Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11384
Title: | A Study of the Optimized Conditions for a Closed-loop HHO Production System Using A/C Power Supply |
Other Titles: | การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซี (HHO) โดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ |
Authors: | Ram Yamsaengsung Nuttaporn Choodum Faculty of Engineering Chemical Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี |
Keywords: | Hydrogen as fuel |
Issue Date: | 2017 |
Publisher: | Prince of Songkla University |
Abstract: | This study focused on finding appropriate conditions for HHO production by electrolysis using alkaline KOH electrolyte solution. The closed-loop HHO production unit designed consisted of a HHO generator, a liquid-gas separator and a cooling system. The experiments used electrolyte concentrations of 0.50, 0.75, 1.00, 1.25 and 1.50% w/w KOH (aq.), and 316L stainless steel 20x30 mm electrode plates. The gap between the plates was adjusted to 1, 3, 5, 7 and 9 mm, and experiments were conducted at the steady state temperatures 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 and 95°C for 10 minutes. It was found that as the electrolyte concentration increased from 0.50% to 1.50% w/w KOH, the HHO production rate increased by more than 50%, and also by more than 60% with increased operating temperature. Furthermore, at the high end of our operating temperatures, the small 1 and 3 mm cell gaps produced less HHO than the larger cell gaps. The optimized production conditions in this study had 7 mm cell gap and 1.50% w/w KOH at 90.0 + 1.0°C operating temperature. The appropriate operating pressure was also investigated for this closed-loop system to produce HHO by electrolysis of alkaline KOH electrolyte solution. The HHO production system still consisted of an HHO-generator, a liquid- gas separator and a cooling system. The operating pressure was set to 60.8, 70.9, 81.0, 91.2 or 101.3 kPa abs. The vacuum level was adjusted by varying the opening of the breathing valve at the suction line of the water-ring vacuum pump. It was found that the appropriate operating pressures matching an internal combustion engine (ICE) ranged from 81.0 to 91.2 kPa abs. The highest HHO production throughput occurred at 81.0 kPa abs, and was over twofold that at 101.3 kPa abs. However, at the lower pressures 70.9 and 60.8 kPa abs, the HHO throughput decreased by more than 50% and 80%, respectively. Furthermore, the 81.0 kPa abs operating pressure matches the intake manifold pressure of a running ICE, which generally ranges from 72.0 to 87.0 kPa abs. |
Abstract(Thai): | งานศึกษาวิจัยนี้มุ่งศึกษาค้นคว้าหาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดร อกซี (HHO) ซึ่งใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยดําเนินการผ่าน ระบบการผลิตแบบไหลวนในกระแสปิด ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์ดําเนินการหลักได้แก่ เครื่องกําเนิดก๊าซ เชื้อเพลิงไฮดรอกซี (HHO), เครื่องแยกของผสมระหว่างก๊าซและของเหลวออกจากกันและระบบหล่อเย็นต่างๆ ในการทดลองได้ใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ที่ความเข้มข้น 0.50, 0.75, 1.00, 1,25 และ 1.50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ําหนักเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์, ใช้ขั้วเซลล์ไฟฟ้าเป็นแบบแผ่นโลหะสแตนเลสขนาด 20x30 มิลลิเมตร, โดยช่องว่างระหว่างขั้วแผ่นโลหะถูกปรับตั้งค่าอยู่ที่ 1, 3, 5, 7 และ 9 มิลลิเมตร ตามลําดับ ใน กระบวนการทดลองนี้อุณหภูมิสารละลายอิเล็กโทรไลต์ถูกควบคุมให้คงตัว ที่อุณหภูมิ 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 และ 95 เซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที จากการทดลองพบว่า การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นสารละลายอิ เล็กโตรไลต์จาก 0.50 เป็น 1.50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ําหนัก ส่งผลให้อัตราการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซีเพิ่มขึ้น มากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์, และเพิ่มขึ้นมากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์จากการเพิ่มอุณหภูมิดําเนินการ ยิ่งไปกว่านั้นพบว่า ที่ ปริมาณอุณหภูมิดําเนินการสูง ณ ตอนท้ายของการทดลอง อัตราการผลิตการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซี ของ ระยะขั้วเซลล์ไฟฟ้า 1 และ 3 มิลลิเมตร มีปริมาณน้อยกว่า ระยะขั้วเซลล์ไฟฟ้าที่มากกว่า สภาวะที่เหมาะสมต่อการ ผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซีในการทดลองนี้อยู่ที่ระยะขั้วเซลล์ไฟฟ้า 7 มิลลิเมตร ที่สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 1.50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ําหนัก และอุณหภูมิดําเนินการผลิตอยู่ที่ 90.0 ± 1.0 องศาเซลเซียส ด้วย ระบบการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซีแบบไหลวนในกระแสปิดเดียวกันนี้ ความดันดําเนินที่เหมาะสมในการผลิต ก๊าซเชื้อเพลิงดังกล่าวได้ถูกดําเนินการศึกษาค้นคว้าด้วยเช่นกัน โดยอุปกรณ์ าเนินการทดลองต่างๆยังคง ประกอบด้วย เครื่องกําเนิดก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซี (HHO), เครื่องแยกของผสมระหว่างก๊าซและของเหลวออกจาก กัน และระบบหล่อเย็นต่างๆ โดยความดันดําเนินการถูกปรับตั้งค่าที่ 60.8, 70.9, 81.0, 91.2 หรือ 101.3 กิโล ปาสคาลสัมบูรณ์ โดยอาศัยการปรับค่าการเปิดของวาล์วปรับความดันสุญญากาศที่ต้นทางขาเข้าของปั้ม สุญญากาศชนิดวงแหวนน้ํา จากการทดลองพบว่า ความดันดําเนินการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซีที่เหมาะสม มี ความเข้ากันได้สอดคล้องกับความดันอากาศขาเข้าใช้งานปกติของเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยค่าความดัน ดําเนินการดังกล่าวมีค่าอยู่ระหว่าง 81.0 ถึง 91.2 กิโลปาสคาลสัมบูรณ์ และพบว่าอัตราการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดร อกซีสูงสุดเกิดขึ้นที่ค่าความดันดําเนินการ 81.0 กิโลปาสคาลสัมบูรณ์ และจะมีปริมาณเป็นสองเท่าเมื่อเทียบค่า เดียวกันที่ความดันดําเนินการ 101.3 กิโลปาสคาลสัมบูรณ์ อย่างไรก็ตามที่ค่าความดันดําเนินการ 70.9 และ 60.8 กิโลปาสคาลสัมบูรณ์ อัตราการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงไฮดรอกซีจะลดลงมากกว่า 50 และ 80 เปอร์เซ็นต์ตามลําดับ ยิ่ง ไปกว่านั้นค่าความดันดําเนินการ 81.0 กิโลปาสคาลสัมบูรณ์ดังข้างต้น เป็นค่าที่สอดคล้องกับความดันดําเนินการ ที่ช่องทางเข้าอากาศของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งมีค่าปกติใช้งานอยู่ที่ระหว่าง 72.0 ถึง 87.0 กิโลปาสคาล สัมบูรณ์ |
Description: | Thesis (Ph.D., Chemical Engineering) Prince of Songkla University, 2017 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11384 |
Appears in Collections: | 230 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
416957.pdf | 4.39 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.