Reciclarea gazelor de evacuare EGR prin procesul de metanizare

Scopul proiectului

Proiectul vizează optimizarea eficienței arderii într-un motor cu ardere internă prin:

• Transformarea hidrogenului nevalorificat și a vaporilor de apă în metan prin procesul de metanizare.
• Recircularea metanului și a altor gaze rezultate în sistemul de ardere printr-un circuit EGR (Exhaust Gas Recirculation) .
• Utilizarea catalizatorilor pe bază de oxid de fier, oxid de cobalt, nikel, oxid de zinc sau alte materiale pentru a accelera și eficientiza reacțiile chimice implicate.

Principiul de funcționare

A. Reciclarea gazelor de eșapament:

• Gaze nevalorificate, cum ar fi H₂ și CO, C, împreună cu vaporii de apă, sunt dirijate către o cameră catalitică.
• Acolo, catalizatorii (Fe₂O₃, Co₃O₄ , oxizi de zinc, oxizi de cupru, etc.) facilitează reacția de metanizare:
• Reacția cu apa este endotermă și produce monoxid de carbon (CO) și hidrogen (H2): 
• C + H2O → CO + H2
• CO2​+4H2​→CH4​+2H2​O

B. Integrarea cu circuitul EGR :

• CH₄ produs este amestecat cu aerul de admisie, reluând arderea într-un ciclu îmbunătățit.
• Circuitul EGR menține presiunea adecvată și optimizează raportul combustibil-aer pentru a reduce emisiile de NOₓ și alte gaze poluante.

Necesități tehnologice

A. Catalizatori:

• Oxid de fier (Fe₂O₃): Stabil termic, activ la temperaturi înalte (300-700°C).
• Oxid de cobalt (Co₃O₄): Eficient pentru reducerea oxigenului și conversia H₂.
• Nichel (Ni): Catalizator standard pentru metanizare.

B. Parametrii de proces:

• Temperatura optimă: 300-450°C.
• Presiunea optimă: 5-20 bar.
• Raport H₂/CO: Aproximativ 3:1 pentru maximizarea randamentului de CH₄.

Avantajele inovării amplasării catalizatorilor la ieșirea din camera de ardere a gazelor :

1. Eficiență crescută: Reciclarea gazelor nevalorificate reduce pierderile de energie.
2. Reducerea emisiilor: CH₄ arde mai curat decât H₂ sau CO, diminuând emisiile de CO₂ și particule.
3. Integrare cu sisteme existente: Adăugarea catalizatorilor și a circuitului de metanizare poate fi realizată pe structuri existente.

Acest proces de metanizare mă duce cu gândul la motorul lui Pantone.

Motorul Pantone este un tip de motor cu combustie internă, inventat de Guy Pantone în anii 1980. Se remarcă prin simplitatea designului și prin capacitatea de a funcționa cu o varietate de combustibili, inclusiv combustibili convenționali și combustibili alternativi, cum ar fi hidrogenul.

Principiul de funcționare:

Motorul Pantone este un motor cu piston rotativ, fără supape. Camera de combustie este formată între rotor și stator. Aerul și combustibilul sunt introduse în camera de combustie printr-un orificiu de admisie. Amestecul este comprimat și apoi aprins, producând o explozie care rotește rotorul. Gazele de eșapament sunt evacuate printr-un orificiu separat.

Caracteristici:

• Simplitate: Designul motorului Pantone este mult mai simplu decât cel al motoarelor convenționale, având mai puține piese în mișcare.
• Eficiență: Se susține că motorul Pantone este mai eficient decât motoarele tradiționale, datorită arderii mai complete a combustibilului.
• Versatilitate: Poate funcționa cu o gamă largă de combustibili, inclusiv benzină, motorină, gaz natural, hidrogen și biocombustibili.
• Emisii reduse: Se pretinde că motorul Pantone produce emisii poluante mai reduse decât motoarele convenționale.

Controverse:

Deși motorul Pantone a atras multă atenție și a generat entuziasm, există și controverse legate de performanța și eficiența sa reală. Unii experți susțin că datele privind eficiența și emisiile nu au fost validate independent și că motorul nu este la fel de revoluționar precum se pretinde.