日本内阁府在2014财年至2018财年的5年期间,在跨部委战略创新促进计划 (SIP) 中组织了一项重大项目“创新燃烧技术”。演讲介绍了汽油燃烧团队与28所大学合作对汽油发动机超稀薄燃烧概念的研究和开发。为了使汽油SI发动机的热效率达到50%,稀薄燃烧操作是通过低温燃烧减少热损失来提高热效率的有效技术之一。单缸SIP原型发动机采用过量空气比超过2.0的超稀薄混合气,以将燃烧温度降至2,000K以下,并减少热损失和NOx排放。然而,由于层流火焰速度降低导致燃烧持续时间延长,以及循环间燃烧波动和/或熄火增加,成为实现超稀薄燃烧发动机的障碍。因此,原型发动机设计为产生25m/s的高强度滚流,并利用滚流塌陷产生的湍流加速燃烧的效果。该发动机的火花点火系统比传统发动机的放电持续时间长10倍,放电能量更高,实现了稳定的循环点火和燃烧。
• 发动机按照奥托工艺运行 • 预混合“稀薄燃烧”燃烧技术 • “中冲程”位置低压进气 • 通过预燃室中的引燃燃料点火
关键技术:• 3D 空气动力学,即高负荷压缩机和涡轮机→部件效率、重量、SFC• 最先进的稀薄燃烧→SFC、排放• 先进材料(高温和金属复合材料)→更高的 T4、重量、SFC• 先进的冷却技术→更高的 T4、重量、SFC• 先进的机械设计和密封→更紧密的间隙和缝隙、效率、SFC
简介/背景 CR Permian Processing, LLC (CRPP) 是 Kinetik Holdings, Inc (Kinetik) 旗下的一家实体,拥有并运营位于德克萨斯州佩科斯附近的 Pecos Bend 天然气处理厂 (Pecos Bend),其天然气处理能力为 540 MMcf/d。该项目包括用现代 5,000 HP 电动机替换用于残余气体压缩的现有 Caterpillar (CAT) G3616LE A3 4,735 马力 (HP) 稀薄燃烧天然气发动机。该项目的主要目标是通过用电动机为压缩机重新提供动力,消除与天然气发动机运行相关的排放,包括氮氧化物 (NOx)、挥发性有机化合物 (VOC)、颗粒物 (PM)、二氧化硫 (SO2)、一氧化碳 (CO)、甲醛 (HCHO) 和温室气体 (GHG)。该项目取得了成功,新电机于 2024 年 9 月开始运行。
图 1-1. IE 综合评审分类法 ............................................................................................................................................. - 5 - 图 3-1. 飞机排放、影响和损害之间的关系 ............................................................................................................. - 20 - 图 3-2. 机场对 2008/9 年期间平均 NO x 浓度的贡献 ............................................................................................. - 22 - 图 3-3. 2013 年大伦敦地区年平均 NO 2 浓度 ............................................................................................. - 24 - 图 3-4. 靠近出口喷嘴处测得的颗粒大小分布 ............................................................................................. - 24 - 图 3-5. 从工业化前时期到 2009 年全球航空的 IPCC RF 成分 ............................................................. - 30 - 图 3-6:全球总体水平的航空环境影响比较 ............................................................................................. - 34 - 图 4-1.单通道和双通道飞机在估计 ML/D 方面的改进 ............................................................................................. - 36 - 图 4-2. 从燃料中的能量到有用推进功率的两步转换过程 ............................................................................. - 39 - 图 5-1. 燃烧策略:左侧为浓燃烧 (RQL),右侧为稀薄燃烧 (LDI) ............................................................. - 47 - 图 5-2. 当前稀薄燃烧的比较(左
BOL 开始使用(参考燃料电池) CAPEX 资本支出 CH3OH 甲醇 CBG 压缩沼气 CNG 压缩天然气 CO 一氧化碳 CO2 二氧化碳 CO2-eq 二氧化碳当量 DF 双燃料 DWT 载重量吨位 ECA 排放控制区 e-fuel 电燃料 EU 欧盟 EV 电动汽车 FAME 脂肪酸甲酯(=生物柴油) FC 燃料电池 FCV 燃料电池汽车 FEED 前端工程设计 FT 燃料 费托燃料 GHG 温室气体 H2 氢气 HCl 氯化氢 HF 氟化氢 HHV 高热值 HVO 氢化植物油(=可再生柴油) ICE 内燃机 IMO 国际海事组织 IRR 内部收益率 LBG 液化生物甲烷 LBSI 稀薄燃烧火花点火(发动机) ICE 内燃机 LH2 液化氢 LCA 生命周期分析 LHV 低热值 LNG 液化天然气天然气 LPG 液化石油气 NOx 氮氧化物 OPEX 运营支出 PEM 聚合物电解质膜 PM 颗粒物 PV 光伏 RED 可再生能源指令 RORO 滚装船 ROPAX 滚装船和客船 SNG 合成天然气
5.0 无控制技术 ...............5-1 x 5.1 湿式控制 .................5-5 5.1.1 过程描述 ........5-5 5.1.2 湿控制的适用性 ....5-8 5.1.3 影响湿式控制性能的因素 ...........5-8 5.1.4 使用 x 湿式控制可实现的 NO 排放水平 ...........5-11 5.1.5 湿式控制对 CO 和 HC 排放的影响 ............5-28 5.1.6 湿式控制对燃气轮机性能的影响 ............5-33 5.1.7 湿式控制对燃气轮机维护的影响 ............5-33 5.2 燃烧控制 ............5-36 5.2.1 稀薄燃烧和减少燃烧室停留时间 ...........5-36 5.2.2 贫油预混燃烧室 ......5-38 5.2.3 浓/熄火/贫油燃烧 .....5-59 5.3 选择性催化还原 .......5-63 5.3.1 流程描述 ..........5-63 5.3.2 SCR 对燃气轮机的适用性 5-65 5.3.3 影响 SCR 性能的因素 ..5-72 5.3.4 使用 SCR 可实现的 NO 减排 x 效率 .......5-73 5.3.5 SCR 的处置注意事项 ...5-73 5.4 与 SCR 结合使用的控件 ...5-74 5.5 在 HRSG 应用中添加管道燃烧器的影响 ..............5-77 5.6 替代燃料 ............5-83 5.6.1 煤制气 ...。。。。。。。5-83 5.6.2 甲醇。。。。。。。。。。。。。。5-84 5.7 选择性非催化还原 ......5-87 5.8 催化燃烧 ...........5-88 5.8.1 过程描述 .........5-88 5.8.2 适用性 ...........5-88 5.8.3 开发状态 .........5-88 5.9 海上石油平台应用 .....5-91 5.10 第 5 章参考资料 ......。。。5-92
2019 年 9 月 24 日 - 日本船级社已向大阪燃气公司颁发了原则性批准 (AIP),用于其与大发柴油机公司联合开展的船用液化石油气重整器项目。这是日本首次为此类设备颁发 AIP。液化石油气重整器旨在将液化石油气转化为与液化天然气中相同的合成甲烷气体。液化石油气主要由丙烷和丁烷组成,易发生爆震(异常燃烧),因此难以用作稀薄燃烧燃气发动机和双燃料发动机的燃料。相反,通过在为发动机加油之前使用液化石油气重整器将液化石油气转化为合成甲烷气体,可以抑制爆震的风险,从而达到与使用液化天然气时相同的运行性能。此外,与使用传统重油燃料相比,使用 LPG 作为燃料可以显著减少 SOx 和 NOx 等对环境有害物质的排放,从而能够遵守 2020 年 IMO SOx 法规,并且通过使用船用发动机本身实现更多目标。使用 LPG 作为燃料时,适用《使用气体或其他低闪点燃料的船舶国际安全规则》(IGF 规则)。但是,当前的 IGF 规则并未针对 LNG 以外的替代燃料的具体规定。因此,ClassNK 于 2019 年 6 月发布了《使用低闪点燃料(甲醇/乙醇/LPG)的船舶指南》。
本文探讨了天然气 (NG) 作为运输燃料(特别是用于海上运输)对环境的影响。目的是系统地评估加拿大不列颠哥伦比亚省 (BC) 天然气燃料上游燃料供应链中的温室气体 (GHG) 排放。加拿大西部渡轮运营最近引入液化天然气 (LNG) 燃料,这是向大规模采用 NG 作为更清洁、更低成本燃料迈出的重要一步。这使得对 NG/LNG 燃料的温室气体排放进行准确的生命周期评估 (LCA) 的系统方法变得更加重要和紧迫。使用来自采用不同发动机技术和燃料类型的船舶的运行和燃料消耗数据进行分析表明,与低硫石油柴油发动机相比,柴油循环天然气发动机的 CO 2e 排放量将减少 2%,而其他 NG 发动机技术,如稀薄燃烧奥托循环发动机或双燃料燃气发动机,将导致 CO 2e 排放量增加 4%。这项研究消除了人们对油井到泵 (WTP) NG 排放的疑虑,支持广泛采用 NG 燃料,并促进船舶推进中泵到螺旋桨 (PTP) 排放的进一步改善。© 2020 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
缩写列表 AAI 印度机场管理局 AEU 航空环境单位 ANS 空中导航服务 APU 辅助动力装置 ASPIRE 亚太减排倡议 ATF 航空涡轮燃料 ATM 空中交通管理 BP 印度石油公司 BRIC 巴西、俄罗斯、印度和中国 CAPA 亚太航空中心 CAEP 航空环境保护委员会 CBRD 共同但有区别的责任 CCD 爬升、巡航和下降 CDO 持续下降运行 CNS 通信、导航和监视 CTA 控制时间到达 DGCA 印度民航总局 DLI 直接贫油喷射 EU ETS 欧盟排放交易计划 FAB 功能空域区块 FIANS 未来印度空中导航系统 GHG 温室气体 GIACC 国际航空与气候变化小组 GNSS 全球导航卫星系统 GPS 全球定位系统 HAP 羟基磷灰石 HPCL 印度斯坦石油有限公司 IATA 国际航空运输协会 ICCT 国际清洁交通理事会 ICAO 国际民用航空组织 IEA 国际能源署IOCL 印度石油有限公司 IPCC 政府间气候变化专门委员会 LTO 着陆和起飞周期 Mt 百万吨 OPR 工作压力比 PBN 基于性能的导航 PM 颗粒物 PPP 公私合作伙伴关系 RF 辐射霜冻 RQL 浓燃烧、快速混合、稀薄燃烧 SWIM 系统范围信息管理 UK APD 英国航空旅客税 UNFCCC 联合国气候变化框架公约 VAT 增值税 VOC 挥发性有机化合物