V predstavljenem delu so opisani vplivi različnih goriv, pridobljenih iz odpadnih snovi, na proces zgorevanja v mikroturbini. Dve najpogostejši vrsti trdnih odpadkov sta pretvorjeni v tekočo fazo s procesom utekočinjenja v polihidričnih alkoholih in s procesom pirolize, s čimer pridobimo inovativni gorivi UL (utekočinjen les) in TPO (pirolizno olje iz odpadnih pnevmatik). Primerjalni parametri motorja so bili izmerjeni z uporabo standardnega dizelskega goriva in s surovim polihidričnim alkoholom, ki se sicer uporablja v procesu utekočinjenja lesa. Izvirni prispevek te analize je poglobljena primerjava procesa zgorevanja in nastanka onesnažil za gorivi UL in TPO pri različnih obratovalnih pogojih. Rezultati so pokazali precej višje izpuste onesnažil CO (ogljikov monoksid) in THC (skupni ogljikovodiki) pri uporabi goriva UL zaradi slabše atomizacije in globlje penetracije curka goriva v zgorevalni prostor, kar je v skladu s fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi goriva. Lastnosti zgorevanja goriva TPO so v smislu izpustov CO in THC podobne dizelskemu gorivu. Izpusti NOx (dušikovi oksidi) odražajo elementarno sestavo goriva. Poleg tega opazimo tvorbo večje količine saj pri uporabi goriva TPO, medtem ko so pri gorivu UL vrednosti meritev prosojnosti nizke. Ti rezultati kažejo, da se lahko gorivo TPO neposredno uporablja v plinskih turbinah, medtem ko uporaba goriva UL zahteva prilagoditve sistema za dovod goriva in zoženo območje delovanja.
COBISS.SI-ID: 13791003
V predstavljeni študiji je predstavljen vpliv temperature primarnega zraka na zgorevanje inovativnega lignoceluloznega biogoriva, izdelanega s solvolizo smrekovega lesa v večfukncionlanih alkoholih. Pogoji zgorevanja posnemajo pogoje, ki jih je moč najti v tipičnih mikroturbinah. Variacija temperature primarnega zraka omogoča imitacijo tako rekuperiranih mikroturbin kot mikroturbin z enostavnim Joulovim ciklom. Rezultati študije nakazujejo, da temperatura primarnega zraka močno vpliva na temperaturno in hitrostno polje v primarni coni zgorevalne komore, kar vpliva tudi na globino penetracije kapljic goriva in hitrost formiranja gorljive zmesi. To nadalje vpliva tudi na procese nastanka izpustov škodljivih snovi. Za preizkušano inovativno gorivo so trendi izpustov CO in THC bistveno višji v primeru nižje temperature primarnega zraka oziroma ob uporabi enostavnega Joulovega cikla kot pa v primeru visoke temperature primarnega zraka oziroma regenerativnega Joulovega cikla. Za dizelsko gorivo je vpliv temperature primarnega zraka na izpuste CO in THC zanemarljiv. Znaten vpliv temperature primarnega zraka oziroma termodinamskega cikla je razviden tudi v primeru izpustov NOx. Ti se povečajo v regenerativnem ciklu, kjer hkrati postanejo odvisni tudi od temperature delovnih plinov pred vstopom v turbino tako za dizelsko gorivo kot tudi za inovativno lignocelulozno biogorivo. Izbira cikla pomembno vpliva tudi na depozite nezgorelega goriva na stenah zgorevalne komore, ki jih je moč opaziti le v enostavnem ciklu oziroma pri nizki temperaturi primarnega zraka, medtem ko se v regenerativnem ciklu količina teh depozitov močno zmanjša, kar ponovno nakazuje na ugoden vpliv visoke temperature primarnega zraka na izkoristek zgorevanja inovativnega goriva.
COBISS.SI-ID: 13804059
Študija se osredotoča na vrednotenje izpustov onesnažil ob uporabi različnih tipov utekočinjenega lesa med zgorevanjem v laboratorijski plinski. Tipi utekočinjenega lesa obsegajo osnovno formulacijo (pH 2,5 in 25% vsebnost biomase), formulacijo z zvišano pH vrednostjo (5,5 ter 25% vsebnostjo biomase) ter formulacijo s povečano vsebnostjo lignocelulozne biomase (pH 2,5 ter 33% vsebnost biomase). Odmiki od osnovne formulacije tako sledijo privlačnejši tehno-ekonomski vrednosti samega goriva. Rezultati so razkrili močno izraženo odvisnost izpustov CO in THC od vsebnosti lignocelulozne biomase v posameznih tipih utekočinjenega lesa. Večja vsebnost lignocelulozne biomase po celotnem območju delovanja laboratorijske turbine vodi v povišane izpuste CO in THC. Razlog za to leži v specifični molekulski strukturi razpadnih produktov lignina in celuloze ter v višji povprečni molekulski masi utekočinjenega lesa z višjo vsebnostjo biomase. Glavni vpliv tako igra viskoznost goriva, ki onemogoča uspešno formiranje curka in s tem povečuje interval nastanka gorljive zmesi, kar vodi v povečane izpuste CO in THC. Nasprotno, vpliv delne nevtralizacije na izpuste CO in THC ni izrazit in potrjuje hipotezo, da koncentracija CO in THC v izpušnih plinih ni pogojena z 0,71% dodatkom 25 % amonijevega hidroksida. Vpliv delne nevtralizacije utekočinjenega lesa je razviden le skozi izpuste NOx. Pri delno nevtraliziranem tipu utekočinjenega lesa so izpusti NOx povečani za okvirno 30 ppm po celotnem delovnem območju eksperimentalne turbine. Razlog za to leži v 0,71% dodatku amonijevega hidroksida, s katerim v nevtraliziran tip utekočinjenega lesa povečamo vsebnost dušika v gorivu za 0,1 mol/L. Povečani izpusti NOx so tako v veliki meri posledica nastanka NOx po t.i. FBN mehanizmu. Nasprotno se izpusti NOx ob uporabi utekočinjenega lesa s povečano vsebnostjo biomase nekoliko znižajo, kar je mogoče pripisati nižjim temperaturam v primarni coni zgorevalne komore.
COBISS.SI-ID: 13392411