En una nueva investigación publicada en la revista CombustibleInvestigadores de la Universidad de Baylor del Laboratorio de Combustión y Atomización de Cornerstone (CAC) han utilizado un revolucionario inyector de ráfaga de remolino (SB) para quemar mezclas de glicerol/metanol con emisiones cercanas a cero para una combustión eficiente de biocombustibles. Se ha revelado un método importante. Esta nueva tecnología permite una combustión extremadamente limpia de combustibles que normalmente son difíciles de quemar debido a su alta viscosidad.
Esta investigación está preparada para hacer contribuciones significativas tanto a la investigación académica como a las aplicaciones industriales, estableciendo un nuevo estándar para soluciones energéticas sostenibles.
“El presente estudio demuestra cómo los residuos biológicos pegajosos se pueden tratar utilizando tecnología de combustión de calderas”, dijo el autor principal Lulin Jiang, Ph.D., investigador principal del CAC Lab y profesor asistente de ingeniería mecánica en Baylor. Facultad de Ingeniería e Informática.
Importancia para la industria de los biocombustibles, impacto ambiental.
Los inyectores convencionales tienen dificultades para quemar glicerol (un subproducto abundante de la producción de biodiesel) debido a su alta viscosidad, a pesar de que tiene una densidad energética moderada.
Por el contrario, la capacidad del inyector SB para manejar glicerol sin la necesidad de un costoso precalentamiento o procesamiento del combustible podría cambiar la economía de los biocombustibles. Este proceso permite a los inyectores SB lograr una combustión completa y limpia al crear gotas más finas, lo que reduce significativamente las emisiones de contaminantes nocivos como el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno (NOx).
Esta innovadora tecnología permite a los fabricantes de biodiésel convertir el glicerol residual en una fuente de combustible viable, promoviendo una economía circular y reduciendo la huella de carbono de la generación de energía, afirmó Jiang. La flexibilidad del inyector SB permite la combustión de diferentes proporciones de glicerol/metanol sin modificación de hardware, lo que lo hace ideal para que las plantas de energía cumplan con estrictas regulaciones de emisiones.
Al ofrecer soluciones innovadoras a desafíos globales apremiantes, Jiang y su equipo ejemplifican el compromiso de Baylor con el avance del conocimiento para el mejoramiento de la sociedad.
“Ser capaz de convertir desechos, como el glicerol residual, en energía renovable barata promueve la resiliencia energética y la equidad energética para los grupos económicamente desfavorecidos en un clima cambiante”, dijo Jiang.
Comprobación de la mezcla de combustible
El equipo de investigación probó tres mezclas de combustible diferentes (proporciones de glicerol a metanol de 50/50, 60/40 y 70/30 a través de tasas teóricas de liberación de calor) en múltiples relaciones de masa de aire a líquido de atomización (ALR). Todas las mezclas lograron eficiencias de combustión superiores al 90% con una combustión completa a través de una mezcla 50/50, con casi cero emisiones de CO y NOx, incluso en una configuración de combustión aislada y no precalentada. Esta es una mejora significativa con respecto a los inyectores convencionales de chorro de aire o de turbulencia a presión, que a menudo producen mayores emisiones con combustibles de mayor viscosidad.
“La demostración de la alta tolerancia a la viscosidad y la flexibilidad del combustible de la tecnología indica que no sólo el glicerol residual, sino también el aceite viscoso del biodiesel y otros bioaceites a base de residuos se pueden usar directamente para generar energía sin procesamiento adicional. , lo que reduce significativamente el costo de los biocombustibles y, por lo tanto, estimula potencialmente su aplicación más amplia”, afirmó Jiang.
Este desarrollo podría ayudar a reducir el impacto ambiental de la industria del biodiesel y mejorar la rentabilidad.
Desafío de innovación cívica del I-Corps nacional de la NSF/NSF
Jiang y su equipo de investigación son miembros del programa Cuerpo Nacional de Innovación (o I-Corps™) de la Fundación Nacional de Ciencias, que ilustra el impacto potencial de su innovadora tecnología de combustión de combustible flexible. A través del programa National I-Corps, los científicos e ingenieros están preparados para ampliar su enfoque más allá del laboratorio universitario, acelerando los beneficios económicos y sociales de los proyectos de investigación básica financiados por la NSF y otros proyectos de investigación básica que conduzcan a la comercialización.
En un proyecto relacionado de NSF, Baylor y la ciudad de Waco se están asociando en el Proyecto de Desafío de Innovación Cívica de NSF para desarrollar una combustión de combustible climáticamente inteligente y de conversión de residuos en energía para reducir el metano y otros contaminantes del aire en el vertedero de Waco y convertir los residuos en residuos limpios. Energía. Ayuda al cambio. Baylor y Waco se encuentran entre los 19 equipos que avanzaron a la siguiente fase del desafío NSF y recibieron una subvención de $1 millón para un proyecto piloto con la esperanza de avanzar a la siguiente fase.
