Utilization of an ammonia cracker for generation of NH3/H2 fuel mixture

Abstract

Son zamanlarda, amonyak, enerji üretimi gibi şeyler için sürdürülebilir bir yakıt olarak ayrılması ve kullanılması basit bir biçimde hidrojeni depolamak için kullanılmıştır. Bir yakıt olarak amonyak, daha yüksek yoğunluk, daha az karmaşık depolama ve nakliye ve daha düşük fiyat dahil olmak üzere, maliyet ve rahatlık açısından hidrojene göre çeşitli avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, son derece düşük gaz türbini ve diğer cihaz alev hızı nedeniyle, yeşil amonyağın geleneksel içten yanmalı motorlarda ve gaz türbinlerinde doğrudan kullanımı özellikle zordur. Bununla birlikte, birkaç test, amonyağın kısmen hidrojen ve nitrojene ayrılarak amonyak ve hidrojen karışımı olan bir yakıt üretmesi durumunda makul verimlilik seviyeleriyle yakılabileceğini göstermiştir. Bu makale, yakıt kombinasyonunun yanması sırasında üretilen ısıyı kullanan bir amonyak kırıcı sisteminin tasarımını ve analizini açıklamaktadır. Çeşitli tasarımlar ve geometriler kullanarak uygun NH3/H2 kombinasyonunu üretmek için bir amonyak kırıcının nasıl çalıştığına bakacağız. Bu çalışmada, brülör içindeki sıvı hareketinin yanı sıra kimyasal reaksiyonlar ve enerji dengelemeyi dikkate alan bir CFD modeli oluşturulmuştur. Parçalayıcı ve jet brülördeki bireysel olguları keşfetmek için iki farklı model kullanılmıştır. Brülör içindeki kraker blöf gövdesinin konumu kabul edilir. Amonyak ayrışma oranları, yakıt karışımında hidrojen ve amonyağın nasıl birleştiğini etkileyen blöf gövdesinin konumuna göre değişir. Nihai yakıt kombinasyonundaki hidrojen üretim miktarının, amonyağın krakere girmeden önce ön ısıtmasına önemli ölçüde bağlı olduğu tespit edilmiştir.

Recently, ammonia has been utilized to store hydrogen in a form that is simple to separate and use as a renewable source of things like energy production. When fuel is produced from ammonia has a variety of benefit of H2 in term of ease of use and handling, as well as in terms of cost, including greater density, less complicated storage, transportation, as well as lower price. But because of its extremely limited gas turbine and other device velocity of flame, Ammonia is particularly challenging to be used directly in gas turbines and standard ICEs. Although, a few tests have shown that ammonia may be burned with reasonable grades of effectiveness if it is just partly split into H2 and N2, producing a fuel which mixture of H2 and NH3. This article describes a form and analysis of an ammonia cracker and splitter system which utilizes the heat produced during the burning of the fuel combination. We will look at how an ammonia cracker works to produce the appropriate NH3/H2 combination using various designs and geometries. In this work, a CFD model was created that takes into account fluid movement inside the burner as well as chemical reactions and energy balancing. To explore the induvial phenomena in the cracker and in the jet burner, two different models have been used. It is acknowledged that the position of the cracker bluff body within the burner. Ammonia decompaction rates vary according to the position of the bluff body, which affects how hydrogen and ammonia combine in the fuel mixture. It has been established that the amount of hydrogen production in the final fuel combination depends significantly on preheating ammonia before it enters the cracker.