Impact of magnetic fuel activators on the combustion process in metallurgical heating furnaces
Anna Pajdak 2  
,  
 
 
More details
Hide details
1
Faculty of Infrastructure and Environment, Politechnika Częstochowska, Częstochowa
2
Strata Mechanics Research Institute, Polish Academy of Sciences, Kraków
3
Faculty of Mechanical Engineering and Computer Sciences, Politechnika Częstochowska, Częstochowa
Publish date: 2019-03-29
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2019;22(1):113–126
KEYWORDS
ABSTRACT
The article presents the results of tests of the application of magnetic fuel activators, which improve the efficiency of metallurgical furnaces and positively affect the ecological aspects of their work. Energy indicators for metallurgical furnaces during operation before and after installation of magnetic fuel activators as well as the results of composition and concentration of emitted pollutants are included in the paper. The magnetic activation of liquid and gaseous fuels modifies their structure. As a result of the activation, the fuel mixture is selectively saturated with oxygen in the zone of free fuel flow. The combustion conditions were close to optimal, which is confirmed by the reduction of pollutants in the exhaust gases. Fuel saving in the combustion process is also a measurable economic effect. The tests included ovens of several types: pusher furnace, one and two chamber furnaces and a furnace with a rotary shaft. Several-month measurement cycles were carried out on each of them. The experiments consisted in the analysis of gas and heat consumption per month in individual furnaces before and after the use of magnetic fuel activators. The effectiveness of using activators was determined on the basis of the results of the tests carried out. As a result of a twelve-month test cycle on the pusher type furnace, a 36% reduction in gas consumption and a 22% reduction in heat consumption were achieved. After a seventeen-month measurement cycle on chamber furnaces, a 35% reduction in gas consumption and 6% in heat consumption were achieved. The tests on furnaces with a rotary shaft lasted fourteen months and showed a reduction in gas consumption by 8%. An improvement in the composition of fumes in the furnace atmosphere was achieved in all units with magnetic activators installed, as well as a reduction in the emission of harmful pollutants into the atmosphere from the installation.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Oddziaływanie zastosowania magnetycznych aktywatorów paliwa na proces spalania w hutniczych piecach grzewczych
aktywacja magnetyczna, młyn magnetyczny, hutnicze piece grzewcze, paliwo, spalanie
W artykule przedstawiono wyniki testów zastosowania magnetycznych aktywatorów paliw, poprawiających efektywność pracy hutniczych pieców grzewczych oraz wpływających pozytywnie na aspekty ekologiczne ich pracy. Zamieszczono wskaźniki energetyczne pracy pieców hutniczych w czasie eksploatacji, przed i po zainstalowaniu magnetycznych aktywatorów paliw oraz wyniki składu i stężenia emitowanych zanieczyszczeń. Magnetyczna aktywacja paliw płynnych i gazowych modyfikuje ich strukturę. W wyniku aktywacji w strefie swobodnego przepływu paliwa dochodzi do selektywnego nasycenia mieszanki paliwowej tlenem. Dochodzi do zbliżenia warunków spalania do optymalnych, czego dowodem jest redukcja zanieczyszczeń w spalinach. Wymiernym efektem ekonomicznym jest również oszczędność paliwa w procesie spalania. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono badania na piecach wybranych typów: przepychowym, wgłębnym jedno- i dwukomorowym oraz piecu z trzonem obrotowym. Przeprowadzono kilkunastomiesięczne cykle pomiarowe na każdym z obiektów. Badania polegały na analizach jednostkowego zużycia gazu oraz ciepła w poszczególnych obiektach badawczych przed oraz po zastosowaniu magnetycznych aktywatorów paliwa. W oparciu o rezultaty przeprowadzonych testów stwierdzono skuteczność stosowania aktywatorów. W wyniku dwunastomiesięcznego cyklu badań na piecu typu przepychowego uzyskano 36% zmniejszenie jednostkowego zużycia gazu oraz 22% zmniejszenie jednostkowego zużycia ciepła. Po siedemnastomiesięcznym cyklu pomiarowym na piecach typu wgłębnego otrzymano spadek zużycia gazu o 35% oraz zużycia ciepła o 6%. Badania na piecach z trzonem obrotowym trwały czternaście miesięcy i wykazały zmniejszenie poziomu zużycia gazu o 8%. We wszystkich obiektach z zainstalowanymi aktywatorami magnetycznymi uzyskano również poprawę składu spalin w atmosferze piecowej i obniżenie emisji szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery z instalacji.
 
REFERENCES (17)
1.
Fedorchak, V. and Fedorchak, T. 2015. Analysis and classification of physical and chemical methods of fuel activation. Ovidius University Annals of Chemistry vol. 26, 2, pp. 67–73.
 
2.
Kulakov et al. 2017 – Kulakov, A.V., Rantsev-Kartinov V.A. and Tyutyunnik, V.M. 2017. Application of universal multipurpose modules of industrial disintegrators/activators for the processing of cereals and potatoes into starch products. International Jurnal of Advanced Research vol. 5, 5, pp. 1759–1762.
 
3.
Kulakov et al. 2018 – Kulakov, A.V., Rantsev-Kartinov, V.A. and Tyutyunnik, V.M. 2018. New technologies for processing coal using universal module industrial disintegrators/activators. American Journal of Engineering Research vol.7, 11, pp. 33–41.
 
4.
Michalak, W. 1994. Unipolar magnetizers in Krotoszyn PCB (Magnetyzery jednobiegunowe w Krotoszyńskim PCB). Materiały Budowlane vol. 2, pp. 32–38 (in Polish).
 
5.
Mozga, Ł. and Stoeck, T. 2018. The influence of magnetic activators on the fuel consumption of a spark -ignition engine (Wpływ aktywatorów magnetycznych na zużycie paliwa silnika o zapłonie iskrowym). Eksploatacja i testy 9/2018 Autobusy, pp. 159–161 (in Polish).
 
6.
Pajdak, A. and Walawska, B. 2016. The use of modified sodium sorbents to remove SO2 and HCl from power plants and CHP plants in the light of the energy policy of the European Union. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal vol. 19, 2, pp. 135–148.
 
7.
Patent PL 186233, 2003. Urządzenie do aktywacji mediów stałych, ciekłych i gazowych zwłaszcza pyłu węglowego i innych paliw węglowodorowych.
 
8.
Patent PL 214633, 2013. Device for the magnetic activation of liquid and gaseous dust media (Urządzenie do magnetycznej aktywacji mediów pyłowych ciekłych i gazowych) (in Polish).
 
9.
Patent US 3228868A, 1958. Process for the conversion of hydrogen.
 
10.
Patent US6143045 A, 2000. Method and a device for the magnetic activation of solid, liquid and gas media, especially coal dust and other hydrocarbon fuels.
 
11.
Sławiński et al. 2014a – Sławiński, K., Gandor, M., Knaś, K., Balt, B. and Nowak, W. 2014a. Electromagnetic mill and its application for drying coals (Młyn elektromagnetyczny i jego zastosowanie do suszenia węgli). Rynek Energii vol. 1, pp. 140–150 (in Polish).
 
12.
Sławiński et al. 2014b – Sławiński, K., Knaś, K., Gandor, M. and Nowak, W. 2014b. Valorisation of industrial waste in an electromagnetic activator – alternative fuels of the future (Waloryzacja odpadów przemysłowych w aktywatorze elektromagnetycznym – alternatywne paliwa przyszłości). Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych vol. 19, pp. 93–101 (in Polish).
 
13.
Szczypiorowski, A. 1994. The use of a magnetic field to improve combustion processes (Wykorzystanie pola magnetycznego do poprawy procesów spalania). Gospodarka Paliwami i Energią vol. 10, pp. 12–17 (in Polish).
 
14.
Szczypiorowski, A. 1993. Magnetizer – a modern ecological tool (Magnetyzer nowoczesne narzędzie ekologiczne). Gaz, Woda i Technika Sanitarna vol. 3, pp. 26–32 (in Polish).
 
15.
Szczypiorowski, A. and Nowak, W. 1995. Analysis of the possibilities of using a magnetohydrodynamic method of activating fuels in internal combustion drives (Analiza możliwości wykorzystania magnetohydrodynamicznej metody uaktywniania paliw w napędach spalinowych). Gospodarka Paliwami i Energią vol. 3, 1, pp. 2–6 (in Polish).
 
16.
Walawska et al. 2014 – Walawska, B., Szymanek, A., Pajdak, A. and Nowak, M. 2014. Flue gas desulfurization by mechanically and thermally activated sodium bicarbonate. Polish Journal of Chemical Technology vol. 16, 3, pp. 56–62.
 
17.
Witaszak, K. 1995. The cheapest technology to reduce gas and oil consumption (Najtańsza technologia zmniejszania zużycia gazu i oleju). Ceramika Budowlana vol. 10, pp. 7–10 (in Polish).
 
ISSN:1429-6675