Technologie wodorowe

Technologie spalania wodoru zyskują coraz większą popularność w przemyśle, ze względu na ich zdolność do redukcji emisji CO2 oraz zwiększenia efektywności energetycznej. Wodór jest czystym, odnawialnym źródłem energii, a jego spalanie pozwala na znaczące ograniczenie emisji szkodliwych związków, co znacznie ogranicza negatywny wpływ na środowisko. Czynniki te spowodowały, że technologie wodorowe znalazły zastosowanie również w lotnictwie, gdzie mogą być wykorzystywane do napędu silników turboodrzutowych lub jako paliwo dla ogniw paliwowych.

W związku z powyższym nasze biuro podjęło się wykonania prac studyjnych, zaprojektowania oraz zbudowania funkcjonalnego stanowiska do spalania mieszanin na bazie wodoru z komorą spalania pozwalającą na badanie wpływu procesu na strukturę materiałów oraz powłok materiałowych. Projekt termodynamiczny, mechaniczny oraz elektryczny stanowiska uzyskał akceptację i powstało stanowisko przystosowana do spalania mieszaniny wodoru z utleniaczem (powietrze i/lub tlen). Paliwo oraz utleniacz dostarczone są do komory mieszającej poprzez niezależne instalacje kontrolujące ciśnienie, temperaturę i przepływ dla każdego medium. Proces spalania mieszaniny wodoru z metanem jest realizowany w komorze spalania o kształcie walca, gdzie centrycznie do dyszy palnika montowana jest badana próbka.

Układ sterowania stanowiska pozwala na przygotowanie odpowiedniej mieszanki do spalania, jej kontrolę (skład, temperatura, przepływ, ciśnienie), bezpieczne spalanie, kontrolę temperatury elementu badanego oraz parametrów w samej komorze spalania. Sterownia zapewnia możliwość zdalnego przeprowadzenia pełnego cyklu próby. Kluczowym elementem systemu jest niezależny od systemu sterowania układ bezpieczeństwa kontrolujący pracę stanowiska i gwarantujący bezpieczeństwo jego obsłudze. Sterowanie stanowiskiem odbywa z poziomu HMI, który pozwala obsłudze na określenie parametrów procesu oraz wizualizuje proces i dane pomiarowe. Układ sterowania ma możliwość udostępnienia parametrów procesu oraz danych pomiarowych z wykorzystaniem protokołu komunikacji.

Opis / parametry  
Paliwo Wodór + Metan
Utleniacz Powietrze
Maksymalne ciśnienie w komorze spalania 100 [kPa]
Maksymalna temperatura w komorze spalania 1600˚C
Moc palnika 10 [kW]
Przepływ maksymalny paliwa 2 m3/h
Przepływ maksymalny utleniacza 15 m3/h
Maksymalna zawartość wodoru w mieszance 50%
Komora mieszająca Tak
Regulacja przepływu paliwa Tak
Regulacja przepływu utleniacza Tak
Regulacja długości płomienia Tak
Regulacja temperatury Tak
Pomiar temperatury wewnątrz komory spalania Tak (w 3 punktach)
Analiza składu spalin Tak
Liczba palników 1
Obserwacja procesu spalania Okienko rewizyjne

W przyszłości naszym celem jest zwiększanie zakresu działania stanowiska celem przeprowadzania badań w zakresie:

  1.  Charakterystyk procesu spalania w funkcji NOx w tym również dla paliw alternatywnych (dzisiaj wodór + metan).
  2. Opracowanie technologii spalania w funkcji minimalizacji NOx w tym użycie dodatków (reduktorów).
  3. Badania procesu spalania przy zasilaniu multi-paliwowym.
  4. Prowadzenia badań procesu spalania do poziomu 100% H2.
  5. Badania dla ciśnień do 10 bar.
  6. Badania procesów spalania dla aplikacji wielopalnikowych.
Menu