Investigation of the Flue Gas and Condensate Compositions during the Combustion of Natural Gas and Methane-hydrogen Mixtures in a Condensing Boiler
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-2-92-100Keywords:
condensing boiler, water vapor condensate, methane-hydrogen mixture, nitrogen oxides, carbon oxides, environment, greenhouse gases, electrical conductivity, test rigAbstract
The publications on the problem of climate change under the effect of greenhouse gases, as well as the influence of combustion of methane-hydrogen mixtures on harmful emissions are analyzed.
For carrying out experimental investigations, a test rig for burning a mixture of hydrogen and natural gas with different percentages of components was assembled on the basis of the BERETTA CIAO GREEN 25 C.S.I condensing boiler. Results on the composition of flue gases (oxygen, carbon and nitrogen oxides) have been obtained. The electrical conductivity and pH value of the water vapor condensate have been determined. It has been shown that addition of hydrogen to natural gas leads to reduction of nitrogen and carbon oxide emissions into the environment.
References
1. Paris Agreement. United Nations, 2015 [Электрон. ресурс] https://unfccc.int/files/essential_background/convention/application/pdf/english_paris_agreement.pdf (дата обращения 20.02.2023).
2. Gas for Climate — Gas Decarbonization Pathways 2020 — 2050. Guidehouse [Электрон. ресурс] https://gasforclimate2050.eu/wp-content/uploads/2020/04/Gas-for-Climate-Gas-Decarbonisation-Pathways-2020-2050.pdf (дата обращения 20.02.2023).
3. Корпоративные стратегии углеродной нейтральности. Обзор климатических обязательств мировых компаний [Электрон. ресурс] https://www.economy.gov.ru/material/file/f55d57f8dcbb8ec195b1575e857610dc/03062021.pdf (дата обращения 20.02.2023).
4. Указ Президента Российской Федерации № 666 от 4 ноября 2020 г. «О сокращении выбросов парниковых газов».
5. Распоряжение Правительства Российской Федерации № 3052-р. от 29 октября 2021 г. «Об утверждении Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года».
6. Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth. Earth's Annual Global Mean Energy Budget // Bull. American Meteorological Soc. 1997. V. 78(2). Pp. 197—208.
7. Справочная информация об антропогенных выбросах парниковых газов [Электрон. ресурс] https://pandia.ru/text/80/310/1378.php (дата обращения 20.02.2023).
8. Снижение углеродоёмкости электроэнергии [Электрон. ресурс] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2019/9/656/ (дата обращения 20.02.2023).
9. Распоряжение Правительства Российской Федерации № 2162-р от 05 августа 2021 г. «Об утверждении концепции развития водородной энергетики в Российской Федерации».
10. Ионкин И.Л., Росляков П.В., Лунинг Б. Обзор применения конденсационных теплоутилизаторов на объектах теплоэнергетики // Теплоэнергетика. 2018. № 10. С. 5—20.
11. Ионкин И.Л. и др. Влияние конденсационного утилизатора на работу паровых и водогрейных газовых котлов // Теплоэнергетика. 2015. № 5. С. 44—50.
12. Росляков П.В., Рыбаков Б.А., Савитенко М.А., Ионкин И.Л., Лунинг Б. Оценки возможностей снижения выбросов парниковых газов при сжигании топлив в котлах ТЭС и котельных // Теплоэнергетика. 2022. № 9. С. 97—106.
13. Таймаров М.А., Ильин В.К., Чикляев Е.Г., Сунгатуллин Р.Г. Особенности примененния метано-водородной фракции в качестве топлива для котлов ТЭС // Известия высших учебных заведений. Серия «Проблемы энергетики». 2019. Т. 21(3). С. 109—116.
---
Для цитирования: Рыбаков Б.А., Савитенко М.А. Зенько Е.Д. Исследование состава уходящих газов и конденсата при сжигании в конденсационном котле природного газа и метано-водородных смесей // Вестник МЭИ. 2024. № 2. С. 92—100. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-92-100
#
1. Paris Agreement. United Nations, 2015 [Elektron. Resurs] https://unfccc.int/files/essential_background/convention/application/pdf/english_paris_agreement.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023).
2. Gas for Climate — Gas Decarbonization Pathways 2020 — 2050. Guidehouse [Elektron. Resurs] https://gasforclimate2050.eu/wp-content/uploads/2020/04/Gas-for-Climate-Gas-Decarbonisation-Pathways-2020-2050.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023).
3. Korporativnye Strategii Uglerodnoy Neytral'nosti. Obzor Klimaticheskikh Obyazatel'stv Mirovykh Kompaniy [Elektron. Resurs] https://www.economy.gov.ru/material/file/f55d57f8dcbb8ec195b1575e857610dc/03062021.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
4. Ukaz Prezidenta Rossiyskoy Federatsii № 666 ot 4 Noyabrya 2020 g. «O Sokrashchenii Vybrosov Parnikovykh Gazov». (in Russian).
5. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 3052-r. ot 29 Oktyabrya 2021 g. «Ob Utverzhdenii Strategii Sotsial'no-ekonomicheskogo Razvitiya Rossiyskoy Federatsii s Nizkim Urovnem Vybrosov Parnikovykh Gazov do 2050 Goda». (in Russian).
6. Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth. Earth's Annual Global Mean Energy Budget. Bull. American Meteorological Soc. 1997;78(2):197—208.
7. Spravochnaya Informatsiya ob Antropogennykh Vybrosakh Parnikovykh Gazov [Elektron. Resurs] https://pandia.ru/text/80/310/1378.php (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
8. Snizhenie Uglerodoemkosti Elektroenergii [Elektron. resurs] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2019/9/656/ (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
9. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 2162-r ot 05 Avgusta 2021 g. «Ob Utverzhdenii Kontseptsii Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Rossiyskoy Federatsii». (in Russian).
10. Ionkin I.L., Roslyakov P.V., Luning B. Obzor Primeneniya Kondensatsionnykh Teploutilizatorov na Ob'ektakh Teploenergetiki. Teploenergetika. 2018;10:5—20. (in Russian).
11. Ionkin I.L. i dr. Vliyanie Kondensatsionnogo Utilizatora na Rabotu Parovykh i Vodogreynykh Gazovykh Kotlov. Teploenergetika. 2015;5:44—50. (in Russian).
12. Roslyakov P.V., Rybakov B.A., Savitenko M.A., Ionkin I.L., Luning B. Otsenki Vozmozhnostey Snizheniya Vybrosov Parnikovykh Gazov pri Szhiganii Topliv v Kotlakh TES i Kotel'nykh. Teploenergetika. 2022;9:97—106. (in Russian).
13. Taymarov M.A., Il'in V.K., Chiklyaev E.G., Sungatullin R.G. Osobennosti Primenenniya Metano-vodorodnoy Fraktsii v Kachestve Topliva dlya Kotlov TES. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Problemy Energetiki». 2019;21(3):109—116. (in Russian)
---
For citation: Rybakov B.A., Savitenko M.A., Zen’ko E.D. Investigation of the Flue Gas and Condensate Compositions during the Combustion of Natural Gas and Methane-hydrogen Mixtures in a Condensing Boiler. Bulletin of MPEI. 2024;2:92—100. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-92-100
2. Gas for Climate — Gas Decarbonization Pathways 2020 — 2050. Guidehouse [Электрон. ресурс] https://gasforclimate2050.eu/wp-content/uploads/2020/04/Gas-for-Climate-Gas-Decarbonisation-Pathways-2020-2050.pdf (дата обращения 20.02.2023).
3. Корпоративные стратегии углеродной нейтральности. Обзор климатических обязательств мировых компаний [Электрон. ресурс] https://www.economy.gov.ru/material/file/f55d57f8dcbb8ec195b1575e857610dc/03062021.pdf (дата обращения 20.02.2023).
4. Указ Президента Российской Федерации № 666 от 4 ноября 2020 г. «О сокращении выбросов парниковых газов».
5. Распоряжение Правительства Российской Федерации № 3052-р. от 29 октября 2021 г. «Об утверждении Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года».
6. Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth. Earth's Annual Global Mean Energy Budget // Bull. American Meteorological Soc. 1997. V. 78(2). Pp. 197—208.
7. Справочная информация об антропогенных выбросах парниковых газов [Электрон. ресурс] https://pandia.ru/text/80/310/1378.php (дата обращения 20.02.2023).
8. Снижение углеродоёмкости электроэнергии [Электрон. ресурс] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2019/9/656/ (дата обращения 20.02.2023).
9. Распоряжение Правительства Российской Федерации № 2162-р от 05 августа 2021 г. «Об утверждении концепции развития водородной энергетики в Российской Федерации».
10. Ионкин И.Л., Росляков П.В., Лунинг Б. Обзор применения конденсационных теплоутилизаторов на объектах теплоэнергетики // Теплоэнергетика. 2018. № 10. С. 5—20.
11. Ионкин И.Л. и др. Влияние конденсационного утилизатора на работу паровых и водогрейных газовых котлов // Теплоэнергетика. 2015. № 5. С. 44—50.
12. Росляков П.В., Рыбаков Б.А., Савитенко М.А., Ионкин И.Л., Лунинг Б. Оценки возможностей снижения выбросов парниковых газов при сжигании топлив в котлах ТЭС и котельных // Теплоэнергетика. 2022. № 9. С. 97—106.
13. Таймаров М.А., Ильин В.К., Чикляев Е.Г., Сунгатуллин Р.Г. Особенности примененния метано-водородной фракции в качестве топлива для котлов ТЭС // Известия высших учебных заведений. Серия «Проблемы энергетики». 2019. Т. 21(3). С. 109—116.
---
Для цитирования: Рыбаков Б.А., Савитенко М.А. Зенько Е.Д. Исследование состава уходящих газов и конденсата при сжигании в конденсационном котле природного газа и метано-водородных смесей // Вестник МЭИ. 2024. № 2. С. 92—100. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-92-100
#
1. Paris Agreement. United Nations, 2015 [Elektron. Resurs] https://unfccc.int/files/essential_background/convention/application/pdf/english_paris_agreement.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023).
2. Gas for Climate — Gas Decarbonization Pathways 2020 — 2050. Guidehouse [Elektron. Resurs] https://gasforclimate2050.eu/wp-content/uploads/2020/04/Gas-for-Climate-Gas-Decarbonisation-Pathways-2020-2050.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023).
3. Korporativnye Strategii Uglerodnoy Neytral'nosti. Obzor Klimaticheskikh Obyazatel'stv Mirovykh Kompaniy [Elektron. Resurs] https://www.economy.gov.ru/material/file/f55d57f8dcbb8ec195b1575e857610dc/03062021.pdf (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
4. Ukaz Prezidenta Rossiyskoy Federatsii № 666 ot 4 Noyabrya 2020 g. «O Sokrashchenii Vybrosov Parnikovykh Gazov». (in Russian).
5. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 3052-r. ot 29 Oktyabrya 2021 g. «Ob Utverzhdenii Strategii Sotsial'no-ekonomicheskogo Razvitiya Rossiyskoy Federatsii s Nizkim Urovnem Vybrosov Parnikovykh Gazov do 2050 Goda». (in Russian).
6. Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth. Earth's Annual Global Mean Energy Budget. Bull. American Meteorological Soc. 1997;78(2):197—208.
7. Spravochnaya Informatsiya ob Antropogennykh Vybrosakh Parnikovykh Gazov [Elektron. Resurs] https://pandia.ru/text/80/310/1378.php (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
8. Snizhenie Uglerodoemkosti Elektroenergii [Elektron. resurs] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2019/9/656/ (Data Obrashcheniya 20.02.2023). (in Russian).
9. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 2162-r ot 05 Avgusta 2021 g. «Ob Utverzhdenii Kontseptsii Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Rossiyskoy Federatsii». (in Russian).
10. Ionkin I.L., Roslyakov P.V., Luning B. Obzor Primeneniya Kondensatsionnykh Teploutilizatorov na Ob'ektakh Teploenergetiki. Teploenergetika. 2018;10:5—20. (in Russian).
11. Ionkin I.L. i dr. Vliyanie Kondensatsionnogo Utilizatora na Rabotu Parovykh i Vodogreynykh Gazovykh Kotlov. Teploenergetika. 2015;5:44—50. (in Russian).
12. Roslyakov P.V., Rybakov B.A., Savitenko M.A., Ionkin I.L., Luning B. Otsenki Vozmozhnostey Snizheniya Vybrosov Parnikovykh Gazov pri Szhiganii Topliv v Kotlakh TES i Kotel'nykh. Teploenergetika. 2022;9:97—106. (in Russian).
13. Taymarov M.A., Il'in V.K., Chiklyaev E.G., Sungatullin R.G. Osobennosti Primenenniya Metano-vodorodnoy Fraktsii v Kachestve Topliva dlya Kotlov TES. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Problemy Energetiki». 2019;21(3):109—116. (in Russian)
---
For citation: Rybakov B.A., Savitenko M.A., Zen’ko E.D. Investigation of the Flue Gas and Condensate Compositions during the Combustion of Natural Gas and Methane-hydrogen Mixtures in a Condensing Boiler. Bulletin of MPEI. 2024;2:92—100. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-92-100
Downloads
Published
2023-12-21
Issue
Section
Energy Systems and Complexes (2.4.5)
