Effects of CO2 Dilution on Flame Stabilization and NOx Emission in a Small Swirl Burner and Furnace

Küçük Bir Girdaplı Yakıcı ve Fırında CO2 Seyreltmesinin Alev Stabilizasyonu ve NOX Emisyonu Üzerindeki Etkileri

Abstract

There is a rapid increase in the demand for low NOx hydrogen/methane combustion systems in recent years, and low NOx and low emission burners and furnaces are promising platforms for such applications. Combustion instability is the most important drawback in low NOx burners and uniform thermal field. This paper investigates the influence of CO2 in methane and hydrogen on combustion instability. Numerical simulations were conducted using a small swirl burner and furnace combustion system. The effects of fuel type and CO2 dilution rate, which is a major contributor of hydrogen and methane combustion, on the combustion characteristics and instability are investigated. Combustion instability decreases for higher CO2 dilution rates.

Özet

Son yıllarda düşük NOX salınımına sahip hidrojen/metan yakma sistemlerine olan talepte hızlı bir artış olmuştur ve düşük NOX salınımlı ve düşük emisyonlu brülörler ve fırınlar bu tür uygulamalar için umut verici platformlardır. Düşük NOX salınımlı yakıcılarda ve homojen termal alanda en önemli dezavantaj yanma kararsızlığıdır. Bu çalışma, metan ve hidrojendeki CO2'nin yanma kararsızlığı üzerindeki etkisini araştırmıştır. Küçük bir girdaplı brülör ve fırın sistemi kullanılarak sayısal yanma simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Hidrojen ve metan yanmasında önemli bir etken olan yakıt türü ve CO2 seyreltme hızının yanma özellikleri ve kararsızlığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Daha yüksek CO2 seyreltme oranları için yanma kararsızlığında azalma gözlemlenmiştir.

Keywords: Girdaplı yakıcı, CO2 ile seyreltme tekniği, alev stabilizasyonu, NOx salınımı