$NO_x$ formation in combustion of natural gases used in Turkey under different conditions

Yanma süresince üretilen $NO_x$ miktarı, hesaplamalı olarak farklı işletme şartlarında metan, Rusya-Shebelinka, İran- Güney Pars, ve Türkiye-Tekirdağ doğal gazları için araştırılmıştır. Alevler laminar ve stokiometrik önkarışımlıdır. Çalışma içersinde kullanılan kimyasal kinetik mekanizma 59 reaksiyon ve 25 kimyasal bileşenden meydana gelmektedir. Ürünlerin mol ve kütle oranlarını hesaplamak için bir bilgisayar programı (CREK) kullanılmıştır. En yüksek ve en düşük $NO_x$ miktarları metan-hava ve Türkiye-Tekirdağ doğal gazı-hava yanmalarında elde edilmiştir. Doğal gazların kompozisyonundaki metan ve azot miktarları yanma süresince oluşan $NO_x$’un miktarını etkilemektedir. $NO_x$ miktarı artan ürün giriş sıcaklığı ile artmaktadır. Tepkimeye giren maddelerin toplam kütle miktarının artırılması, ürünler içindeki $NO_x$ miktarını yükseltmekte fakat $NO_x$’un kütle oranının azalmasına neden olmaktadır. Yakma havasının artan nem oranı $NO_x$ miktarını azaltmaktadır.

Türkiye'de kullanılan doğal gazların farklı koşullarda yanmasında $NO_x$ oluşumu

The amount of $NO_x$ produced during combustion is computationally investigated for methane, Russian- Shebelinka, Iran-South Pars, and Turkey-Tekirdağ natural gases in different operating conditions. The flames are laminar and stoichiometric premixed. The chemical kinetic mechanism used in the study consists of 59 reactions and 25 chemical species. A computer program (CREK) is used to compute mole and mass fractions of products. The highest and the lowest $NO_x$ amounts are obtained during methane-air and Turkey-Tekirdağ natural gas-air combustions. Amounts of methane and nitrogen in the compositions of natural gases affect the amount of $NO_x$ produced during combustion. The amount of $NO_x$ increases with increasing reactant inlet temperature. Increased reactant total mass amount raises the amount of $NO_x$, but it causes mass fraction of $NO_x$ to decrease in the products. Increasing humidity ratio of the burning air reduces the amount of $NO_x$.

PDF

___

Alasfour, F. N., NOx Emission from A Spark Ignition Engine Using 30% Iso-Butanol-Gasoline Blend: Part 1- Preheating Inlet Air, Applied Thermal Engineering, 5: 245-256, 1997.
Arın, S, Akdemir, S. Seralarda Doğal Gazın Isıtma Amacıyla Kullanılabilirliği. Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Dergisi, 3(1): 89-99, 2002.
Dinca, C., Rousseaux, P., Badea, A., A Life Cycle Impact of The Natural Gas Used in The Energy Sector in Romania, Journal of Cleaner Production, 15: 1451-1462, 2006.
El-Sherif, A. S., Effects of Natural Gas Composition on The Nitrogen Oxide, Flame Structure and Burning Velocity Under Laminar Premixed Flame Conditions, Fuel, 14: 1539-1547, 1998.
EPA Technical Bulletin, Nitrogen Oxides (NOx), Why and How They Are Controlled, Clean Air Technology Center, US Environmental Protection Agency , 1999.
Eyriboyun, M., Endüstriyel Alevlerde İs Oluşumunun İncelenmesi, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 105 p, 1997.
Hırkalıoğlu, F., Gaz Türbini Yanma Odasında Hidrojen ve Hidrokarbon Yanmasının Modellenmesi ve NOx Oluşumunun İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 116 p, 2005.
Javanmardi, J., Nasrifar, K., Najibi, S. H., Moshfeghian, M., Feasibility of Transporting LNG from South-Pars Gas Field to Potantial Markets, Applied Thermal Engineering, 26: 1812-1819, 2006.
Mendioroz, S., Martin-Rojo, A. B., Rivera, F., Martin, J. C., Bahamonde, A., Yates, M., Selective Catalytic Reduction of NOx by Methane in Excess Oxygen over Rh Based Aluminum Pillared Clays, Applied Catalysis B: Environmental, 64: 161-170, 2006.
Pratt, D. T., Wormeck, J. J., CREK : A Computer Program for Calculation of Combustion Reaction Equilibrium in Laminar or Turbulent Flow, Report WSU-ME-TEL-76-1, Washington State University., 1976.
Sağlık Vakfı Web, http://www.saglikvakfi.org/v0/k8a.asp?newsid=24172 7356&pg=1, 16 Kasım 2007.
Turbiez, A., El Bakali, A., Pauwels, J. F., Rida, A., Meunier, P., Experimental Study of a Low Pressure Stoichiometric Premixed Methane, Methane/Ethane, Methane/Ethane/ Propane and Synthetic Natural Gas Flames. Fuel, 83: 933-941, 2003.
Waibel, R., Low NOx Burner Applications in Process Heaters For Refineries and Chemical Plants, John Zick Company, Web, http://www.johnzinc.com/products/ burners/pdfs/tp_lonox_burn_apps.pdf, (12.09.1997).
Yolcu, E., Yanma Gazlarında NOx Oluşumu Kontrolü. Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 83 p., 1997.
Zevenhoven, R., Kilpinen, P., Control of Pollutants in Flue Gases and Fuel Gases, Web, http://www.abo.fi/~rzevenho/nitroOH2.PDF, http://www.hut.fi/~rzevenho/gasbook, Helsinki University of Technology, 20.01.2004.