Minimering af ammoniak -brændstofemissioner

Nye simuleringer indikerer, at hvirvlende ammoniak i forbrændingskamre kan bidrage til at reducere skadelige emissioner-indsigt, der kan hjælpe den igangværende indsats for at udvikle ammoniak som en kulstoffri brændstofkilde.

Forskere i Japan har identificeret en måde at reducere skadelige emissioner fra ammoniakbrændstof. Det indebærer at hvirvle gassen med luft som en del af energiproduktionsprocessen. Fundet hjælper med at fremme forskning i ammoniak som et alternativ til kulstofbaserede brændstoffer til biler, flyvemaskiner, og elproduktionsanlæg.

Ammoniak (NH ₃ ) er en forbindelse, der indeholder et nitrogen- og tre hydrogenatomer. Det undersøges som en alternativ brændstofkilde af flere årsager. Den indeholder meget brint, men er billigere og mindre brandfarligt end rent brint, gør det mere sikkert at transportere. Produktionsanlæg findes allerede, fordi ammoniak er meget udbredt i gødning.

Indtil nu, ammoniak er blevet betragtet som et brændstof, når det blandes med benzin, diesel, brint og metanbrændstoffer for at reducere andelen af ​​kulstofbaserede brændstoffer og deres emissioner, der bidrager til klimaændringer. At udvikle ammoniak som en ren brændstofkilde er stadig en udfordring, dels fordi der produceres relativt høje niveauer af skadelige nitrogenoxidemissioner under forbrændingsprocessen.

Nitrogenoxid er kendt for at være skadeligt for menneskers sundhed, bidrager til ozonnedbrydning, og når den reagerer med andre forbindelser, bidrager til sur regn og atmosfærisk opvarmning.

Et team fra Institute of Fluid Science ved Tohoku University i Japan brugte supercomputere til at køre 'store virvel -simuleringer' til at analysere, hvordan ammoniakbrændstof opfører sig under forskellige forbrændingsforhold, og for at se, om det er teoretisk muligt at reducere nitrogenoxidemissioner.

Specifikt, de analyserede, hvad der skete, da ammoniak blev hvirvlet sammen med luft inde i et teoretisk forbrændingskammer under forskellige tryk. De sammenlignede resultaterne med resultaterne af ammoniak og luft forblandet, før de kom ind i forbrændingskammeret, som vides at producere færre nitrogenoxidemissioner ved høje forhold mellem brændstof og luft.

De fandt ud af, at hvirvlende ikke en, men to strømme af ammoniakgas med en luftstrøm reducerede nitrogenoxidemissioner til niveauer på niveau med færdigblandede processer. Gør volumenet af de to ammoniakstrømme mellem de inderste og yderste hvirvler ujævnt - 60 procent og 40 procent af det samlede indsprøjtede brændstof, - førte til en mere jævn fordeling af brændstof og luft i hele forbrændingskammeret, hvilket gav lavere nitrogenoxidemissioner.

Stadig, emissionsniveauerne var højere end de japanske miljøregler for gasturbiner. Forskerne planlægger næste test, om indsprøjtning af luft nedstrøms forbrænderen yderligere reducerer emissionerne.