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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술대회자료
- 저자정보
- 발행연도
- 2024.5
- 수록면
- 107 - 110 (4page)
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Ammonia is increasingly recognized as a viable alternative energy source to fossil fuels, yet it faces challenges such as low ignitability and a slow burning rate. While significant strides have been made in reducing fuel-derived nitrogen oxides (NOx) in traditional ammonia combustion, the mechanism of NOx reduction of pure ammonia flameless ratio and furnace temperature on pure ammonia flameless combustion and emission characteristics, utilizing both experiments and numerical analysis.
The experimental study demonstrates a sensitive relationship between equivalence ratio and temperature on NOx concentration in flameless combustion, revealing that NOx emissions peak between equivalence ratios of 0.64 and 0.78 (up to 1245 ppm), and significantly decrease to reach near zero at equivalence ratios above 1.05. Hydrogen as a byproduct of fuel-rich combustion is primarily influenced by the equivalence ratio, showing a sharp increase beyond equivalence ratio of 1.05 within a temperature range of 1173K to 1473K. Under fuel-lean combustion condition, the emission of residual ammonia remains below 100 ppm, indicating the effectiveness of flame-less combustion while effectively reducing nitrogen oxide emissions when compared with con-venational combustion technologies. computational fluid dynamics (CFD) simulations reveal how NOx emissions are significantly influenced by both the equivalence ratio and temperature in detail. the simulation results showed reasonably match with the experimental results, which shows the CFD model used is available for parametric study of the flameless ammonia combustion system. Concurrently, the study observes an increase in hydrogen and ammonia emissions under fuel-rich conditions, notably when the equivalence ratio surpasses 1.05. The simulation study highlights a pivotal finding: as the equivalence ratio exceeds 0.64, there is a marked decrease in the concentrations of NH and NH2 radicals. This trend underscores their integral role in mitigating NOx emissions during ammonia combustion at lower equivalence ratios.
The experimental study demonstrates a sensitive relationship between equivalence ratio and temperature on NOx concentration in flameless combustion, revealing that NOx emissions peak between equivalence ratios of 0.64 and 0.78 (up to 1245 ppm), and significantly decrease to reach near zero at equivalence ratios above 1.05. Hydrogen as a byproduct of fuel-rich combustion is primarily influenced by the equivalence ratio, showing a sharp increase beyond equivalence ratio of 1.05 within a temperature range of 1173K to 1473K. Under fuel-lean combustion condition, the emission of residual ammonia remains below 100 ppm, indicating the effectiveness of flame-less combustion while effectively reducing nitrogen oxide emissions when compared with con-venational combustion technologies. computational fluid dynamics (CFD) simulations reveal how NOx emissions are significantly influenced by both the equivalence ratio and temperature in detail. the simulation results showed reasonably match with the experimental results, which shows the CFD model used is available for parametric study of the flameless ammonia combustion system. Concurrently, the study observes an increase in hydrogen and ammonia emissions under fuel-rich conditions, notably when the equivalence ratio surpasses 1.05. The simulation study highlights a pivotal finding: as the equivalence ratio exceeds 0.64, there is a marked decrease in the concentrations of NH and NH2 radicals. This trend underscores their integral role in mitigating NOx emissions during ammonia combustion at lower equivalence ratios.
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