Characteristics of ammonia combustion and modern studies of combustion stabilization

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The paper addresses the issues of ammonia combustion, such as ignition difficulties, low combustion stability, and high NOx emissions. The importance of understanding the basic characteristics of ammonia combustion is emphasized, the existing stabilization technologies are reviewed.

AIM: Analysis of the aspects of ammonia combustion stability in various types of engines and necessity for further research in the field of using ammonia as a fuel.

METHODS: Various methods are applied, including visual flame analysis, ignition delay analysis, emission characteristics studies, heat transfer improvement methods such as high oxygen pressure, and external assistive technologies, including plasma.

RESULTS: The study presents comprehensive results on the characteristics of ammonia combustion. It includes a detailed analysis of flame behavior, ignition delay, and emission profiles. The effectiveness of different fuel mixtures and combustion conditions to improve the stability and efficiency of ammonia combustion is also explored.

CONCLUSIONS: The paper highlights prospects and challenges in using ammonia as a fuel source. The importance of further research and development in the field of ammonia combustion technologies is emphasized, especially in the context of achieving carbon neutrality and adapting to various application scenarios.

About the authors

Alexander A. Dementiev

Moscow Polytechnic University

Email: w1941w@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-2311-0849
SPIN-code: 7826-5560

Associate Professor of the Power Plants for Transport and Small Energy Department

Russian Federation, Moscow

Egor V. Telpiz

Moscow Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: egor_telpiz@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-5117-4267

Postgraduate of the Power Plants for Transport and Small Energy Department

Moldova, Republic of, Moscow

Vladislav G. Rybachuk

Moscow Polytechnic University

Email: rybachuk97@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-9235-6209

Postgraduate of the Power Plants for Transport and Small Energy Department

Moldova, Republic of, Moscow

References

  1. Chesnokov SA. Modeling of high-temperature combustion reactions. Tula: TulGU; 2002. (In Russ).
  2. Berwal P, Kumar S, Khandelwal B. A comprehensive review on synthesis, chemical kinetics, and practical application of ammonia as future fuel for combustion. Journal of the Energy Institute. 2021;99:273–298. doi: 10.1016/j.joei.2021.10.001
  3. Van Rooij A. Engineering contractors in the chemical industry, the development of ammonia processes, 1910–1940. J. History and Technology. 2005;21(4):345–366. doi: 10.1080/07341510500268215
  4. Ramensky AYu, Shelishch PB, Nefedkin SI. The use of hydrogen as a motor fuel for automobile internal combustion engines. history, present and prospects. Alternativnaya energetika i ekologiya (ISJAEE). 2006. № 11(43). С. 63–70. (In Russ).
  5. Lindstedt RP, Lockwood FC, Selim MA. Detailed kinetic modelling of chemistry and temperature effects on ammonia oxidation. Combustion Science and Technology. 1994;99(4/6):253–276.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Images of various shapes of ammonia flame: 1 — an image of preliminary mixing of ammonia with air; 2 — spectra of images of preliminary mixing of ammonia with nitrogen; 3 — wideband images of double ammonia combustion.

Download (98KB)
3. Fig. 2. Diagram of the experimental facility.

Download (255KB)
4. Fig. 3. Images of ammonia flame at various temperatures of preliminary heating.

Download (140KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».