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Dissertação

Ammonia combustion on a swirl and bluff body stabilized burner EVALUATED

Detalhes: Amónia (NH3) tornou-se uma promissora alternativa aos combustíveis fósseis, no entanto, a sua combustão apresenta alguns desafios com a sua baixa velocidade de chama, baixa temperatura e altas emissões de NOx, sendo necessários novos sistemas que ultrapassem estas dificuldades. Neste trabalho foi projetado um novo queimador para a combustão de NH3, combinando técnicas de “swirl” e recirculação através de um “bluff-body”, e o mesmo foi testado com chamas de NH3/H2/ar. Foram obtidos diagramas de estabilidade para 3 potências diferentes de modo a descobrir os limites operacionais do queimador. De seguida, foram medidas, na exaustão, as emissões de NOx e de NH3 para 1.9 kW e para diferentes razões de equivalência (φ) e diferentes frações molar de NH3 no combustível (x_(〖NH〗_3 )), bem como medidas de temperatura, concentrações de NOx e de O2 dentro do tubo de quartzo. Foi obtida boa estabilidade com uma gama de operacionalidade relativamente larga, aumentando com a potência, incluindo para chamas de amónia pura, obtidas apenas para 1.9 kW. As temperaturas e as concentrações de NOx foram maiores na zona de recirculação. As concentrações de NOx aumentaram com o φ e aumentaram com a diminuição de χ_(〖NH〗_3 ). As concentrações também diminuíram ao longo do eixo, onde se pensa que esteja a ocorrer “selective non-catalytic reduction” (SNCR). Globalmente, o queimador funcionou bem como esperado, produzindo uma vasta gama de resultados. Além disso, com este trabalho abrem-se perspetivas para o uso deste design de queimador para futuro uso em turbinas a gás.
Keywords: Combustão de amónia, queimador com swirl, estabilização de chama por bluff-body, caracterização experimental, concentrações de NOx, queimador à escala laboratorial.

Discussão: janeiro 27, 2021, 17:0