Ciência e tecnologia de amônia de combustão

Este documento debruça-se sobre o potencial de utilização do amoníaco como um livre de emissões de carbono do combustível, e cobre os avanços recentes no desenvolvimento de amônia tecnologia de combustão e sua base química. O cumprimento do Acordo de Paris COP21 requer a des carbonização da geração de energia, através da utilização de combustíveis neutros em carbono e livres de carbono produzidos a partir de fontes renováveis. O hidrogénio é um desses combustíveis, que é um potencial portador de energia para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. No entanto, o seu envio para longas distâncias e armazenamento para longos tempos apresentam desafios. O amoníaco, por outro lado, compreende 17,8% de hidrogénio em massa e pode ser produzido a partir de hidrogénio renovável e azoto separados do ar. Além disso, as propriedades térmicas do amoníaco são semelhantes às do propano em termos de temperatura de ebulição e pressão de condensação, tornando-o atraente como um transportador de hidrogênio e energia. Amônia tem sido produzida e utilizada nos últimos 100 anos como fertilizante, matéria-prima química e refrigerante. Amônia pode ser usada como combustível, mas há vários desafios na combustão de amônia, como Baixa inflamabilidade, alta emissão de NOx e baixa intensidade de radiação. A superação destes desafios requer mais investigação sobre a dinâmica da chama do amoníaco e a química. Este artigo discute as recentes e bem sucedidas aplicações de amoníaco, em turbinas a gás, Co-alimentadas com carvão pulverizado, e em fornos industriais. Estas aplicações foram implementadas no âmbito do programa Interministerial de promoção estratégica da inovação (SIP) Japonês: Portadores de energia. Além disso, aspectos fundamentais da combustão de amônia são discutidos, incluindo características de chamas pré-misturadas laminar, twin-flames de Contra-fluxo, e chamas pré-misturadas turbulentas estabilizadas por um bico queimador a alta pressão. Além disso, este artigo discute detalhes da química da combustão de amoníaco relacionada com a produção de NOx, processos de redução de NOx, e validação de vários modelos cinéticos de oxidação de amoníaco. Por último, apresentam-se os resultados LES de um queimador tipo turbina a gás, com o objectivo de desenvolver combustíveis de turbina a gás amoniacal de baixa NOx.