含氨燃料预混火焰的层流火焰速度及NO排放特性

• 作者: 毛晨林 王平 Prashant Shrotriya 何宏凯 Antonio Ferrante
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 含氨燃料 预混火焰 层流火焰速度 一氧化氮排放 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 5330-5343
• 页数: 13页
• 分类号: TK16
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210371

摘要

将甲烷或氢气与氨气共燃可以克服NH3火焰的点火能量高、燃烧速度慢的缺点。为了解NH3作为燃料的燃烧特性，对含NH3燃料进行一维层流预混火焰数值模拟，研究其层流火焰速度及NO排放特性。采用文献中5个简化反应机理进行数值计算，发现Okafor机理模拟NH3/CH4/air火焰精度更高；Xiao机理模拟NH3/H2/air、NH3/air精度适中，计算时间较短。此外，开展了当量比、燃料混合物组分比例、压力等参数对含NH3燃料燃烧时烟气中NO浓度影响的研究。研究发现：含NH3燃料燃烧时NO主要通过OH、H、O自由基和O2分子的消耗而生成，主要通过与NHi(i=0，1，2)自由基反应消耗；含NH3燃料在富燃状态下燃烧可有效减少NO排放，但富燃燃烧效率低，可采用富燃-贫燃分级燃烧技术来提高燃烧效率，同时保持NO的低排放；掺有较多NH3的含NH3燃料在中高压下燃烧时可有效减少NO排放。