Исследователи из Southwest Research Institute (SwRI) и University of Michigan (UM) опубликовали новое исследование, показывающее, что усовершенствованная новая метановая факельная горелка, созданная с помощью аддитивного производства и машинного обучения, устраняет 98% метана, выбрасываемого в атмосферу при добыче нефти.
Горелка была разработана инженерами-исследователями UM и испытана в SwRI. Статья «Экспериментальное исследование влияния состава отходящего газа и бокового ветра на факелы без посторонней помощи с использованием нового подхода к испытаниям в закрытых помещениях» была опубликована в журнале Industrial & Chemical Engineering Research .
Производители нефти могут генерировать метан во время добычи нефти и обычно используют факельные трубы для сжигания этого газа.
Однако ветер, дующий через обычные горелки с открытым пламенем, снижает их эффективность, выбрасывая в атмосферу 40% или более метана. За 100 лет метан имеет в 28 раз больший потенциал глобального потепления, чем углекислый газ , и в 84 раза более мощный в 20-летней временной шкале.
Сжигание в факелах снижает общий потенциал глобального потепления, но неэффективное сжигание в факелах ослабляет эту стратегию. SwRI сотрудничал с инженерами UM с целью использования машинного обучения , вычислительной гидродинамики и аддитивного производства для создания и испытания горелки с высокой эффективностью уничтожения метана и стабильностью горения в сложных полевых условиях.
«Мы испытали горелку в закрытом помещении SwRI, где мы могли контролировать боковой ветер и измерять эффективность горелки в различных условиях», — сказал главный инженер SwRI Алекс Шлунекер, один из соавторов статьи.
«Даже малейший боковой ветер значительно снижал эффективность большинства горелок.
Мы обнаружили, что структура и движение ребер внутри горелки имеют решающее значение для поддержания эффективности. Команда UM спроектировала ее так, чтобы значительно улучшить производительность».
Горелка имеет сложное сопловое основание, которое разделяет поток метана в трех разных направлениях. Конструкция крыльчатки направляет газ к пламени. Эта новая конструкция обеспечивает равномерное смешивание кислорода и метана и дает время для сгорания, прежде чем на него повлияют боковые ветры.
Такая конструкция является ключом к эффективности горелки. «Хорошее соотношение кислорода и метана является ключом к горению», — сказал старший инженер-исследователь SwRI Джастин Лонг.
«Окружающий воздух необходимо захватывать и вводить для смешивания с метаном, но слишком большое количество может разбавить его. Исследователи UM провели большую работу по вычислительной гидродинамике, чтобы найти конструкцию с оптимальным балансом воздуха и метана, даже в условиях сильного бокового ветра».
Команды SwRI и UM продолжают сотрудничать в разработке и тестировании новых конструкций горелок, стремясь создать к 2025 году еще более эффективный и экономичный прототип.
Рубрика: Техно и Гаджеты. Читать весь текст на android-robot.com.