Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ H-C trong syngas đến đặc điểmcháycủahỗn hợp amoniac/syngas/không khí

Abstract

Các nguồn tài nguyên hóa thạch đang dần cạn kiệt và các ảnh hưởng tiêu cực từ khí thải của chúng đang là vấn đề nóng mà cả thế giới đều phải quan tâm chính vì thế bên cạnh năng lượng điện các nguồn năng lượng xanh cũng được phát triển mạnh. Việt Nam lại có trữ lượng phế phẩm nông nghiệp lớn nên việc sản xuất các nguồn năng lượng tái tạo như NH3, syngas có rất nhiều lợi thế phát triển. NH3 có nhiều ưu điểm như giàu H2 khi cháy không phát thải ra carbon phù hợp với mục tiêu Net zero cacbon của thế giới và các nhược điểm cháy chậm hay năng lượng cháy cao cũng được khắc phục nhờ kết hợp với syngas. Và ảnh hưởng của H2 và CO đến đặc tính cháy tầng của hỗn hợp amoniac/syngas được chúng tôi xem là vấn đề trọng điểm để phát triển hỗn hợp nhiên liệu tiềm năng này. Về phương pháp nghiên cứu chúng tôi sẽ nghiên cứu tính chất của NH3 và syngas, sau đó sẽ thiết lập mô hình thực nghiệm và mô phỏng quá trình cháy. Quan sát sự thay đổi và ảnh hưởng tới tốc độ cháy của quá trình khi thay đổi tỉ lệ thành phần H2 và CO trong các điều kiện cháy áp suất khác nhau. Chúng tôi đã thực hiện thực nghiệm và mô phỏng về sự lan truyền ngọn lửa cháy tầng của hỗn hợp nhiên liệu amoniac/syngas và không khí ở nhiệt độ ban đầu 300oK tại các điều kiện khác nhau về tỷ lệ hoà trộn từ 0.8 đến 1.3, thành phần phần trăm H/C trong syngas thay đổi theo tỷ lệ 0.25-4.0 và áp suất ban đầu 1, 3, 5 atm. Sau đó tiến hành phân tích sự sai lệch của quá trình thử nghiệm và mô phỏng trong các vấn đề ảnh hưởng của tỷ lệ H/C đến áp suất cháy, thời gian cháy, tốc độ cháy tầng, và ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ cháy của hỗn hợp. Đồng thời phân tích các chuỗi phản ứng và con đường phát thải NOx. Kết quả cho thấy rằng khi tăng tỷ lệ H/C trong syngas thì tốc độ, áp suất cháy tăng theo, thời gian cháy bị rút ngắn. Ở áp suất ban đầu 3 atm hỗn hợp đạt tốc độ cao nhất là 10.08 cm/s, tại =1.1, H/C 4.0 và tốc độ giảm dần về 2 phía tỷ lệ tương đương giàu và nghèo của hỗn hợp. Đồng thời lượng phát thải của NOx giảm khi tăng áp suất ban đầu của hỗn hợp. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ H-C trong syngas đến đặc điểm cháy của hỗn hợp amoniac/syngas/không khí tại các điều kiện áp suất khác nhau, tỷ lệ thành phần nhiên liệu đầu vào khác nhau là thực sự ý nghĩa. Góp phần hoàn thiện kho dữ liệu, giúp xây dựng được mô hình cháy chính xác của hỗn hợp NH3/syngas/không khí và phát triển các thiết bị đốt sử dụng loại nhiên liệu này.