工程师开发出超洁净生物燃料燃烧的新方法

Josiah02 · 发表于 2024-10-18 08:36:16

在《燃料》杂志上发表的新研究中，贝勒大学 Cornerstone 雾化和燃烧实验室 (CAC) 的研究人员揭示了一种高效燃烧生物燃料的开创性方法，即使用革命性的涡流喷射 (SB) 喷射器燃烧甘油/甲醇混合物，几乎实现零排放。这项新技术可以实现通常因粘度高而难以燃烧的燃料的超清洁燃烧。
该研究将为学术研究和工业应用做出重大贡献，为可持续能源解决方案树立新标准。
“当前的研究表明，粘性生物废物如何通过贝勒燃烧技术转化为清洁能源，”主要作者、CAC 实验室首席研究员、贝勒工程与计算机科学学院机械工程助理教授 Lulin Jiang 博士说。
对生物燃料行业的意义、环境影响
传统喷射器很难燃烧甘油（生物柴油生产中丰富的副产品），因为它的粘度很高，尽管它的能量密度适中。
相比之下，SB 喷射器无需昂贵的燃料预热或加工即可处理甘油，这可能会改变生物燃料的经济性。该过程允许 SB 喷射器通过产生细小的液滴实现完全清洁的燃烧，从而显著减少一氧化碳 (CO) 和氮氧化物 (NO x ) 等有害污染物的排放。
蒋表示，这项新技术还使生物柴油生产商能够将甘油废物转化为可行的燃料来源，促进循环经济并减少发电的碳足迹。SB 喷射器的灵活性允许燃烧各种甘油/甲醇比例，而无需进行硬件改造，使其成为旨在满足严格排放法规的发电厂的理想选择。
通过开拓创新解决方案来应对紧迫的全球挑战，江和她的团队体现了贝勒大学致力于推进知识进步以改善社会的承诺。
姜教授表示：“能够将废甘油等废物转化为具有成本效益的可再生能源，有助于在气候变化中提高经济弱势群体的能源恢复力和能源公平。”
测试燃料混合物
研究团队在多个雾化空气-液体质量比 (ALR) 下测试了三种不同的燃料混合物——按理论热释放率计算的甘油与甲醇比例分别为 50/50、60/40 和 70/30。所有混合物的燃烧效率均超过 90%，其中 50/50 混合物可实现完全燃烧，CO 和 NOx 排放量接近于零，即使在未预热、未绝缘的燃烧装置中也是如此。与传统的空气喷射或压力旋流喷射器相比，这是一个显著的改进，因为后者在使用高粘度燃料时通常会产生高排放量。
姜教授表示：“该技术表现出较高的粘度耐受性和燃料灵活性，这意味着不仅废甘油，而且生物柴油的粘性源油和其他废弃基生物油都可以直接用于发电，而无需进一步加工，从而大大降低生物燃料成本，从而有可能刺激其广泛应用。”
这一突破有助于减少生物柴油行业对环境的影响并提高成本效益。
江教授及其研究团队是美国国家科学基金会国家创新团（简称 I-Corps）项目的成员。通过国家创新团项目，科学家和工程师们准备将他们的关注点扩展到大学实验室之外，从而加速实现准备商业化的基础研究项目的经济和社会效益。
在相关的 NSF 项目中，贝勒大学和韦科市正在就 NSF 公民创新挑战项目进行合作，在韦科垃圾填埋场开发气候智能型废物能源燃料燃烧，以帮助减少甲烷和其他空气污染物，并将废物转化为清洁能源。

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