Vitenskap og teknologi for ammoniakkforbrenning
dette papiret fokuserer på potensiell bruk av ammoniakk som et karbonfritt drivstoff, og dekker nylige fremskritt i utviklingen av ammoniakkforbrenningsteknologi og dens underliggende kjemi. Å oppfylle COP21 Paris-Avtalen krever avkarbonisering av energiproduksjon, gjennom utnyttelse av karbonnøytrale og generelle karbonfrie drivstoff produsert fra fornybare kilder. Hydrogen er et av slike drivstoff, som er en potensiell energibærer for å redusere klimagassutslipp. Men forsendelsen for lange avstander og lagring for lange tider gir utfordringer. Ammoniakk derimot, består av 17,8% hydrogen i masse og kan produseres fra fornybart hydrogen og nitrogen separert fra luft. Videre er de termiske egenskapene til ammoniakk lik propan når det gjelder koketemperatur og kondensasjonstrykk, noe som gjør det attraktivt som hydrogen-og energibærer. Ammoniakk har blitt produsert og brukt de siste 100 årene som gjødsel, kjemisk råstoff og kjølemiddel. Ammoniakk kan brukes som drivstoff, men det er flere utfordringer i ammoniakkforbrenning, som lav brennbarhet, høy nox-utslipp og lav strålingsintensitet. Å overvinne disse utfordringene krever videre forskning på ammoniakkflammedynamikk og kjemi. Denne artikkelen drøfter siste vellykkede anvendelser av ammoniakk drivstoff, i gassturbiner, co-sparken med pulverisere kull, og i industrielle ovner. Disse programmene er implementert under Japansk ‘Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program (SIP): Energy Carriers’. I tillegg diskuteres grunnleggende aspekter ved ammoniakkforbrenning, inkludert egenskaper ved laminære forblandede flammer, motstrøms tvillingflammer og turbulente forblandede flammer stabilisert av en dysebrenner ved høyt trykk. Videre diskuterer dette papiret detaljer om kjemi av ammoniakkforbrenning relatert Til NOx-produksjon, prosesser for å redusere NOx og validering av flere ammoniakkoksidasjonskinetikkmodeller. TIL slutt presenteres LES-resultater for en gassturbinlignende virvelbrenner, med det formål å utvikle lav-NOx-enkeltdrevne ammoniakkgassturbin-brennere.
