Design improvement of circular molten carbonate fuel cell stack through CFD Analysis

Molten carbonate fuel cell (MCFC) is a promising technology for distributed power generation. The core of an MCFC power generation unit is the stack, where various fuel cells are connected together in series and parallel in order to obtain the desired voltage and power. Stack geometry and configuration are major engineering topics, as inhomogeneous temperature or mass fractions cause inefficient performances of the fuel cells, as efficiency and power smaller than the expected and shorter lifetime. A detailed model is a useful tool to improve stack performances, through design improvements. In this paper, a 3D model of a stack composed of 15 circular MCFC, considering heat, mass and current transfer as well as chemical and electrochemical reactions is presented. The model validation is conducted using some preliminary experimental data obtained for an MCFC stack developed in the Fabbricazioni Nucleari laboratories. These results are examined in order to improve the stack configuration. It is shown that power density may be increased of about 20% through double side feeding. In addition, the average temperature gradients in the axial direction are reduced of more than 70%. Significant reductions in the temperature gradients, especially in transversal direction, can be achieved by adjusting the mass flow rate of cathodic gas supplied to the various cell

Flow Distribution Analysis of Solid Oxide Fuel Cell Stack under Electric Load Conditions

The flow distribution of reactants is one of the key contributors to the proper stack operation. Uneven local utilization of the fuel is limiting the maximum practical utilization and decreasing electric efficiency of the stack. Flow distribution in the planar SOFC stack under electric load conditions and under high fuel utilization conditions is a complex process, affected by reactant gas physical characteristics, flow field geometry, dimensional characteristics of the cell package, stack manifolds design, flow direction in the inlet and outlet manifolds (U-flow, Z-flow), reactants flow field configuration (co-, cross-, counterflow), performance characteristics of the cell package and fabrication tolerances. In addition, flow distribution and pressure distribution in the fuel cell flow field and in the stack are coupled. The resulting pressure drop is contributing to the parasitic losses of the overall process. However, minimization of pressure drop in the flow field is limited by the resulting increase in the flow maldistribution. Efforts to predict flow distribution of reactants in the fuel cell stack have been reported in literature using both analytical and computational fluid dynamics (CFD) methods. The electrochemical reactions under electric load conditions, chemical reactions in the gas phase and temperature distribution effects are often neglected due to computational complexity of the resulting problem. In this work, the effect of fuel type was evaluated for a wide range of fuel streams derived from the process calculations (NG, LPG, DME, diesel, methanol, ethanol, biomass etc.) using typical process configurations (steam reforming, fuel recycling loop) for the SOFC process design. Localized reactant flow conditions were derived from CFD calculations, accounting for both electrochemical reactions under load and chemical reactions in the gas phase. The results are also presented for the oxidant flow, which is several times higher then the corresponding fuel flow, in a typical range of oxidant utilizations. Systematic analysis of a range of effects and their relative importance on the flow distribution is presented. Operation of the stack under electric load conditions increases flow maldistribution of the fuel for the U-flow manifold configuration. The effect of the electric load on the oxidant flow is negligible for typical oxidant utilizations. The loss of reactants through the cell package sealing can increase flow maldistribution meaningfully. The CFD model calculations have been verified by the pressure drop measurements in the flow field.JANUSZ JEWULSKIEuropean Commission (FP7-PEOPLE-2007-2-2-ERG, Project no. 231058). European Regional Development Fund and Poland Ministry of Science and Education (Project UDA-POIG.01.01.02-00-016/08-00

Dobór parametrów usuwania zanieczyszczeń z gruntu metodą chemiczną w oparciu o badania laboratoryjne

Tyt. nagł.STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych dotyczących efektywności usuwania substancji ropopochodnych z gruntu metodą przemywania, stosując różne substancje chemiczne. Pierwszy etap badań dotyczył pomiaru napięć powierzchniowych roztworów wybranych ZPCz na granicy z różnymi substancjami węglowodorowymi, tj. ropa naftowa, olej napędowy i olej smarowy. Kolejno wykonano próby przemywania gruntu zanieczyszczonego substancjami węglowodorowymi wybranymi ZPCz. Zawartość substancji węglowodorowej w próbkach oznaczono analizatorem OMS2. Uzyskane wyniki badań przedstawiono w formie graficznej oraz dokonano ich analizy. SŁOWA KLUCZOWE: zanieczyszczenia ropopochodne, usuwanie zanieczyszczeń z gruntu, badania laboratoryjne, grunty, metoda chemiczna. ABSTRACT: The results of laboratory experiments on the efficiency of oil-products removal from soil by washing out with various chemicals are presented in the paper. The first stage of experiments concentrated on the measurement of surface tension of selected surfactants on the contact with various hydrocarbons, e.g. oil, diesel oil, lubrication oil. The samples of contaminated soil were then washed out with selected surfactants. The hydrocarbon matter content was determined with an analyzer OMS2. The obtained results were presented in a graphical form and then analysed. KEYWORDS: grounds, petroleum hydrocarbon contaminants, laboratory research, contamination removal from soil

The specificity of heavy oil production from ,,Lubaczów" reservoir

W artykule przedstawiono propozycję wyboru metody eksploatacji ropy ciężkiej (asfaltowej) ze złoża "Lubaczów". Wyboru tego dokonano, biorąc pod uwagę własności fizykochemiczne i ich zmiany uzależnione od temperatury oraz własności geologiczno złożowe. Do wydobywania tej ropy proponuje się zastosowanie pomp wgłębnych żerdziowych z odpowiednią ich modyfikacją lub wgłębnych pomp śrubowych.The proposal of choice of the heavy oil production method from ,,Lubaczów" reservoir is presented in article. This selection was made with regards of oil physicochemical properties and their change with temperature and geological properties of reservoir. Author proposes to heavy oil production the use of rod modified pumps or screw pumps

Zastosowanie związków powierzchniowo czynnych dla selektywnej izolacji wody w zawodnionych odwiertach eksploatacyjnych

Tyt. z nagłówka.Bibliografia s. [193].Dostępny również w formie drukowanej.ABSTRACT: In paper theoretical background about application of surfaceactive compounds for selective water insulation is presented. Laboratory investigation of porous rock effective permeability changes caused by surface hydrophobization results are shown. Analysis was done for different rock (quartz-sand and calcareous-sand). Sulfapol E-20 and Rokanol DB-7 were used for water effective permeability changes analysis, Sulfapol E-20 was used for oil effective permeability changes analysis. Measurements were done for different surfactants concentration and temperatures. Results analysis was done. STRESZCZENIE: W artykule zamieszczono podstawy teoretyczne dotyczące zastosowania związków powierzchniowo czynnych dla selektywnej izolacji wody. Przedstawiono badania laboratoryjne zmiany przepuszczalności efektywnej ośrodka porowatego dla wody i ropy pod wpływem hydrofobizacji jego powierzchni. Badania laboratoryjne zostały wykonane dla różnych ośrodków porowatych (piasek kwarcowy oraz piasek wapienny). Przy badaniu zmian przepuszczalności efektywnej tych ośrodków dla wody zastosowano roztwory Sulfapolu E-20 i Rokanolu DB-7 natomiast zmiany przepuszczalności efektywnej dla ropy wykonano z zastosowaniem Sulfapolu E-20. Pomiary zostały przeprowadzone dla różnych koncentracji związku powierzchniowo czynnego w różnych temperaturach. W końcowej części artykułu przedstawiono analizę wyników badań. SŁOWA KLUCZOWE: odwiert, hydrofobizacja, eksploatacja. KEYWORDS: exploitation, well, hydrophobization

Specyfika eksploatacji ropy ciężkiej ze złoża "Lubaczów"

Tyt. z nagł.Bibliografia s. 665-666.Dostępny również w formie drukowanej.STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono propozycję wyboru metody eksploatacji ropy ciężkiej (asfaltowej) ze złoża "Lubaczów". Wyboru tego dokonano, biorąc pod uwagę własności fizykochemiczne i ich zmiany uzależnione od temperatury oraz własności geologiczno złożowe. Do wydobywania tej ropy proponuje się zastosowanie pomp wgłębnych żerdziowych z odpowiednią ich modyfikacją lub wgłębnych pomp śrubowych. SŁOWA KLUCZOWE: eksploatacja, eksploatacja ropy. ABSTRACT: The proposal of choice of the heavy oil production method from ,,Lubaczów" reservoir is presented in article. This selection was made with regards of oil physicochemical properties and their change with temperature and geological properties of reservoir. Author proposes to heavy oil production the use of rod modified pumps or screw pumps. KEYWORDS: oil exploitation, exploitation

Zastosowanie hydrofobizacji w celu selektywnej izolacji wody w zawodnionych odwiertach eksploatacyjnych

Tyt. z nagłówka.Bibliografia s. 322.Dostępny również w formie drukowanej.STRESZCZENIE: W artykule zamieszczono podstawy teoretyczne procesów hydrofobizacji ośrodków porowatych. Przedstawiono badania laboratoryjne zmiany przepuszczalności efektywnej ośrodka porowatego dla wody pod wpływem hydrofobizacji jego powierzchni. Badania laboratoryjne zostały wykonane dla różnych ośrodków porowatych ( piasek kwarcowy oraz piasek węglanowy) z zastosowaniem Sulfapolu E-20. Pomiary zostały przeprowadzone dla różnych koncentracji związku powierzchniowo czynnego w trzech różnych temperaturach. W końcowej części artykułu przedstawiono analizę wyników badań. SŁOWA KLUCZOWE: eksploatacja, odwierty, hydrofobizacja. ABSTRACT: In this paper, the theoretical background of hydrophobization process in porous media was shown. The results of laboratory research of porous medium effective permeability dependence on its surface hydrophobization were presented. Analysis was done for different kind of porous medium (quartz sand and calcareous sand) using Sulfapol E-20. Influence of surfactant concentration and temperature was analyzed. KEYWORDS: exploitation, well, hydrophobization

Wybrane zagadnienia doskonalenia technologii wtórnych metod eksploatacji złóż ropy naftowej

Tyt. z nagł.Bibliogr. s. 778.Dostępny również w formie drukowanej.STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne procesu wypierania ropy naftowej dla wtórnych metod eksploatacji złóż. W metodach tych istotnym czynnikiem jest dobór właściwego medium wypierającego. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wypierania ropy naftowej za pomocą wody, wodnego roztworu związku powierzchniowo- czynnego (Rokamidu MR-17) oraz powietrza. Na podstawie uzyskanych rezultatów określono współczynniki odropienia modelu złoża, oraz wpływ płynu wypierającego na zwiększenie jego efektywności wypierania dla wtórnych metod eksploatacji złóż ropy naftowej. SŁOWA KLUCZOWE: eksploatacja złóż, metody wtórne, nawadnianie i nagazowanie złóż. ABSTRACT: The mechanism of oil displacement with injected water and gas was presented in the paper. The correct selection of a displacing fluid is very important for these secondary recovery methods. Laboratory investigation results for water, Rokamid solution and air were presented. On the basis of measurements recovery factors were calculated and influence of fluid on secondary method efficiency was determined. KEYWORDS: exploitations of deposits, secondary methods, water and gas saturation of deposits

Środek micelarny opis patentowy nr 123102 /

Tyt. z ekranu tyt.Zgłoszono 8 grudnia 1978 r.Numer zgłosz. P.225033.Zgłoszenie ogłoszono 16 czerwca 1980 r.Opublikowano 20 kwietnia 1984 r.Dostępny także w wersji drukowanej.Tryb dostępu: Internet