Doğal gaz yanmasında azotoksit oluşumu
Nitrogenoxide formation in natural gas combustion
Yazar: SUAT ÖZTÜRK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA EYRİBOYUN
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Azot oksitler = Nitrogen oxides ; Doğal gaz = Natural gas

Özet:
Yanma olaylarının sonunda yanma ürünü olarak ortaya çıkan azotoksitin (NOx) oluşumu ve miktarı, metan (CH4), Rusya-Shebelinka, İran-Güney Pars ve Tekirdağ Doğal Gazları'nın yanması için incelenmiştir.Stokiometrik şartlarda, ön karışımlı yanma olayının sonucunda yanma ürünü olarak oluşan NOx miktarının teorik olarak saptanması için, reaksiyon mekanizmasını oluşturan elementer reaksiyonlar ve bileşenlere ait termodinamik veriler literatürden bulunmuş ve hesaplamalar FORTRAN 77 koduyla yazılmış olan CREK adlı bir bilgisayar programında yapılmıştır.Program koşularak, kontrol hacmine taşınım ve difüzyonla birim zamanda giren, farklı toplam kütle miktarlarında (EMV=0.01, 0.1, 1, 10, 100 kg/(m3.s)) ve farklı reaktant giriş sıcaklıklarında (Tg= 223 K-323 K aralığında), yakıt/hava eşdeğer oranı ? =0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 için yanma sonu ürünlerinden biri olan azot oksitlerin (NOx) miktarları elde edilmiştir. Sabit bir reaktant giriş sıcaklığı ve yakıt/hava oranı için EMV değerleri artırıldığında yanma sonu oluşan NOx miktarlarının da arttığı; NOx kütle oranlarının ise düşük EMV değerlerinde dikkate değer bir değişim göstermediği, yüksek EMV değerlerinde ise azaldığı belirlenmiştir. Bununla birlikte sabit bir EMV değeri ve yakıt/hava oranı için giriş sıcaklıkları artırıldığında, NOx miktarlarında da artış meydana geldiği tespit edilmiştir. Sabit bir reaktant giriş sıcaklığı ve yakıt/hava eşdeğer oranı için yakma havasındaki nem oranının yükselmesi yanma sonu NOx miktarlarında azalmaya sebep olduğu saptanmış ve sonuçların literatürde verilenlerle uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
Amount of nitrogen oxide (NOx) which yields at the end of natural gas combustion and it?s formation are investigated for combustion of methane (CH4), Russia-Shebelinka, Iran-South Pars and Tekirdağ natural gases.Under stociometric conditions, to find theorotically amount of NOx at the end of a premixed combustion event, thermodynamic data of components and elementer reactions constituing reaction mechanism are taken from the related literature and CREK program created by Fortran 77 codes is used to make calculations.By running the program, amounts of NOx that is one of products yielding at the end of combustion are obtained for fuel/air equivalence ratio ? = 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 in different reactant inlet tempratures (Tg=223 K-323 K interval) and different total mass amounts (EMV=0.01, 0.1, 1, 10, 100 kg/(m3.s)) entering to control volume via convection and diffusion. When values of EMV are increased for a constant reactant inlet temprature and fuel/air ratio, it has been observed that amounts of NOx have raised up and mass fractions of NOx haven`t considerably changed at low EMV values but have decreased at high EMV values. it has been observed that amounts of NOx have increased when inlet tempratures are increased for a constant EMV and fuel/air ratio. For a constant reactant inlet temprature and fuel/air equivalance ratio, increased hummadity ratio of burning air is caused amounts of NOx to decrease at the end of combustion and the results have been found in hormony with the literature.