Numerical Investigation of NH3 Doped Fuels From Biomass Gasification on Fuel-Bound NOx Formation at Gas Turbine Conditions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract As our society transitioning away from fossil fuel-based energy system to reduce carbon emissions, renewable energy sources are needed to meet the increasing energy demand in the near future. Biomass, consisting mostly of plant-based organic materials, is a promising alternative to fossil fuels for carbon-neutral energy production. Unfortunately, during the gasification process, the nitrogen content in biomass is converted to NH3, which is then oxidized in the combustion process, leading to high NOx emissions through the fuel-NO pathway. The high NOx emissions from NH3 and NH3-containing fuels have prevented their implementation at scale. Depending on the gasification process, source of biomass, and combustion technology, the NH3 and water content can vary greatly. This works focuses on blends of 2% (mol) NH3 in CH4, diluted by up to 55% (mass) water. The combustion process is modelled by freeflame connected to a plug flow reactor (PFR), achieving a total residence time of 100 ms. Major chemistry involved in the fuel NO pathway were identified from reaction pathway analysis. NOx emissions were investigated under different equivalence ratios (Φ = 0.45–2.2) and inlet pressures (1 atm, 40 atm). NO concentration increases rapidly as NH3 is added to the fuel mixture, as expected. Under fuel rich conditions, NO decreases after the initial increase, and this reduction becomes more pronounced at elevated pressure and long residence times. At the same time, unburned NH3 and other reactive N species increase as NO decreases. The optimal conditions that minimize the total NOx and NH3 emissions were found to be slightly fuel rich, high pressure, and long residence time. Under these conditions, additional pathways involving NNH and N2O promotes the conversion of NH3 to N2. Large discrepancies among different thermochemical mechanisms highlight areas that still need to be researched. Results from the current study can assist in the modelling and design of low-emissions engines fuelled by biomass and NH3, thereby contributing to a carbon-neutral economy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».