ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДА В КАЧЕСТВЕ ОКИСЛИТЕЛЯ СУДОВОГО ТОПЛИВА ВМЕСТО ВОЗДУХА ДЛЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Аннотация
Атмосферный воздух, используемый для сжигания любого органического углеродсодержащего топлива, содержит в своем составе два основных макрокомпонента, % объмн.: азот - 79,03, кислород - 20,92. Концентрация микрокомпонентов: диоксида углерода, аргона, ксенона, криптона, озона, гелия, углеводородов, составляет в сумме 0,05. В процессе окисления судового топлива азот является инертным веществом, не принимающим участие в процессе окисления топлива, а при высоких значениях температур и давления в камере сгорания азот окисляется кислородом с образованием высокотоксичных оксидов азота. Для повышения степени окисления судового топлива в топливовоздушной смеси поддерживается высокий коэффициент избытка воздуха, что приводит к еще большему увеличению массы азота. В камере сгорания азот, содержащийся в топливовоздушной смеси, нагревается до 800-1000 °С, что приводит к непроизводительному расходу судового топлива. Габариты и металлоемкость судовой энергетической установки вследствие этого высокие. Предлагается альтернативное решение по замене воздуха, используемого в качестве окислителя в судовых энергетических установках, кислородом. Это решение стимулировано следующими техническими преимуществами при замене воздуха кислородом, а именно: снижением металлоемкости СЭУ, снижением расхода судового топлива, уменьшением выделения диоксида углерода - основного компонента «парниковых» газов, - вредных токсичных компонентов, в частности полного исключения оксидов азота с отработанными газами судовой энергетической установки. В результате реализации данного предложения могут быть решены экономические и экологические проблемы морских грузоперевозок. Проведены расчеты тепловых балансов энергетической эффективности судовой энергетической установки, которые показали, что в случае замены воздуха кислородом эффективность судовой энергетической установки повышается на 25 %, что, соответственно, приводит к снижению расхода судового топлива и снижению эмиссии вредных токсичных компонентов, в частности диоксида углерода - основного компонента «парниковых» газов. На основании выполненного анализа научно-технических, патентных материалов и собственных научно-исследовательских работ научный и практический интерес представляет процесс получения кислорода на альтернативной основе из воды и диоксида углерода. Предложены две схемы получения кислорода из воды и диоксида углерода, включающие гетерогенно-каталитические процессы и плазмохимические установки.
Ключевые слова
кислород, диоксид углерода, воздух, расход, судовое топливо, дедвейт судна, нагрузка, корпус судна, защита, экология
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Об авторах
Леонов Валерий Евгеньевич - доктор технических наук, профессор
Херсонская государственная морская академияГуров Анатолий Андреевич - доцент, капитан дальнего плавания
Херсонская государственная морская академия
