日本東北大學(xué)發(fā)現(xiàn)了一種新方案,可降低氨燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的
一氧化氮排放量,該過程設(shè)計(jì)將該氣體與空氣攪渾形成漩渦狀,作為發(fā)電工藝的重要一環(huán)。該研究有助于推動(dòng)氨研發(fā),將其用作汽車、飛機(jī)及發(fā)電設(shè)施碳基燃料的替代性燃料。
氨(NH3)是一款化合物,其含有一個(gè)氮原子及3個(gè)氫原子。據(jù)目前的研究調(diào)查,氨被用作替代性燃料的原因不少,相較于純氫氣,其含有氫原子,且價(jià)格相對低廉、不易燃,用于交通出行,安全性較高。目前,生產(chǎn)設(shè)施已建好,都是現(xiàn)成的,因?yàn)榘睔獗粡V泛用于化肥中。
目前,氨氣與汽油、柴油和氫氣及甲烷燃料混合后,可被視為新燃料,旨在降低碳基燃料的比例及排放量,改善大氣環(huán)境。將氨氣用作純?nèi)剂显磩t依然存在技術(shù)挑戰(zhàn),在一定程度上是因?yàn)槠湓谌紵龝r(shí),會(huì)生成大量的一氧化氮(,該氣體會(huì)對環(huán)境造成污染。
此外,
一氧化氮對人體健康也會(huì)造成危害,還會(huì)破壞大氣中的臭氧層,當(dāng)與其他復(fù)合物發(fā)生反應(yīng)后,會(huì)導(dǎo)致酸雨或大氣變暖。
日本東北大學(xué)流體科學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)采用超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行了大渦模擬,旨在分析氨氣燃料在不同燃燒環(huán)境下的化學(xué)表現(xiàn),從而確定其理論上降低一氧化氮排放量的可行性。
該團(tuán)隊(duì)分析了不同壓力環(huán)境下,氨氣與空氣成漩渦狀態(tài)在理論上的燃燒室內(nèi)的化學(xué)變化,其將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與進(jìn)入燃燒室前氨氣與空氣預(yù)混合物的數(shù)值進(jìn)行比對,確認(rèn)在高燃料空氣比條件下,一氧化氮的排放量較低。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),兩股氨氣與一股空氣混合后,其燃燒后的一氧化氮排放量與與混合前的數(shù)值相匹配。最內(nèi)部和最外部渦流器間的兩股氨氣流的體積并不均勻,分別占據(jù)注入燃料體積的40%和60%,導(dǎo)致燃燒室內(nèi)燃料與空氣的配比更為均勻,從而降低
一氧化氮的排放量。
然而,該排放值仍高于日本環(huán)保法規(guī)對燃?xì)鉁u輪的排放限制值,研究人員計(jì)劃再進(jìn)行新的研究,將燃燒室內(nèi)的空氣比重下調(diào),進(jìn)一步降低排放量。