ISSN: 1859-1531
BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 17,377,080
ẢNH HƯỞNG CỦA TIA PHUN MỒI DIESEL VÀ THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU ĐẾN TÍNH NĂNG KỸ THUẬT VÀ PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ DUAL FUEL BIOGAS-HYDROGEN
EFFECTS OF PILOT DIESEL JET AND FUEL COMPOSITIONS ON PERFORMANCE AND EMISSIONS OF DUAL FUEL ENGINE FUELED WITH HYDROGEN ENRICHED BIOGAS
 Tác giả: Bùi Văn Ga, Phạm Quốc Thái*
Đăng tại: Vol. 18, No. 4.1, 2020; Trang: 1-7
Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Trong động cơ dual fuel chạy bằng hỗn hợp nhiên liệu biogas-hydrogen NOx hình thành chủ yếu ở khu vực đang phản ứng của hỗn hợp nhiên liệu khí, bồ hóng hình thành ở khu vực cháy khuếch tán của tia diesel còn CO hình thành trong vùng khí đã cháy có nồng độ nhiên liệu cao. Hydrogen pha vào biogas giúp cải thiện công chỉ thị chu trình, giảm nồng độ CO nhưng ít ảnh hưởng đến nồng độ bồ hóng và làm tăng nồng độ NOx trong khí thải. Xu hướng ảnh hưởng của CH4 trong biogas đến Wi và phát thải ô nhiễm cũng tương tự như hydrogen nhưng khác biệt về mức độ liên quan đến chênh lệch về tốc độ cháy. Khi tăng lượng diesel của tia phun mồi thì công chỉ thị chu trình và nhiệt độ cháy ít bị ảnh hưởng tuy nhiên nồng độ CO và bồ hóng tăng đáng kể. Cùng chế độ vận hành và hệ số tương đương thì phương thức đánh lửa cưỡng bức có lợi hơn phương thức đánh lửa dual fuel cả về tính năng kỹ thuật lẫn mức độ phát thải ô nhiễm.
Từ khóa: Nhiên liệu tái tạo; Biogas; Hydrogen; Động cơ dual fuel; Phát thải ô nhiễm
Abstract:
In combustion of dual fuel engines fueled with biogas-hydrogen, NOx formation occurs mainly in the reaction area of gas mixture, soot formation is in diffusion combustion regions of diesel jet and CO formation is in combustion products with a high fuel concentration region. Hydrogen addition to biogas improves Wi, reduces CO emission, slightly affects soot concentration but leads to an increase in NOx concentration in exhaust gas. The influence tendency of CH4 in biogas on Wi and pollutant emissions is similar to that of hydrogen but with a different amplitude related to the difference in combustion speed. The increase in amount of diesel injection slightly affects Wi, but significantly affects CO and soot emissions. With a given operating condition and equivalence ratio, the spark ignition mode is more beneficial than the dual fuel ignition mode both in terms of performance and pollutant emission control.
Key words: Renewable fuels; Biogas; Hydrogen; Dual fuel engine; Pollutant emissions
Tài liệu tham khảo:
[1] Reddy K. S., Aravindhan S., Mallick T. K. “Investigation of performance and emission characteristics of a biogas fueled electric generator integrated with solar concentrated photovoltaic system”, Renewable Energy, vol. 92, pp. 233-243, 2016.
[2] Bui Van Ga, Tran Van Nam, Nguyen Thi Thanh Xuan, “Utilization of biogas engines in rural area: A contribution to climate change mitigation”, in Proc. Colloque International RUNSUD 2010, France, Mar. 23-25, 2010, pp. 19-31.
[3] Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Lê Minh Tiến, Lê Xuân Thạch, “So sánh hiệu quả kinh tế của các giải pháp cải tạo động cơ chạy bằng xăng dầu sang chạy bằng biogas, Hội nghị Cơ học Thủy khí toàn quốc, Qui Nhơn, Jul. 22-24, 2010, pp.185192.
[4] B.V.Ga, N.V.Hai, B.T.M.Tu, B.V.Hung, “Utilization of Poor Biogas as Fuel for Hybrid Biogas-Diesel Dual Fuel Stationary Engine”, International Journal of Renewable Energy Research (Scopus),
vol. 5, no. 4, pp. 1007-1015, 2015.
[5] Bui V. G., Tran V. N, Truong L. B. T., Le M. T, Le X. T., “Determination of Optimal Operational Parameters of SI Biogas Engines Converted from Diesel Engines by Modelling and Experimental Studies”, in Proc. The 14th Asian Congress of Fluid Mechanics-14ACFM, Hanoi and Halong, Vietnam, 2013,
pp. 819-824.
[6] Bui V. G., Tran V. N., Tran T. H. T., “A Simulation of Effects of Compression Ratios on the Combustion in Engines Fueled with Biogas with Variable CO2 Concentrations”, Journal of Engineering Research and Application, vol.3, pp. 516-523, 2013.
[7] Bui V. G., Tran V. N., “Appropriate structural parameters of biogas SI engine converted from diesel engine”, IET Renewable Power Generation, vol.9, pp. 255-261, 2015.
[8] Verma S., Das L. M., Kaushik S. C., “Effects of varying composition of biogas on performance and emission characteristics of compression ignition engine using exergy analysis”, Energy Conversion and Management, vol.138, pp. 346-359, 2017.
[9] Bui V. G., Bui T. M. T., “Soot Emission Analysis in Combustion of Biogas Diesel Dual Fuel Engine”, International Journal of Environmental Science & Sustainable Development”, vol.1, no. 2, pp. 1-9, 2017.
[10] Bui V. G., Tran V. N., Bui T. M. T., Nguyen Q.T., “Numerical simulation studies on performance, soot and NOx emissions of dual-fuel engine fueled with hydrogen enriched biogas mixtures”, IET Renewable Power Generation, vol. 12, pp. 1111-1118, 2018
[11] Kim Y., Nobuyuki K., Kazuya T., Tomita E., “Combustion characteristics and NOx emissions of biogas fuels with various CO2 contents in a micro co-generation spark-ignition engine”, Applied Energy, vol. 182, 539-547, 2016.
[12] Bui V. G., Tran V. N., Le M. T., Bui T. M. T., “Combustion Analysis of Biogas Premixed Charge Diesel Dual Fueled Engine”, International Journal of Engineering Research and Technology, vol.3, pp. 188-194, 2014.
[13] Bui V. G., Nguyen V. D., Bui V. H., “Turbulent burning velocity in combustion chamber of SI engine fueled with compressed biogas”, Vietnam Journal of Mechanics, vol. 37, pp. 205-216, 2015.
[14] Ilbas M., Crayford A. P., Yilmaz I., Bowen P. J., Syred N., “Laminar-burning velocities of hydrogen-air and hydrogen-methane-air mixture: an experimental study”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 31, pp. 1768-1779, 2006.
[15] Porpatham E., Ramesh A., Nagalingam B., “Effect of hydrogen addition on the performance of a biogas fueled spark ignition engine”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 32, pp. 2057-2065, 2007.
[16] Boretti A., “Comparison of fuel economies of high efficiency diesel and hydrogen engines powering a compact car with a flywheel based kinetic energy recovery systems”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 35, pp. 8417-8424, 2010.
[17] Saket Verma, L.M. Das, S.C. Kaushik, “Effects of varying composition of biogas on performance and emission characteristics of compression ignition engine using exergy analysis”, Energy Conversion and Management, vol. 138, pp. 346-359, 2017.
[18] Liu F, Guo H, Smallwood GJ, Gulder OL., “The chemical effects of carbon dioxide as an additive in an ethylene diffusion flame: implications for soot and NOx formation”, Combustion and Flame vol. 125, pp. 778-787, 2011.
[19] Midhat Talibi, Paul Hellier, Nicos Ladommatos, “Combustion and exhaust emission characteristics, and in-cylinder gas composition, of hydrogen enriched biogas mixtures in a diesel engine”, Energy,
vol. 124, pp. 397-412, 2017.
[20] Park C, Park S, Lee Y, Kim C, Lee S, Moriyoshi Y., “Performance and emission characteristics of a SI engine fueled by low calorific biogas blended with hydrogen”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 36, no.16, pp. 10080-10088, 2011.
[21] Wang J, Huang Z, Fang Y, Liu B, Zeng K, Miao H, et al., “Combustion behaviors of a direct injection engine operating on various fractions of natural gas-hydrogen blends”, International Journal of Hydrogen Energy, vol., 32, no. 15, pp. 3555-3564, 2007.
[22] Trần Văn Nam, Bùi Văn Ga, Phan Minh Đức, Bùi Thị Minh Tú, “Cung cấp nhiên liệu biogas-hydrogen cho động cơ đánh lửa cưỡng bức kéo máy phát điện trong hệ thống năng lượng tái tạo hybrid”, Tuyển tập Công trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 21, Quinhon Jul. 19-21, 2018, pp. 448-458.
[23] Bui Van Ga, Bui Thi Minh Tu, Truong Le Bich Tram, Bui Van Hung, “Technique of Biogas-HHO Gas Supply for SI Engine”, International Journal of Engineering Research & Technology, vol. 8, Issue 5, pp. 669-674, 2019.

BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 17,377,080