Nauka i technologia spalania amoniaku
niniejszy artykuł koncentruje się na potencjalnym wykorzystaniu amoniaku jako paliwa bezemisyjnego i obejmuje najnowsze postępy w rozwoju technologii spalania amoniaku i jej podstawowej chemii. Spełnienie paryskiego porozumienia COP21 wymaga de-karbonizacji wytwarzania energii poprzez wykorzystanie neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla i ogólnie wolnych od emisji dwutlenku węgla paliw wytwarzanych ze źródeł odnawialnych. Wodór jest jednym z takich paliw, który jest potencjalnym nośnikiem energii dla zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Jednak jego Wysyłka na duże odległości i przechowywanie przez długi czas stanowią wyzwania. Amoniak natomiast stanowi 17,8% masy wodoru i może być wytwarzany z odnawialnego wodoru i azotu oddzielonego od powietrza. Ponadto właściwości termiczne amoniaku są podobne do propanu pod względem temperatury wrzenia i ciśnienia kondensacji, co czyni go atrakcyjnym jako nośnik wodoru i energii. Amoniak był produkowany i wykorzystywany przez ostatnie 100 lat jako nawóz, surowiec chemiczny i czynnik chłodniczy. Amoniak może być stosowany jako paliwo, ale istnieje kilka wyzwań związanych ze spalaniem amoniaku, takich jak niska palność, wysoka emisja NOx i niska intensywność promieniowania. Sprostanie tym wyzwaniom wymaga dalszych badań nad dynamiką płomienia amoniaku i chemią. W artykule omówiono Ostatnie udane zastosowania paliwa amoniakalnego, w turbinach gazowych, współspalanych z proszkowym węglem oraz w piecach przemysłowych. Wnioski te zostały wdrożone w ramach japońskiego “międzyresortowego strategicznego programu promocji innowacji (SIP): nośniki energii”. Ponadto omówiono podstawowe aspekty spalania amoniaku, w tym charakterystykę laminarnych wstępnie zmieszanych płomieni, przeciwprądowych podwójnych płomieni i turbulentnych wstępnie zmieszanych płomieni stabilizowanych przez palnik dyszowy pod wysokim ciśnieniem. Ponadto w artykule omówiono szczegóły dotyczące chemii spalania amoniaku związanej z wytwarzaniem NOx, procesów redukcji NOx oraz walidacji kilku modeli kinetyki utleniania amoniaku. Na koniec przedstawiono wyniki LES dla palnika wirowego podobnego do turbiny gazowej, w celu opracowania pojedynczych spalaczy turbin gazowych amoniaku o niskiej emisji NOx.
