Im Zuge der weltweiten Bemühungen um CO₂-Neutralität gewinnen Wasserstoff und Ammoniak aufgrund ihrer CO₂-Freiheit als Kraftstoffe zunehmend an Bedeutung. Die Ammoniak-Lieferkette umfasst die Ammoniaksynthese, bei der Stickstoff und Wasserstoff als Ausgangsstoffe verwendet werden, sowie den Transport, die Lagerung und den Vertrieb von Ammoniak, gefolgt entweder von der direkten Nutzung des Ammoniaks als Kraftstoff oder seiner Zersetzung in Wasserstoff zur weiteren Verwendung. Daher müssen Fackeln in Anlagen entlang der gesamten Lieferkette so ausgelegt sein, dass sie eine Vielzahl von Gemischen aus Ammoniak, Stickstoff und Wasserstoff verarbeiten können. Ammoniak stellt als Kraftstoff aufgrund seiner langsamen Flammengeschwindigkeit, seiner engen Entflammbarkeitsgrenzen und seiner hohen Zündtemperatur eine Herausforderung dar – Faktoren, die sich bei Verdünnung mit Stickstoff noch verschärfen. Die Anreicherung von Ammoniak-Stickstoff-Gemischen mit Wasserstoff kann eine wirksame Maßnahme sein, um diese Herausforderungen zu bewältigen. Erdgas oder Brenngas kann als Anreicherungsstrom verwendet werden und wurde bereits eingesetzt; aufgrund der mit diesen Brennstoffen verbundenen Kohlendioxidemissionen ist Wasserstoff jedoch eine attraktive Alternative. Zudem bedeuten die breiten Entflammbarkeitsgrenzen und die hohe Flammengeschwindigkeit von Wasserstoff, dass im Vergleich zu anderen Gasen ein geringerer Wasserstoffanteil ausreicht, um die gewünschte Verbrennungsleistung zu erzielen. Dieser Beitrag befasst sich mit den Verbrennungsleistungstests im Vollmaßstab von Ammoniak sowie der Anreicherung von Ammoniak-Stickstoff-Gemischen mit Wasserstoff. Ziel dieser Forschung ist es, die Entwicklung sicherer und effizienter Konzepte für das Abfackeln von ammoniakhaltigen Prozessströmen weiter voranzutreiben.
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EINFÜHRUNG
In der Vergangenheit wurden in Fackeln eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffen – von Erdgas bis hin zu Olefinen und Aromaten – verarbeitet und entsorgt. Es wurden zahlreiche Studien zur Effizienz von Fackeln bei der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen durchgeführt und veröffentlicht, darunter insbesondere die „Flare Efficiency Study“ von Marc McDaniel aus den 1980er Jahren. Teile dieser Fackelstudie wurden von der US-Umweltschutzbehörde (U.S. EPA) und dem Verband der Chemieindustrie (CMA) gefördert und bildeten später die Grundlage für die Festlegung von zulässigen Mindest-Heizwerten und maximal zulässigen Austrittsgeschwindigkeiten für Fackeln ohne Zusatz, mit Dampfunterstützung und mit Luftunterstützung. Diese Anforderungen sind in 40 CFR 60.18 und 40 CFR 63.670 detailliert beschrieben. Viele dieser früheren Studien zur Fackeleffizienz wurden mit Kohlenwasserstoffen durchgeführt, die relativ ähnliche Flammengeschwindigkeiten, Selbstentzündungstemperaturen und Entflammbarkeitsgrenzen aufweisen (z. B. Propylen, Erdgas, Propan). Da die Welt zunehmend auf kohlenstofffreie Brennstoffe wie Ammoniak und Wasserstoff umstellt, müssen Fackelhersteller und ihre Kunden die geeigneten Auslegungsparameter für eine Ammoniakfackel verstehen. Im November 2024 führten Zeeco Air Products eine Studie zur Fackeleffizienz durch, bei der Ammoniak sowie verschiedene Gemische aus Ammoniak, Wasserstoff und Stickstoff zum Einsatz kamen. Ziele der Studie waren die Bestimmung der Zerstörungs- und Abscheideeffizienz (Destruction Removal Efficiency, DRE) von Ammoniak, die Ermittlung der minimalen Wasserstoffanreicherung im Verhältnis zur Stickstoffverdünnung sowie die Erfassung der Stickoxid (NOx)-Emissionen.
KONZEPTIONELLE ÜBERLEGUNGEN
Die größten Herausforderungen beim Abfackeln von Ammoniak bestehen darin, eine stabile Flamme aufrechtzuerhalten und gleichzeitig einen hohen Zerstörungseffizienzgrad zu erreichen. Diese Herausforderungen unterscheiden sich deutlich von denen einer typischen (Kohlenwasserstoff-)Fackel, was auf die langsame Verbrennungsgeschwindigkeit von Ammoniak, die niedrige Flammentemperatur, die hohe Selbstentzündungstemperatur und den volumetrisch begrenzten Entflammbarkeitsbereich zurückzuführen ist. Fackelhersteller müssen ausreichende Maßnahmen zur Flammenstabilisierung ergreifen, um eine Instabilität der Flamme zu verhindern, die zu einer geringeren Zerstörungseffizienz (d. h. inakzeptablen Emissionen von unverbranntem Ammoniak) oder zum Erlöschen der Flamme führen kann, was potenziell umweltschädlich und für das Personal gefährlich sein kann. Tabelle 1 listet die Eigenschaften von Ammoniak, Wasserstoff und anderen Kohlenwasserstoffbrennstoffen auf.
Tabelle 1. Zusammenfassung der Kraftstoffeigenschaften.
Zur Anreicherung eines Fackelgasstroms können verschiedene Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Am häufigsten wird Erdgas eingesetzt; es kann jedoch auch Wasserstoff verwendet werden, ohne dass sich die Kohlendioxidemissionen erhöhen. Darüber hinaus zeichnet sich Wasserstoff durch eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit, eine hohe Flammentemperatur und einen breiten Entflammbarkeitsbereich aus, was seine Wirksamkeit als Anreicherungsbrennstoff verbessert. Wasserstoffhaltiges Fackelgas wurde hinsichtlich seiner Verbrennungseigenschaften und seiner Leistungsfähigkeit eingehend untersucht. Ein Beispiel für solche Arbeiten ist die „Hydrogen Flare Equivalency Demonstration“ (Demonstration der Äquivalenz von Wasserstoff-Fackelgas), die in den 1990er Jahren von der Energy and Environmental Research Corporation durchgeführt wurde. Diese Tests wurden an Wasserstoff-Stickstoff-Gemischen mit geringen Anteilen an Ethylen durchgeführt, um die Zerstörungseffizienz zu messen. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen des Ersatzes von Ammoniak in diesen Gemischen zu verstehen, da die schlechten Verbrennungseigenschaften von Ammoniak die Leistung der Fackel beeinträchtigen.
Bei der Verbrennung einer Verbindung mit im Brennstoff gebundenem Stickstoff erfolgtdie NOx -Bildung über zwei Wege – thermischesNOx undBrennstoff-NOx. Man würde erwarten, dass eine Anreicherung mit Wasserstoff das thermischeNOx weiter erhöhen könnte, da Wasserstoff die Flammentemperatur erhöht. In der Vergangenheit wurdedem NOx-Ausstoß bei der Fackelverbrennung im Vergleich zur Zerstörungseffizienz weniger Bedeutung beigemessen. Bei Fackeln kommen keine NOx-Kontrollmaßnahmen zum Einsatz, und die Industrie stützt sich auf Durchschnittswerte der NOx-Emissionen, die bei verschiedenen Fackelspitzenkonstruktionen und -zusammensetzungen entstehen; in den letzten Jahren wurde jedoch verstärkt Wert auf alle Leistungskriterien für Fackeln gelegt, einschließlich der NOx-Emissionen. Die EPA veröffentlicht im Rahmen von AP-42 allgemein anerkannte Luftemissionsfaktoren für verschiedene Quellen.
Fackeln werden speziell in Kapitel 13.5 „Industriefackeln“ beschrieben. Hochgelegene Fackeln sind aufgeführt als
0,068 lb/MMBtu, basierend auf Tests mit 80 % Propylen und 20 % Propan [4]. Die Texas Commission on Environmental Quality (TCEQ) hat Informationen zuNOx-Emissionen aus Fackeln veröffentlicht, die nach Kategorien mit hohem und niedrigem BTU-Wert für dampfunterstützte, luftunterstützte oder nicht unterstützte Fackelspitzen unterteilt sind. Darüber hinaus weist die TCEQ darauf hin, dass die erzeugtenBrennstoff-NOx-Emissionen mit 0,5 Gewichtsprozent des Ammoniak-Massenstroms am Einlass angenommen werden. Die TCEQ erklärt, dass die Umrechnung von Ammoniak inBrennstoff-NOx einer Einzelfallprüfung unterliegt [3]. Beträgt der Ammoniak-Einlassdurchsatz der Fackel beispielsweise 10.000 lb/h, so würde die Brennstoff-NOx-Emissionsrate 0,5 % von 10.000 lb/h betragen, was 50 lb/h entspricht. Die von Zeeco November 2024 durchgeführte Studie und die Tests lieferten Daten zur Untermauerungder NOx- Emissionen aus ammoniakhaltigen Fackelgasströmen.
TESTEN
Die Fackeltestswurden im Global Technology Center (GTC) Zeecoin Broken Arrow, Oklahoma, durchgeführt. Es wurde eine 10-Zoll-Fackel (ZEECO UFW-10) verwendet, die mit zwei (2) ZEECO Zündern ZEECO HSLF ausgestattet war. Während der Tests wurden die Zünder mit Wasserstoff betrieben. Ammoniak und Stickstoff wurden in flüssiger Form zugeführt und verdampft, bevor sie in die Fackel geleitet wurden. Wasserstoff wurde als Dampf in einem Rohrtrailer zugeführt. Zur Steuerung und Messung der einzelnen Fackelgaskomponenten wurden Durchflussmesser mit Blende eingesetzt. Eine speziell konstruierte Probenhaube, die die Abgase mit Druckluft ansaugte, wurde mit einem Kran über die Fackelflamme gehoben, um die Verbrennungsfahne aufzufangen. Die Fahnenprobe wurde über eine beheizte Probenleitung zu einem mobilen Labor zur Analyse transportiert. Die Emissionsdaten umfassten Sauerstoff [O₂], Ammoniak [NH₃] und Stickoxide [NOx].
Die Tests begannen mit 100 % Ammoniak, wobei die Austrittsgeschwindigkeit von niedrig bis hoch variierte. Im Gegensatz zu Kohlenwasserstofffackeln erfordert das Abfackeln von Ammoniak ein Verständnis und die Berücksichtigung des Verhaltens bei niedrigen und hohen Austrittsgeschwindigkeiten. Eine Kohlenwasserstofffackel unterliegt in der Regel lediglich einer maximal zulässigen Austrittsgeschwindigkeit. Aufgrund der schlechten Verbrennungseigenschaften von Ammoniak müssen jedoch zwei verschiedene Mechanismen berücksichtigt werden. Bei hoher Austrittsgeschwindigkeit kann die Flamme instabil werden, da die Geschwindigkeit des Fackelgases die turbulente Flammengeschwindigkeit übersteigt. Mit steigender Austrittsgeschwindigkeit nimmt der Luftmitreißeffekt der Fackel zu, was zu einer stärker verdünnten Verbrennungszone führt. Bei hoher Austrittsgeschwindigkeit ist daher die Reaktionsgeschwindigkeit der Komponenten innerhalb der Verbrennungszone der begrenzende Mechanismus. Bei niedriger Austrittsgeschwindigkeit wird die Vermischung zum begrenzenden Mechanismus, da das Fackelgas über einen geringeren Impuls verfügt. Das Fackelgas muss in der Nähe der Zündquelle (d. h. der Zündflammen) schnell genug mit der Umgebungsluft vermischt werden und ein brennbares Gemisch bilden. Abbildung 1 und Abbildung 2 veranschaulichen eine erfolgreiche Ammoniakverbrennung bei niedrigem und hohem Durchfluss.
Abbildung 1. Abfackeln von 100 % Ammoniak bei geringem Durchfluss. Abbildung 2. Abfackeln von 100 % Ammoniak bei hohem Durchfluss.
Im weiteren Verlauf der Versuche wurde die Stickstoff- und Wasserstoffmenge im Fackelgas variiert, um die für die Aufrechterhaltung einer stabilen Flamme erforderliche Mindestwasserstoffanreicherung zu ermitteln und die Auswirkungen auf den Zerstörungseffizienzgrad zu beobachten. Zur Bestimmung des DRE von Ammoniak wurde Gleichung 1 herangezogen.
Wasserstoff ist ein wertvoller Stoff; daher ist es wichtig, die erforderliche Mindestwasserstoffanreicherung genau vorherzusagen, um die Betriebskosten der Fackel zu senken und gleichzeitig eine akzeptable Zerstörung von Ammoniak zu gewährleisten. Abbildung 3 veranschaulicht den Zerstörungseffizienz von Ammoniak in Abhängigkeit von einer charakteristischen Temperatur für alle durchgeführten Testpunkte. Diese Testpunkte reichen von 100 mol% Ammoniak bis zu 0,7 mol% Ammoniak, gemischt mit Stickstoff und Wasserstoff. Es wurde eine charakteristische Temperatur ermittelt, die mit der Abbauleistung korrelierte. Um eine akzeptable Zersetzung der jeweiligen Komponente zu erreichen, muss die charakteristische Temperatur den Mindestwert erreichen oder überschreiten, wie durch die rote vertikale Linie in Abbildung 3 dargestellt. Ein Testpunkt wurde als Ausreißer klassifiziert und ist durch das blaue „X“ gekennzeichnet. Während des Testpunkts wurde ein großer Wasserstoff-Durchflussmesser verwendet, um einen geringen Wasserstoffdurchfluss einzuleiten, der unterhalb des regelbaren Bereichs für diese Durchflussmessergröße lag. Bei einem nachfolgenden Testpunkt wurde ein ähnliches Fackelgasgemisch mit einem Durchflussmesser korrekter Größe verwendet, wodurch eine höhere Zerstörungseffizienz erzielt wurde.
Abbildung 3. Effizienz der Ammoniakabbaurate im Vergleich zur charakteristischen Temperatur.
Wie im Abschnitt „Auslegungshinweise“ erwähnt, gibt es von der EPA und anderen Stellen veröffentlichte allgemeineNOx-Emissionsfaktoren, die auf historischen Fackelversuchen basieren. Diese früheren Fackelstudien befassten sich überwiegend mit Kohlenwasserstoffen, während das Abfackeln von Ammoniak nicht in gleichem Maße untersucht wurde. Beispielsweise gibt die US-EPA in AP-42 die Stickoxide aus erhöhten Fackeln mit 0,068 lb/MMBtu an, basierend auf einem Rohpropylen-Gemisch, das 80 % Propylen und 20 % Propan enthält [4]. Die TCEQ hat die Daten weiter aufbereitet und liefert dieNOx-Emissionsfaktoren für dampfunterstützte bzw. luftunterstützte/nicht unterstützte Verfahren bei Gasströmen mit niedrigem oder hohem Btu-Gehalt [2]. Tabelle 2 listet diese Emissionsfaktoren auf. Die TCEQ definiert „hohe Btu“ als Werte über 1.000 Btu/scf und „niedrige Btu“ als Werte zwischen 192 und 1.000 Btu/scf.
Tabelle 2. Zusammenfassung der in TCEQ RG-360/21 angegebenenNOx -Emissionsfaktoren.
Wie bereits erläutert, sollten bei derNH₃ -Abfackelung sowohl thermischeNOx-Emissionen als auchBrennstoff-NOx berücksichtigt werden, daNH₃ eine stickstoffhaltige Verbindung ist. Die TCEQ gibtdie Brennstoff-NOx-Emissionen ausNH₃ mit 0,5 Gewichtsprozent des eingeleitetenNH₃ an – vorbehaltlich einer Einzelfallprüfung [3]. Gleichung 2 enthält die Formel zur Bestimmungder NOx -Emissionen auf der Grundlage des TCEQ-Dokuments „NSR Emission Calculations“.
DieNOx-Emissionen wurden für jeden Testpunkt anhand von Gleichung 2 berechnet und in Abbildung 4 gegen die während der Tests tatsächlich gemessenenNOx-Emissionen aufgetragen. Die Testdaten wurden, wie durch die Farben gekennzeichnet, in drei verschiedene Datensätze unterteilt. Blaue Datenpunkte stehen für 100 % Ammoniak, die rosa Datenpunkte liegen zwischen 50 und 56 mol-% Ammoniak und die gelben Datenpunkte zwischen 0,6 und 26 mol-% Ammoniak. Die einbezogenen Testpunkte wiesen einen DRE von über 90 % auf. Mit sinkendem DRE werden die Ergebnisse ungenauer, da ein erheblicher Teil des abgefackelten Gases unreagiert bleibt. Wie dargestellt, lässt sich daraus schließen, dass die TCEQ-Prognose fürNOx hinreichend genau ist.
Abbildung 4. BerechneteNOx-Emissionsrate [lb/h] gemäß den TCEQ-Richtlinien im Vergleich zur gemessenenNOx- Emissionsrate [lb/h] während der Prüfung.
MODELLIERUNG MIT HILFE DER NUMERISCHEN STRÖMUNGSDYNAMIK (CFD)
Zum Vergleich mit der CFD-Modellierung wurden mehrere Testpunkte ausgewählt. Vollmaßstabsversuche an Anlagen sind in der Regel die zuverlässigste Methode zur Leistungsüberprüfung. Allerdings sind solche Versuche auch mit gewissen Herausforderungen verbunden – wie beispielsweise Sicherheitsaspekten, potenziell hohen Kosten und terminlichen Einschränkungen. Daher ist eine alternative Methode zur Validierung der Leistung und Auslegung von Fackelanlagen unerlässlich. Zwar war die Erfassung von Testdaten im Maßstab 1:1 das primäre Ziel, doch stellte die Validierung der CFD-Modellparameter und -Methodik anhand der Testdaten ein wichtiges sekundäres Ziel dar, da dies für das fortlaufende Verständnis und die Verbesserung der Ammoniak-Fackelung von entscheidender Bedeutung ist. Die Testdaten wurden hinsichtlich der Flammenlänge, der Zerstörungseffizienz von 100 % Ammoniak-Fackelgas über einen Bereich von Austrittsgeschwindigkeiten sowie der Zerstörungseffizienz von mit Wasserstoff angereicherten Fackelgasströmen mit der CFD-Modellierung verglichen.
Es wurden drei Testpunkte für 100 % Ammoniak über einen Bereich von Austrittsgeschwindigkeiten ausgewählt. Es wurden zwei Testpunkte für die Wasserstoffanreicherung ausgewählt, die eine Verdünnung mit Stickstoff im Bereich von 39 mol% bis 54 mol% abdeckten. Alle Modelle basierten auf den Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) unter Verwendung des Turbulenz-Chemie-Wechselwirkungsmodells „Eddy Dissipation Concept“ (EDC) [5] und des aktuellen chemisch-kinetischen H-N-O-Mechanismus von Doner et al. [6]. Das CFD-Gitter umfasste etwa 8,4 Millionen Zellen.
Die Flammenform war der erste Aspekt des Modells, der bewertet wurde. Die Abschätzung der Flammenlänge einer Fackel ist eine wichtige Grundlage für verschiedene Auslegungsüberlegungen, darunter die Strahlung und die Ausbreitung von unverbranntem Fackelgas. Da keine kohlenstoffhaltigen Verbindungen vorhanden sind, sind herkömmliche Methoden zur Abschätzung der Flammenform anhand von Kohlenmonoxid-Isoflächen nicht anwendbar. Das stationäre Modell wurde mit den Videoaufnahmen aus den Versuchen verglichen, um die geeignete Mengen-Isofläche zur Darstellung der sichtbaren Flammengrenze zu ermitteln. Der Vergleich zwischen den Versuchsergebnissen und den CFD-Ergebnissen ist in Tabelle 3 dargestellt. Darüber hinaus veranschaulicht Abbildung 5 die Isoflächen, die ausgewählt wurden, um die sichtbare Flammengrenze im CFD-Modell für eine 100-prozentige Ammoniak-Fackelung darzustellen.
Tabelle 3. Durchschnittliche Flammenlänge, gemessen während der Versuche und der CFD-Modellierung.
Abbildung 5. Isoflächen zur Bestimmung der Flammenform bei der Verbrennung von 100 % Ammoniak.
Ein weiteres Ziel der Tests bestand darin, die Abbauleistung von 100 % Ammoniak bei verschiedenen Austrittsgeschwindigkeiten zu ermitteln. Abbildung 6 veranschaulicht den Unterschied zwischen der gemessenen Abbauleistung und der im CFD-Modell ermittelten Abbauleistung in Abhängigkeit von der Austrittsgeschwindigkeit.
Bei den Tests mit 100 % Ammoniak wurde vermutet, dass ein Testpunkt ein Ausreißer sei, da die Zerstörungseffizienz trotz der niedrigsten Austrittsgeschwindigkeit abnahm. Die CFD-Simulation trug dazu bei, diese Theorie zu bestätigen, indem sie den größten Unterschied in der vorhergesagten Zerstörungseffizienz für den Testpunkt mit niedriger Austrittsgeschwindigkeit aufzeigte. Mit steigender Austrittsgeschwindigkeit zeigten die gemessene Effizienz und die CFD-Simulation eine gute Übereinstimmung.
Abbildung 6. Differenz zwischen gemessenem DRE und CFD bei Tests mit 100 % Ammoniak in Abhängigkeit von der Austrittsgeschwindigkeit aus der Fackel.
Das letzte Ziel der Versuche bestand darin, anhand der Ergebnisse des Wasserstoffanreicherungstests das CFD-Modell hinsichtlich der Ammoniakabbaueffizienz über einen Bereich verschiedener Zusammensetzungen zu validieren. Für diese Analyse wurden drei Testpunkte ausgewählt, an denen eine hohe Abbaueffizienz erzielt wurde. Abbildung 7 veranschaulicht den Unterschied zwischen der gemessenen Abbauleistung und der im CFD-Modell berechneten Abbauleistung in Bezug auf die Wasserstoffanreicherung. Die Wasserstoffanreicherung verbesserte die Abbauleistung von Ammoniak im Fackelgas erheblich, trotz einer erheblichen Verdünnung durch Stickstoff. Das CFD-Modell erfasste die Auswirkungen des Wasserstoffs erfolgreich und zeigte über den gesamten Bereich der Testbedingungen eine gute Übereinstimmung.
Abbildung 7. Differenz zwischen gemessenem DRE und CFD für Wasserstoff-, Stickstoff- und Ammoniakgemische.
PROJEKTINSTALLATION
Zeeco die Gelegenheit, Fackelsysteme an Air Products für den NEOM Green Hydrogen Complex im Königreich Saudi-Arabien zu liefern. Dieses neuartige Projekt nutzt bewährte Technologien zur Erzeugung von grünem Wasserstoff. Im Rahmen des Projekts werden erneuerbare Energien (d. h. Solar- und Windenergie) genutzt, um durch Wasserelektrolyse grünen Wasserstoff und mittels Luftzerlegungsanlagen Stickstoff zu erzeugen. Der Wasserstoff und der Stickstoff werden zur Weiterverteilung und nachgelagerten Nutzung in Ammoniak umgewandelt [7]. Die Fackeltests und die anschließende CFD-Modellierung waren ein entscheidender Schritt zur Überprüfung der Fackelleistung und zur Untermauerung einer Methodik zur Bestimmung der minimalen Wasserstoffanreicherung.
SCHLUSSFOLGERUNG
Im Global Technology Center Zeecowurden Versuche durchgeführt, um Emissionsdaten zur Unterstützung von Anwendungen im Bereich der Ammoniak-Fackelung zu erheben. Zur Kompensation der Verdünnung mit Stickstoff wurde das Fackelgas mit Wasserstoff angereichert, um eine stabile Flamme aufrechtzuerhalten und eine akzeptable Zersetzung des Ammoniaks zu erreichen. Der Versuch diente der erfolgreichen Validierung der für diese Konstruktionen erforderlichen Mindestwasserstoffmenge, was durch CFD-Simulationen weiter bestätigt wurde. Die Versuchsergebnisse und die CFD-Simulationen zeigten Übereinstimmung hinsichtlich der allgemeinen Trends sowie eine angemessene Übereinstimmung bei der Zersetzungseffizienz.
Die Einsatzbereiche von Ammoniak nehmen weiter zu, was eine intensivere Forschung zur effektiven Verbrennung der damit verbundenen Prozessströme erforderlich macht. Zwar wird Ammoniak bereits seit mehreren Jahrzehnten abgefackelt, doch sind Tests im Vollmaßstab und validierte CFD-Modellierungen nützliche Instrumente, um die Auslegung und den Betrieb von Fackeln zu verbessern und die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren. Die ZeecoVersuche haben grundlegende Daten in dieser Richtung geliefert. Zeeco ein Verfahren zur Prüfung offener Ammoniak-Fackeln entwickelt und die daraus gewonnenen Versuchsdaten genutzt, um ein genaues CFD-Modell für Ammonikanwendungen zu verifizieren, eine sichere und zuverlässige Auslegung der Fackelspitze zu bestätigen und eine geeignete Betriebsmethodik für das Abfackeln von Ammoniak zu untermauern. Darüber hinaus haben die Versuche erfolgreich gezeigt, dass die Anreicherung mit Wasserstoff eine wirksame Methode zur Verbesserung der Zerstörungseffizienz von mit Stickstoff verdünntem Ammoniak darstellt.
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