2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,2........................................... 48 Rysunek 5.16. StęŜenie CO stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1.................................................. 50 Rysunek 5.17. StęŜenie CO2 przy stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1 ........................................ 50 Rysunek 5.18. StęŜenie O2 stosunku nadmiaru powietrza między 1,4 ÷ 2,1................................................... 51 Rysunek 5.19. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa.................................................................... 54 Rysunek 5.20. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa................................................................... 54 Rysunek 5.21. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa ..................................................................... 55 Politechnika Śląska w Gliwicach 99 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Rysunek 5.22. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa...................................................................... 57 Rysunek 5.23. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa..................................................................... 57 Rysunek 5.24. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa ....................................................................... 58 Rysunek 5.25. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa...................................................................... 60 Rysunek 5.26. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa..................................................................... 60 Rysunek 5.27. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa ....................................................................... 61 Rysunek 5.28. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa...................................................................... 63 Rysunek 5.29. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa..................................................................... 63 Rysunek 5.30. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa ....................................................................... 64 Rysunek 5.31. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa...................................................................... 66 Rysunek 5. 32. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa.................................................................... 66 Rysunek 5.33. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa ....................................................................... 67 Rysunek 5.34. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa...................................................................... 69 Rysunek 5.35. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa..................................................................... 69 Rysunek 5.36. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa ....................................................................... 70 Rysunek 5.37. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa...................................................................... 72 Rysunek 5.38. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa..................................................................... 72 Rysunek 5.39. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa ....................................................................... 73 Rysunek 5.40. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa...................................................................... 75 Rysunek 5.41. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa..................................................................... 75 Rysunek 5.42. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,03 MPa ....................................................................... 76 Rysunek 5.43. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa...................................................................... 78 Rysunek 5.44. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa..................................................................... 78 Rysunek 5.45. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,04 MPa ....................................................................... 79 Rysunek 5.46. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa...................................................................... 81 Rysunek 5.47. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa..................................................................... 81 Rysunek 5.48. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa........................................................................ 82 Rysunek 5.49. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa.................................................................... 85 Rysunek 5.50. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa................................................................... 85 Rysunek 5.51. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,025 MPa ..................................................................... 86 Rysunek 5.52. StęŜenie CO dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa...................................................................... 88 Rysunek 5.53. StęŜenie CO2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa..................................................................... 88 Rysunek 5.54. StęŜenie O2 dla ciśnienia rozpylania 0,05 MPa ....................................................................... 89 Rozdział 7: Rysunek 7.1. Emisja CO2 przypadająca na jednostkę energii elektrycznej [21] ............................................. 95 Politechnika Śląska w Gliwicach 100 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA SPIS TABEL Rozdział 3: Tabela 3.1.Regulacja stabilizatora i ilości powietrza w zaleŜności od wielkości dyszy.................................. 17 Tabela 3.2. Parametry palników ...................................................................................................................... 21 Rozdział 4: Tabela 4.1. Oznaczenie badanych próbek ....................................................................................................... 22 Tabela 4.2. Zawartość węgla, wodoru, siarki oraz tłuszczy w biokomponentach oraz oleju opałowym ........ 24 Tabela 4.3. ZaleŜność lepkości od temperatury badanych próbek .................................................................. 24 Tabela 4.4. Zawartość substancji agresywnych w biokomponentach oraz oleju opałowym ........................... 25 Rozdział 5: Tabela 5.1. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% PKT-U-TE, olej napędowy 70%............................................................................................................ 33 Tabela 5.2. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% PKT-U-EM, olej napędowy 70%........................................................................................................... 36 Tabela 5.3. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% PKT-U-TO, olej napędowy 85%, rozpuszczalnik 5% n-propanol ......................................................... 39 Tabela 5.4. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-TE, olej napędowy 70% ............................................................................................................... 43 Tabela 5.5. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-EM, olej napędowy 70%.............................................................................................................. 46 Tabela 5.6. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 30% TF-R-TO, olej napędowy 70%............................................................................................................... 49 Tabela 5.7. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% TZ-J-EM, olej napędowy 90%............................................................................................................... 53 Tabela 5.8. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM ................................................................................................................................................ 56 Tabela 5.9. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM ................................................................................................................................................ 59 Tabela 5.10. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-EM ...................................................................................................................................... 62 Tabela 5.11. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 10% TZ-J-EM, 90% olej opałowy ................................................................................................................. 65 Tabela 5.12. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% TZ-J-EM, 90% olej opałowy ................................................................................................................. 68 Tabela 5.13. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% Politechnika Śląska w Gliwicach 101 BEATA PAWŁOWSKA PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA TZ-J-TE, 90% olej opałowy .................................................................................................................. 71 Tabela 5.14. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 20% TZ-J-TE, 90% olej opałowy .................................................................................................................. 74 Tabela 5.15. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-TE ....................................................................................................................................... 77 Tabela 5.16. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla próbki 100% TZ-J-TE ....................................................................................................................................... 80 Tabela 5.17. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla oleju opałowego i ustawienia powietrza pierwotnego 0,025 MPa.................................................................. 84 Tabela 5.18. Zestawienie wyników pomiarów, wartości średniej i odchylenia standardowego dla oleju opałowego i ustawienia powietrza pierwotnego 0,05 MPa.................................................................... 87 Politechnika Śląska w Gliwicach 102