Experimental study of the flame propagation in the porous media for Hydrogen-Ammonia blended fuels

Abstract

[ES] En los últimos años ha aumentado la preocupación por el cambio climático. El uso de combustibles fósiles está provocando un aumento en la temperatura promedio global del planeta. Una alternativa adecuada a estos combustibles fósiles es el hidrógeno, sin embargo, la alta inflamabilidad y una llama invisible son inconvenientes importantes para generalizar el hidrógeno como combustible. Estos problemas han llevado a sugerir que el amoníaco es un posible combustible e hidrógeno, pero también presenta inconvenientes como bajas velocidades de llama, entre otros. Una opción interesante es mezclar amoníaco con hidrógeno como promotor de la combustión para mejorar las características deseables del amoníaco, pero al mismo tiempo, mantener su característica libre de carbono. Además, con el uso de quemadores porosos podemos lograr una mejor estabilización de las llamas premezcladas porque los medios porosos mejoran el calor, el impulso y la transferencia de masa, lo que aumenta la velocidad de combustión. Sin embargo, no todas las llamas se pueden propagar dentro de un medio poroso, para lograr esta propagación de la llama dentro de la matriz porosa se deben cumplir algunas condiciones. Por lo tanto, en la siguiente investigación se realizará un estudio teórico para predecir qué mezclas de hidrógeno y amoníaco pueden propagarse llamas dentro de diferentes matrices porosas. Más tarde, estos casos se probarán en el laboratorio para verificar estas predicciones.

[EN] In the past few years there have been growing more and more concerns over the climate change. The use of fossil fuels is triggering a raise in the global average temperature of the planet. One suitable alternative to these fossil fuels is hydrogen. However, high flammability and an invisible flame are important drawbacks to generalize hydrogen as a fuel. These problems have led to suggest ammonia as a potential fuel and hydrogen carrier, but also ammonia presents drawbacks as low flame speeds, among others. One interesting option is mix ammonia with hydrogen as a combustion promoter in order to enhance the desirable characteristics of ammonia, but at the same time, keeping its carbon-free characteristic. Besides, with the use of porous burners, a better stabilization of the premixed flames can be achieved, because porous media enhance the heat, momentum, and mass transfer leading to an increasing the burning speed. However, not all flames can be propagate inside a porous media, to achieve this flame propagation inside the porous matrix some conditions have to be met. So, in the following research a theoretical study will be done in order to predict which hydrogen-ammonia mixtures flames can propagate inside different porous matrices. Later these cases will be tried in the laboratory to verify these predictions.