مجموعة من الكتب و الأبحاث الثقافية

احتراق الوقود كثير الانبعاثات باستخدام الهواء الغني بالاكسجين
محمد فهد السيد
بأشراف
د. عبد الرحيم أبو صفا -
لجنة المناقشة
د.عبد الرحيم ابو صفا/رئيسا د.حسني عوده/داخليا د.عفيف حسن/خارجيا
241 صفحة
الملخص:

الملخص

إن الهدف الأساسي من إجراء هذه الدراسة هو التحقق من أثر استخدام الهواء الغني بالاكسجين في عملية احتراق الوقود كثير الانبعاثات (الديزل والديزل الحيوي بنسب مختلفة) داخل محرك احتراق داخلي من انتاج شركة فولكس فاجن passat وبويلر تدفئة منزلية، في كلتا الحالتين، تمت زيادة نسبة الاكسجين في الهواء الداخل إلى عملية الاحتراق من خلال استخدام أسطوانة أكسجين خارجية وحقنه بشكل مباشر في الهواء الداخل للعملية، وقد استخدمت نسب هواء مشبع بالاكسجين لغاية 24% و27% في كل من محرك الاحتراق الداخلي والبويلر على التوالي. ولمعايرة نسب الأكسجين المطلوبة ودراسة تأثير الهواء على الغازات المنبعثة تم استخدام جهاز فحص الانبعاثات الناتجة من عملية الاحتراق (Bacharach) موديل 300.

لقد بينت نتائج تحليل انبعاثات عملية الاحتراق في محرك الاحتراق الداخلي عند استخدام كل من الديزل أو النسب المختلفة من الديزل والديزل الحيوي وزيادة نسبة الاكسجين في الهواء الداخل على العملية بأن درجة حرارة الهواء العادم تزداد بشكل ملحوظ وتصل 14% في بعض القراءات والتي تم الحصول عليها عند استخدام هواء غني بالاكسجين بنسبة 24% ووقود ديزل تقليدي دون استخدام الديول الحيوي، والسبب الرئيسي الذي أدى إلى هذه الارتفاع في درجات الحرارة هو الاكسجين الزائد الذي دخل للعملية والذي أدى إلى تحسين فاعلية الاحتراق ورفع كفائته. كما وبينت النتائج بأن استخدام الديزل الحيوي وبنسبة 15% مع الهواء الجوي (غير الغني بالاكسجين) قد أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة بنسبة 14% لنفس السبب المذكور سابقاُ. وعند تطبيق التجربة على البويلر المنزلي فقد تم الحصول على نتائج مشابهة حيث تم الحصول على 21.1% ارتفاع في درجة حرارة الهواء العادم عند استخدام هواء غني بالاجسجين بنسبة 26% وديزل بنسبة 100% (والتي تقدر بحوالي 3.8% تحسن في كفاءة الاحتراق).

كما وبينت النتائج بأن استخدام الهواء الغني بالأكسجين في عملية احتراق الوقود كثير الانبعاثات له تأثير على هذه كميات وتركيبة الانبعاثات في كل من محرك الاحتراق الداخلي وبويلر التسخين المنزلي، ففي حالة محرك الاحتراق الداخلي، تزداد نسبة ال NOx عند استخدام هواء غني بالاكسجين وخليط من وقود الديزل والديزل الحيوي. أما في حالة البويلر المنزلي، فإن كمية انبعاث ال NOx تنخفض عند التشغيل تحت ظروف الاحتراق المثالي نتيجة خفض نسبة ال N2 الداخل للعملية.

وبشكل مشابه، فإن نسبة ال SO2 في الغازات المنبعثة لا تتغير عند استخدام الهواء الغني بالأكسجين أو خليط الوقود، ولكنها ترتفع وبشدة في حال تشغيل البويلر تحت ظروف الاحتراق المثالية ويمكن السيطرة عليها وخفضها باستخدام الهواء الغني بالأكسجين أي بتزويد العملية بالكميات الضرورية لها من عنصر الأكسجين.

وخلصت الدراسة إلى وجود متغيرات إيجابية عند استخدام الهواء الغني بالأكسجين في عملية الاحتراق لكل من الديزل الحيوي والديزل العادي مثل الطاقة الإضافية التي تنتج عن العملية والتي يستدل عليها من درجات حرارة الغازات المنبعثة وما يمكن أن ينتج عن استغلالها من توفير في كميات الاستهلاك، ولكنها بحاجة إلى إجراء دراسات أخرى للتخلص من بعض الآثار السلبية التي ظهرت مثل ارتفاع معدل انبعاث بعض الغازات الضارة.

Download32774