3.1 _ Bay Area Air Quality Management District, California (USA). Laboratorium University of Berkeley's Combustion Analysis.

Transkrypt

1 Nitrogen Dioxides Pollution How can Xbee Fuel Treatment reduce the NOx emissions? Jak dodatek do paliwa Xbee może zmniejszyć emisję NOx? 1 ) Źródła emisji NOx: NOx powstaje w procesie utleniania azotu podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania. Produkowana ilość jest bezpośrednio zależna od temperatury spalania. Wzrost temperatury spalania zwieksza ilość NOx, ale zmniejsza ilość węglowodorów (HC), tlenku węgla (CO) i sadzy. Obniżanie temperatury spalania zmniejsza ilość NOx, ale zwiększa ilość węglowodorów (HC), tlenku węgla (CO) i sadzy. Temperaturę spalania można kontrolować poprzez zmianę dwóch wskaźników: ilości powietrza (tlenu) oraz składu chemicznego paliwa. 2 ) Wpływ Xbee na emisję NOx: Xbee wpływa na ten cykl w różnoraki sposób. HC i sadza są redukowane poprzez polepszenie utleniania. Jednakże, gdy wynika to raczej z katalitycznego wpływu istniejącego tlenu niż z jego dodawania, żadna ilość atmosferycznego azotu nie jest wprowadzana do komory spalania. Zatem każda poprawa spalania jest w najgorszym przypadku neutralna dla ilości NOx, a w większości przypadków następuje redukcja NOx. Poprzez poprawę prędkości spalania, Xbee skraca czas gaszenia płomienia i obniża straty ciepła, co wpływa na ilość NOx. Ponadto, poprzez ograniczenie osadzania się węgla w komorze spalania i usuwanie osadów z korony tłoka Xbee likwiduje oba punkty zapalne dla ilości NOx i wcześniejszego zapłonu, wpływając na mniejsze straty ciepła. Jako że cząsteczki węgla przenoszą ciepło, Xbee redukuje również straty ciepła w wyniku szybszego i dokładniejszego spalania węgla, unikając w ten sposób jego powtórnego zapłonu, zmniejszając tym samym ilość tworzącego się NOx. 3 ) Empiryczne pomiary emisji NOx: 3.1 _ Bay Area Air Quality Management District, California (USA). Laboratorium University of Berkeley's Combustion Analysis. Run Reference Fuels-Run in 5.9L, 6 Cylinder, Cummins Blend Fuel Xbee Xbee Speed Load Filter Dosage (RPM) (%) (ppm) (%) 1 CARB ULS Diesel N/A No No N/A % 2 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B20 No No N/A % 3 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B100 No No N/A % 4 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B20 No No N/A % 5 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B100 No No N/A % 6 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B20 No Yes 1: % 7 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B20 No Yes 1: % 8 CARB ULS Diesel N/A No Yes 1: % 9 CARB ULS Diesel N/A Yes No N/A % 10 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B20 Yes No N/A % 11 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B20 Yes No N/A % 12 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B100 Yes No N/A % 13 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B100 Yes No N/A % 14 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B20 Yes Yes 1: % 15 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B20 Yes Yes 1: % 16 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B100 No Yes 1: % 17 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B100 No Yes 1: % 18 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B100 No Yes 1: % 19 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B100 No Yes 1: % 20 Biodiesel Produced from Aggregate Used Vegetable Oil B100 No Yes 1: % 21 Biodiesel Produced from Virgin Soy Oil B100 No Yes 1: % Pomiary te doskonale ilustrują to, co zostało opisane w pkt. 2) powyżej. Rzędy 2 5 wskazuję, że biodiesel _ zarówno B20 jak i B100, przy wzroście temperatury spalania _ zwiększa emisję NOx. Rzędy 6, 7, i 16 do 21 (ostatnie dwa pomiary dokonano na paliwie z zaleconą przez producenta ilością Xbee) przedstawiają pomiary tego samego paliwa wzbogaconego dodatkiem Xbee, pomagającego w dotlenieniu paliwa i obniżeniu temperatury spalania: średnia redukcja emisji NOx o 12.5%.

2 3.2 _ Brittany Ferries, Francja. Laboratorium Ascal Air Liquide. Paliwo bez Xbee Paliwo z Xbee Różnica (%) Przepływ (Nm 3 /h) CO 2 dwutlenek wegla (%) CO tlenek wegla (mg/nm 3 ) NO tlenek azotu (ppmv) NO x dwutlenek azotu (ppmv) O 2 tlen (%) Czastki stałe (mg/nm 3 ) SO 2 dwutlenek siarki (mg/nm 3 ) VOC lotne cząstki organiczne (mg/nm 3 ) Podczas pomiarów prom Mont Saint-Michel używał paliwa HFO 380 z dodatkiem Xbee. Przy stałej prędkości przepływu paliwa można łatwo zaobserwować, że dodatek enzymatyczny do paliwa Xbee polepsza parametry spalania i redukuje emisję NOx o ponad 24%. Mont Saint-Michel, Mak engines 3.3 _ Mak/Caterpillar, Niemcy. Wydział Badań i Rozwoju. MAK/Caterpillar 6M25 engine Performance from driven Propellers Performance levels (%) 100% 75% 50% 35% 25% 10% KiloWatt (kw) Number of revolutions Without Xbee With Xbee Average Specific consumption (be) % -0.22% -0.53% -0.10% -2.68% -1.38% -0.87% Specific air volume (le) % 0.14% 0.62% 0.64% 6.10% 6.79% 2.78% Nitrogen oxide ( ppm) 1, , , , , , , , , , , , % % % % % % % Nitrogen oxide in the exhasut ( gkw/h) % % % -7.81% -7.46% % % Density number of soot particles (FSN) % % % % % % % Pomiary wykonano na silniku 6M25 pracującym na paliwie MDO (Marine Diesel Oil) zgodnie z normą ISO Emisja gazów została zmierzona sprzętem i metodami zgodnie z normą ISO 8178 po jedynie 15 godzinach pracy. Tabela ta również doskonale ilustruje to, co zostało wyjaśnione powyżej. Stosowanie Xbee w paliwie polepsza spalanie poprzez optymalizację użycia tlenu, skutkiem delikatnego ale stałego wzrostu objętości powietrza zarówno tlenek azotu (NOx ppm) jak i jego ilość w spalinach (NOx gkw/h) zmalały odpowiednio o 14.40% i 11.94%.

3 3.4 _ Frinsa del Noroeste, Hiszpania. Laboratorium Dekra. Without Xbee With Xbee Difference (%) Przepływ (Nm 3 /h) CO 2 dwutlenek węgla (%) CO tlenek węgla (ppm) NO x dwutlenek azotu (mg/nm 3 ) O 2 tlen (%) Cząstki stałe (mg/nm 3 ) SO 2 dwutlenek siarki (mg/nm 3 ) VOC lotne związki organiczne (mg/nm 3 ) Generatory tej elektrowni używały paliwa HFO 380 z Xbee w ciągu sześciu miesięcy i zaobserwowały redukcję emisji NOx o 13.54%. Wynik jest mniejszy niż poprzednio na pokładzie promu, ponieważ lądowe elektrownie muszą stosować się do bardziej restrykcyjnych norm środowiskowych _ obejmujących bardziej zaawansowane technologie filtrowania (te same różnice możemy zauważyć w artykule 3.1 gdy porównuje się pomiary z filtrami i bez). Jednakże nawet z podwyższonymi normami paliwo jest polepszone a emisja gazów zredukowana. 3.5 _ Jan de Nul, Belgia. Wydział Zarządzania Flotą. Without Xbee With Xbee Difference (%) Przepływ (Nm 3 /h) Temperatura ( C) Nadmiar powietrza (%) CO 2 dwutlenek wegla (%) CO tlenek wegla (mg/nm 3 ) NO tlenek azotu (mg/nm 3 ) NO x dwutlenek azotu (mg/nm 3 ) O 2 tlen (%) Pomiary wykonane przez tę firmę na pokładzie pogłębiarki napędzanej dwoma silnikami Pielstick Diesel również jasno pokazują wpływ stosowania enzymatycznego dodatku do paliwa Xbee na spalanie. Bardzo interesujące jest porównanie nadmiaru powietrza do redukcji tlenku azotu i dwutlenków. Manzanillo II Coastway

4 3.6 _ Royal Boskalis, Holandia. Laboratorium Envirotech. Moc Paliwo bez Xbee Paliwo z Xbee Różnica % % kw kw (g/kwh) (kg/mt) (g/kwh) (kg/mt) (g/kwh) (kg/mt) 100% % % % E2 średnio Powyższe pomiary wykonano zgodnie z normą E2 opisanej przez IMO. Należy też stwierdzić, że badania były przeprowadzone w dwóch okresach w Bahrajnie przy temperaturach otoczenia różniących się o 15 C, co mogło wpłynąć na wyniki. Jednakże, nawet uwzględniając powyższe, należy stwierdzić, że Xbee polepszyło parametry spalania w silniku możemy zaobserwować wzrost mocy przy tym samym obciążeniu silnika przy jednoczesnej redukcji emisji NOx. Norma E2 określa średnią ważoną wyników w odniesieniu do odpowiedniego poziomu mocy zgodnie z wytycznymi IMO. Są one następujące: Moc Współczynnik ważenia 100% % % % _ Veolia Transport, Francja. Laboratorium Ascal Air Liquide. Paliwo bez Xbee Paliwo z Xbee Różnica (%) przepływ (Nm 3 /h) CO 2 wdutlenek węgla (%) CO tlenek wegla (mg/nm 3 ) NO tlenek azotu (mg/nm 3 ) NO x dwutlenek azotu (mg/nm 3 ) VOC lotne zwiazki organiczne (mg/nm 3 ) Laboratorium przeprowadzało pomiary na 5 różnych powyższą emisję gazów na Nm 3. stojących autobusach z pracującymi silnikami i zanotowało 4 ) Podsumowanie: Łatwo zaobserwować, że dodatek enzymatyczny do paliwa Xbee pomaga zdecydowanie obniżyć emisję tlenku i dwutlenku azotu, jest to możliwe poprzez polepszenie spalania bardzo natlenionego i czystego paliwa. Diesel/MDO: Berkeley University at ; Caterpillar at %; Jan de Nul at %; Royal Boskalis at % (based on the most regular load at 75%); Veolia Transport at %. Emisja NOx w silnikach napędzanych paliwami diesel i MDO została zredukowana średnio o 12.63%. HFO 380: Brittany Ferries at %; Frinsa del Noroeste at %. Emisja NOx w silnikach napędzanych paliwem HFO 380 została zmniejszona średnio o 18.95%. Aczkolwiek to paliwo wymaga dodatkowych badań emisji z uwagi na duże rozbieżności w wynikach.

5 Materiały źródłowe: 3.1 _ Bay Area Air Quality Management District, California (USA). Laboratorium University of Berkeley's Combustion Analysis. Badania przeprowadzono pod nadzorem profesora Roberta Dibble w laboratorium Combustion Analysis Laboratory at the University of California at Berkeley. Profesor Dibble prowadził badania na silniku diesla Cummins 5.9 litra zainstalowanym w laboratorium Combustion Analysis Laboratory we wrzesniu Paliwem używanym do testów był CARB nisko siarkowy diesel (ULSD) pobrany z dystrybutora British Petroleum w San Jose, Western States Oil. Użyty biodiesel był wyprodukowany w Mini Modular Production Unit z odpadów uzyskanych w Bay Area zawierających olej sojowy z pierwszego tłoczenia i zużyty olej do smażenia. Te dwa typy biodiesla wybrano z uwagi na publikowane przez USEPA sugerujące, że emisja NOx winna być wyższa dla biodiesla na bazie oleju sojowego a niższa dla biodiesla wytworzonego na bazie używanego oleju do smażenia. Testowano różne gatunki biodiesla i ULSD, obejmujące 100% ULSD, 20% biodiesel zmieszany z 80% ULSD, and 100% biodiesel. Dodatkowe badania wykonano aby sprawdzić wpływ Xbee oraz systemu filtrowania paliwa i oleju smarnego. Sprzęt testujący Testo 350 M/XL uzyskano z firmy Clean Air Instruments, były to urządzenia zaaprobowane przez CARB i USEPA. Urządzenia zostały skalibrowane przed rozpoczęciem testów i czyszczone przed próba na każdym pojeździe. Protokoły urządzeń, po zapoznaniu się z nimi i uzgodnieniu, są przechowywane. 3.2 _ Brittany Ferries, Francja. Laboratorium Ascal Air Liquide. Testy wykonano pod nadzorem Emmanuela Moulin, Technical Air Engineering Manager w Ascal Bâtiment, na kominie silnika głównego MaK nr 4 promu M/F Mont Saint-Michel, armatora Brittany Ferries. Jednostka posiada 4 silniki główne o mocy 5,400 kw każdy, 6-cio cylindrowe, zasilane HFO 380. Pierwsze pomiary wykonano 8 października 2006,przed zastosowaniem biotechnologii Xbee. Od 13 października, podczas każdego bunkrowania, dodatek Xbee mieszano w stosunku 4,000:1 (1 litr Xbee na 4,000 litrów paliwa). Drugie pomiary wykonano 13 grudnia 2006, po dwóch miesiącach stosowania Xbee. Pomiarów emisji NO i NOx dokonano zgodnie z normami NF X oraz NF X Gaz do próbek transportowano podgrzewanym teflonowym rurociągiem w temperaturze 180 C. Sposób badania: pomiar ciągły miernikiem COSMA model TOPAZE 3000, wyposażonym w luminescencyjny czyjnik chemiczny do oznaczania NO i NOx. Uzyskiwane dane zapisywane są automatycznie. 3.3 _ Mak/Caterpillar, Niemcy. Wydział Badań I Rozwoju. Caterpillar Motoren GmbH & Co., na hamowni. Badania wykonano pod nadzorem Malte Rautenstraucha, inżyniera tego wydziału w Badano silnik okrętowy Mak 6M25 (wg ISO 3046) _pracujący ze stałą prędkością obrotową i stałym skokiem śruby. Paliwo użyte w 15-godzinnych testach było standardowym MDO. Pomiarów emisji dokonano w kwietniu 2003 urządzeniami i metodami opisanymi w ISO _ Frinsa del Noroeste, Hiszpania. Laboratorium Dekra. Testy wykonano pod nadzorem Emilio Aldao, dyrektorem Dekra Ambio, na kominie generatorów: dwóch Wärtsilä 8SWR80 o mocy 9.5 mw każdy. Elektrownia jest zasilana paliwem HFO 380. Pierwsze pomiary wykonano 19 listopada Elektrownia rozpoczęła stosowanie paliwa wzbogaconego Xbee 25 listopada. Kolejne pomiary wykonano 15 maja 2009, po sześciu miesiącach korzystania z Xbee. Pomiarów emisji NOx dokonano zgodnie z normą UNE EN 14792:2006, przy pomocy analizatora gazów Horiba model PG _ Jan de Nul, Belgia. Wydział Zarządzania Flotą. Testy wykonano pod kierownictwem Freddy Devoldera, Kierownika Floty firmy Jan de Nul B.V., na kominie silników głównych M/V Manzanillo II. Pogłębiarka jest wyposażona w dwa silniki SEMT Pielstick 8PA6 L280 o mocy całkowitej 12,140 kw, zasilanych olejem napędowym. Pierwsze pomiary wykonano 29 kwietnia Drugie pomiary 3 października Oba pomiary przy użyciu analizatora gazów Kane-May model KM _ Royal Boskalis, Holandia. Laboratorium Envirotech. Testy przeprowadzono pod nadzorem Coen Smits z firmy Royal Boskalis Westminster nv, pomiary gazu wykonano przez Mr. Ponnuchamy z firmy Envirotech Consultancy WLL, na prawoburtowym silniku M/V Coastway. Statek posiada silniki Wärtsilä W6L32B o mocy 2,760 kw każdy, zasilane paliwem MDO. Pierwsze pomiary wykonano 19 lipca 2008, a drugie 15 grudnia 2008, po prawie czterech miesiącach stosowania Xbee. Pomiary emisji NOx wykonano zgodnie z metodą referencyjną US EPA CTM 034, korzystając z analizatora gazów firmy Land Combustion model Landcom Series III. 3.7 _ Veolia Transport, Francja. Laboratorium Ascal Air Liquide. Testy wykonano pod kierownictwem Emmanuela Moulin, Technical Air Engineering Manager w Ascal Bâtiment, na rurociągach wylotowych pięciu autobusów firmy Veolia Transport. Trzy autobusy zbudowano w fabryce Renault w odpowiednio w latach 1985, ,a pozostałe dwa w fabryce Heuliez w roku 2001 wszystkie zgodnie z normą Euro 2. Pierwsze pomiary wykonano 27 kwietnia 2005 na luzie. Cała flota używała potem oleju napędowego z domieszką Xbee z tankowanego z głównego zbiornika. Drugie pomiary wykonano 5 lipca Pomiarów emisji NO i NOx dokonano w zgodzie z normami NF X i NF X , przy użyciu analizatora Cosma model Topaze WSZYSTKIE POWYŻSZE INFORMACJE SĄ DOSTĘPNE W ORYGINALNYCH WERSJACH FIRM I LABORATORIÓW ZAANGAŻOWANYCH W TE BADANIA. Xbee Avenue de Bielefeld Senne Concarneau France info@xbee.com Xbee uses 100% recycled paper Copyright Xbee / AKX Group