- Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi
- Vol: 29 Issue: 2 - Vol: 29 Issue: 2
- Hidrojenle Zenginleştirilmiş Metan Yakıtının Alev Hızları ve Emisyon Değerlerinin Kimyasal Kinetik A...
Hidrojenle Zenginleştirilmiş Metan Yakıtının Alev Hızları ve Emisyon Değerlerinin Kimyasal Kinetik Analizi
Authors : Onur Tunçer
Pages : 29-42
View : 8 | Download : 2
Publication Date : 2009-06-01
Article Type : Research
Abstract :IGCC teknolojisinin yaygınlaşması ile beraber, sentez gazı gibi yakıtların gaz türbinlerinde ön karışımlı olarak yakılabilmesi için gerekli teknolojilerin geliştirilmesi önem kazanmıştır. Sentez gazı yakıtları kömür yahut biyokütlenin gazifiye edilmesi ile elde edilirler ve bileşimlerinde temel olarak değişken oranlarda H/CO/HO molekülleri mevcuttur. Mevcut güç üretim amaçlı gaz türbinlerinin yanma odaları doğal gaza göre tasarlanmıştır. Ne var ki sentez gazını, ki bu gazın önemli bileşeni hidrojendir, sorunsuz biçimde ön karışımlı olarak yakacak bir teknolojiye ihtiyaç vardır. Özellikle karışımdaki hidrojenin alev hızının çok yüksek oluşu alev tutmada sorunlara yol açmakta, geri tepme gibi olumsuzluklara neden olabilmektedir. Bu bağlamda hidrojen zengin metan yakıtının laminer alev hızları GRI 3.0 mekanizmasına dayanan kimyasal kinetik simülasyonlar ile incelenmiştir. Hidrojen zenginleştirmenin beklenildiği gibi alev hızlarını arttırdığı saptanmıştır. Alev hızlarının kolay hesaplanabilmesi için ampirik bir korelasyon geliştirilmiştir. Alev hızlarına ve emisyonlara hidrojen oranının ve basıncın etkisi incelenmiştir. Artan basıncın alev hızlarını düşürdüğü, buna karşılık ise emisyonları arttırdığı bulunmuştur. Emisyonlar ve alev hızları ise artan hidrojen oranı ile beraber artmaktadır. Tek ve sıfır boyutlu simülasyonlar üzerinde durulmuştur. Sıfır boyutlu simülasyonlarda üzerinde durulan husus termo-akustik instabilite neticesinde ortaya çıkan eşdeğerlilik katsayısı çalkantılarının fakir alev sönmesi ile emisyonlara olan etkisidir. Hidrojence zengin karışımların eşdeğerlilik oranı çalkantılarına daha dayanıklı oldukları görülmüştür. Bir diğer gözlem bu çalkantıların azot oksit emisyonlarını arttırıcı yönde etki ettiğidir. Hidrojen zenginleştirilmiş metan alevlerinde azot oksit oluşumunda temel rolü genişletilmiş Zeldovich mekanizmasının oynadığı saptanmıştırKeywords : Hidrojen Zenginleştirme, Alev hızı, Emisyonlar, Sentez gazı, Metan