مطالعه انتشار ناکس در احتراق گاز سنتز بدون شعله: اثر پارامترهای دمای ورودی، غلظت اکسیژن اکسنده، ترکیب سوخت گاز سنتز و نرخ کرنش

هدف از تحقیق جاری، بررسی تاثیرات پارامترهای عملکردی کلیدی مختلف در احتراق سوخت گاز سنتز بر روی انتشار آلاینده no، نظیر دمای ورودی اکسیدکننده، غلظت اکسیژن در ترکیب اکسیدکننده، ترکیب مختلف گاز سنتز و نرخ کرنش تحت شرایط سوخت-اکسیژن، اکسیژن غنی و سوخت-هوا است. مدل‌سازی مورد‌نیاز با بهره‌گیری از شعله جریان متقابل و سینتیک شیمیایی gri3.0 پیاده‌سازی شده است. به منظور بررسی سهم اثرات شیمیایی و فیزیکی ناشی از جایگزینی co2 با n2، گونه خنثی fco2 با دو شرط عدم مشارکت در واکنش‌های شیمیایی و همچنین دارا بودن خواص فیزیکی یکسان با co2 بکار گرفته شده است. شاخص انتشار آلاینده no در شرایط دمایی پایین تحت شرایط احتراق با اکسیدکننده هوا و اکسیژن خالص تفاوت چندانی با یکدیگر نداشته، در حالی که با افزایش دمای شعله به بیش از 1800 کلوین، انتشار آلاینده no افزایش قابل توجهی به خصوص از طریق مکانیزم حرارتی دارد. مقایسه میان احتراق‌های سوخت-هوا، اکسیژن غنی و گاز سنتز-اکسیژن بیانگر این است که شاخص انتشار آلاینده no تحت شرایط اکسیژن غنی حدود 90 درصد و در شرایط سوخت-اکسیژن بیش از 99 درصد کمتر از شرایط سوخت-هوا است. بالا بودن سطح هیدروژن در ترکیب سوخت گاز سنتز سبب تقویت مکانیزم n2o-میانی به ویژه تحت شرایط احتراق سوخت-اکسیژن به صورت عمده از طریق واکنش r199 در تشکیل no شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد در مقادیر نرخ‌های کرنش بالا به دلیل مدت زمان اقامت پایین محصولات، سطح شاخص انتشار آلاینده no نیز کاهش می‌یابد.

study of no emission in syngas flameless combustion: the effect of inlet temperature, oxygen concentration, syngas composition and strain rate parameters

the aim of the present paper is to investigate the effects of various key performance parameters in syngas fuel combustion on no pollutant emission, such as oxidant inlet temperature, oxygen concentration in oxidant composition, different fuel composition, and strain rate under oxy-fuel, oxygen enhanced and air-fuel conditions. the required modeling has been implemented using the counter flow flame and gri3.0 chemical kinetics. in order to evaluate the contribution of chemical and physical effects caused by replacing co2 with n2, the neutral species fco2 has been used with the two conditions of not participating in chemical reactions and also having the same physical properties as co2. in low temperature combustion, the eino is mostly the same when using air and pure oxygen as a oxidant, while with the increase of flame temperature to more than 1800 k, eino increases significantly, especially through the thermal mechanism. the comparison between air-fuel, oxygen enhanced, and oxy-fuel combustions indicates that the eino under oxygen enhanced conditions is about 90% and under oxy-fuel conditions is more than 99% lower than air-fuel conditions. the hydrogen-rich condition has reinforced the n2o-intermediate mechanism, especially under oxy-fuel condition, mainly through the r199 reaction in the formation of no pollutant. investigations illustrate that at high strain rates due to the low residence time of the products, the level of eino also decreases..