Використання насадкової колони для очищення біогазу в якості палива систем упорскування мотоциклів для підвищення продуктивності

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239027

Ключові слова:

біогаз, насадкова колона, крутний момент, потужність, питома витрата палива, середній ефективний гальмівний тиск, мотоцикли, упорскування, продуктивність

Анотація

Використання бензину для споживання первинної енергії може призвести до зменшення кількості сирої нафти, що міститься в землі. Для вирішення цієї проблеми вкрай важливе значення має розробка альтернативних видів палива, таких як біогаз і біопаливо. Біогаз вимагає очищення для видалення забруднюючих речовин, які заважають процесу горіння. Для поглинання і розділення газорідинної суміші зазвичай застосовується насадкова колона. Це більш ефективно, оскільки рідина стікає по стовпу пари природним шляхом без подачі енергії ззовні. Дане дослідження спрямоване на визначення результатів очищення біогазу в насадковій колоні. Біогаз застосовується в якості альтернативного палива в двигунах з іскровим запалюванням. Проводиться випробування з використанням динамометричного стенду для отримання даних про потужність і крутний момент. Використання насадкової колони для очищення біогазового палива може забезпечити більш високу продуктивність в порівнянні з неочищеним біогазом. Неочищений біогаз містить домішки, які можуть перешкодити процесу згоряння. Ця умова підтверджується вимірюванням потужності і крутного моменту транспортного засобу на динамометричному стенді, де відфільтрований біогаз забезпечує більш високу потужність і крутний момент.

Випробування проводилися як з використанням насадкової колони, так і без. Розглядаються зміни швидкості, крутного моменту, потужності, питомої витрати палива і середнього ефективного гальмівного тиску. Дане дослідження узгоджується з попередніми дослідженнями. В цілому, результати показують, що середня похибка при використанні насадкової колони і без насадкової колони для крутного моменту, потужності, питомої витрати палива і середнього ефективного гальмівного тиску збільшується приблизно на 7 %. Очищення біогазу за допомогою насадкової колони з використанням Ca(OH)2 може зв'язувати CO2 і дозволяє отримувати чистий газ метан з більш високою теплотворною здатністю. 

На закінчення можна відзначити можливість застосування насадкової колони для очищення біогазу в якості палива для систем упорскування мотоциклів

Спонсор дослідження

  • The authors would like to express their gratitude for financial support given by Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya (ITATS)

Біографії авторів

Syamsuri Syamsuri, Adhi Tama Institute of Technology Surabaya

Doctorate in Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Yustia Wulandari Mirzayanti, Adhi Tama Institute of Technology Surabaya

Doctorate in Chemical Engineering

Department of Chemical Engineering

Zain Lillahulhaq, Adhi Tama Institute of Technology Surabaya

Master in Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Achmad Bagus Hidayat, Adhi Tama Institute of Technology Surabaya

Undergraduate in Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Neshat, S. A., Mohammadi, M., Najafpour, G. D., Lahijani, P. (2017). Anaerobic co-digestion of animal manures and lignocellulosic residues as a potent approach for sustainable biogas production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79, 308–322. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.137
  2. Mu, L., Zhang, L., Zhu, K., Ma, J., Ifran, M., Li, A. (2020). Anaerobic co-digestion of sewage sludge, food waste and yard waste: Synergistic enhancement on process stability and biogas production. Science of The Total Environment, 704, 135429. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135429
  3. Fu, S., Angelidaki, I., Zhang, Y. (2021). In situ Biogas Upgrading by CO2-to-CH4 Bioconversion. Trends in Biotechnology, 39 (4), 336–347. doi: https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2020.08.006
  4. Olugasa, T. T., Odesola, I. F., Oyewola, M. O. (2018). Biogas purification and compression for use in spark ignition engines. International Conference of Mechanical Engineering, Energy Technology and Management, IMEETMCON 2018. Available at: https://imeetmcon.com.ng/wp-content/uploads/2019/08/32.pdf
  5. Madhania, S., Abdurrahman, F. M., Naufal, M., Kusidanto, K., Machmudah, S., Winardi, S. (2021). Simultaneous Biogas Upgrade and Production of Precipitated Calcium Carbonate. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1053 (1), 012093. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/1053/1/012093
  6. Hotta, S. K., Sahoo, N., Mohanty, K. (2019). Comparative assessment of a spark ignition engine fueled with gasoline and raw biogas. Renewable Energy, 134, 1307–1319. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.09.049
  7. Da Costa, R. B. R., Valle, R. M., Hernández, J. J., Malaquias, A. C. T., Coronado, C. J. R., Pujatti, F. J. P. (2020). Experimental investigation on the potential of biogas/ethanol dual-fuel spark-ignition engine for power generation: Combustion, performance and pollutant emission analysis. Applied Energy, 261, 114438. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.114438
  8. Bui, V. G., Tran, V. N., Hoang, A. T., Bui, T. M. T., Vo, A. V. (2020). A simulation study on a port-injection SI engine fueled with hydroxy-enriched biogas. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1–17. doi: https://doi.org/10.1080/15567036.2020.1804487
  9. Verma, S., Das, L. M., Kaushik, S. C. (2017). Effects of varying composition of biogas on performance and emission characteristics of compression ignition engine using exergy analysis. Energy Conversion and Management, 138, 346–359. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.01.066
  10. Ullah Khan, I., Hafiz Dzarfan Othman, M., Hashim, H., Matsuura, T., Ismail, A. F., Rezaei-DashtArzhandi, M., Wan Azelee, I. (2017). Biogas as a renewable energy fuel – A review of biogas upgrading, utilisation and storage. Energy Conversion and Management, 150, 277–294. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.035
  11. Pioquinto García, S., Garza Rodríguez, L. Á., Bustos Martínez, D., Cerino Córdova, F. de J., Soto Regalado, E., Giraudet, S., Dávila Guzmán, N. E. (2021). Siloxane removal for biogas purification by low cost mineral adsorbent. Journal of Cleaner Production, 286, 124940. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124940
  12. Noorain, R., Kindaichi, T., Ozaki, N., Aoi, Y., Ohashi, A. (2019). Biogas purification performance of new water scrubber packed with sponge carriers. Journal of Cleaner Production, 214, 103–111. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.12.209
  13. Fernández-Delgado Juárez, M., Mostbauer, P., Knapp, A., Müller, W., Tertsch, S., Bockreis, A., Insam, H. (2018). Biogas purification with biomass ash. Waste Management, 71, 224–232. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.09.043
  14. Wang, G., Zhang, Z., Hao, Z. (2019). Recent advances in technologies for the removal of volatile methylsiloxanes: A case in biogas purification process. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 49 (24), 2257–2313. doi: https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1607443
  15. Belaissaoui, B., Favre, E. (2018). Novel dense skin hollow fiber membrane contactor based process for CO2 removal from raw biogas using water as absorbent. Separation and Purification Technology, 193, 112–126. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.10.060
  16. Sutanto, R., Putra, I. G. B. D. M., Mulyanto, A. (2013). Pemanfaatan biogas termurnikan berbasis metode kalsinasi pada kendaraan bermotor. Dinamika Teknik Mesin, 3 (1), 34–40. doi: https://doi.org/10.29303/d.v3i1.86
  17. Sutanto, R., Alit, I. B., Nurchayati, N. (2014). Analisa unjuk kerja motor bakar berbahan bakar biogas termurnikan berbasis absorber Fe2O3. Dinamika Teknik Mesin, 4 (2), 83–87. doi: https://doi.org/10.29303/d.v4i2.56
  18. Monde, J. (2018). Pengaruh penggunaan tipe packing dalam pemisahan CO2 menggunakan K2CO3 berpromotor DEA dengan metode absorpsi reaktif dalam reaktor packed column. ITS Surabaya. Available at: https://repository.its.ac.id/50116/1/02211550012001-Master_Thesis.pdf
  19. Syamsuri, Mirzayanti, Y. W., Widjajanti, W. W., Bani, S. K. (2020). Pengaruh Variasi Konsentrasi NaOH sebagai Nutrisi pada Performansi Biogas Tipe Portabel. Journal of Research and Technology, 6 (2), 195–207. Available at: https://journal.unusida.ac.id/index.php/jrt/article/view/353/275
  20. Syamsuri (2020). Performansi biogas type drum portabel dengan variasi ph 6.8, 7, 7.2, 7.6, 7.8, 8. Jurnal Teknik Mesin UNISKA, 5 (2), 40–45. Available at: https://ojs.uniska-bjm.ac.id/index.php/JZR/article/view/4030/2647
  21. Gersen, S., van Essen, M., Darmeveil, H., Hashemi, H., Rasmussen, C. T., Christensen, J. M. et. al. (2016). Experimental and Modeling Investigation of the Effect of H2S Addition to Methane on the Ignition and Oxidation at High Pressures. Energy & Fuels, 31 (3), 2175–2182. doi: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6b02140
  22. Ilminnafik, N., Setiyawan, D. L., Sutjahjono, H., Rofiq, A., Hadi, A. S. (2019). Flame Characteristics of Biogas From Coffee Waste Materials. Journal of Physics: Conference Series, 1175, 012273. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1175/1/012273
  23. Munawaroh, J. (2010). Perancangan dan pembuatan miniatur penghasil biogas. Malang, Indonesia.
  24. Vidian, F., Putra, D. H. (2020). An Experimental on Small Scale Gasoline Engine Performance. Universal Journal of Mechanical Engineering, 8 (4), 237–241. doi: https://doi.org/10.13189/ujme.2020.080409

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-08-31

Як цитувати

Syamsuri, S., Mirzayanti, Y. W., Lillahulhaq, Z., & Hidayat, A. B. (2021). Використання насадкової колони для очищення біогазу в якості палива систем упорскування мотоциклів для підвищення продуктивності. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1(112), 86–93. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239027

Номер

Том 4 № 1(112) (2021): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Syamsuri Syamsuri, Yustia Wulandari Mirzayanti, Zain Lillahulhaq, Achmad Bagus Hidayat

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.