• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
介质阻挡放电辅助氨/空气预混旋流燃烧的实验研究
  • 作者

    陈磊沈洁江贻满吴进陈加淮方世东

  • 单位

    安徽大学物质科学与信息技术研究院中国科学院合肥物质科学研究院合肥综合性国家科学中心能源研究院

  • 摘要

    氨是一种高效氢载体,有望成为下一代无碳燃料,但较窄的燃烧极限和较高的NOX排放对其使用造成了困难。等离子体是一种高效、低能耗的助燃方法,得到了广泛应用。本文设计搭建自制的耦合介质阻挡放电的氨/空气预混旋流燃烧台架,实验研究了燃烧极限、火焰形貌、O2和NOX含量的变化规律。未放电时,贫燃极限为0.75,富燃极限为1.1-1.2。在当量比0.9时,火焰传播速度最快,火焰最短;在贫/富燃极限附近时,火焰将充满整个燃烧室。当量比在1.05-1.1时,NO含量保持在较低水平,未有NO2生成。当量比由1.05减小到0.75时,NO体积分数由97×10-6(3.5%O2)增加到2885×10-6(3.5%O2)。随着当量比的降低,少量NO会被进一步被氧化为NO2,NO2在当量比0.75到达171×10-6(3.5%O2)。介质阻挡放电明显增强燃烧反应的进行,抑制了壁面猝熄的负面作用,O2略微下降,燃烧极限扩展到0.65-1.3。同时,当量比0.75-1.05生成的NOX同比减少40-45%。分析探讨氨燃烧生成NOX机制,发现NOX主要来源于燃料,并随当量比减低,O/H浓度提高,NHi浓度降低,4NH3+5O2 ⇌ 6H2O+4NO占比升高,越利于NOx生成。放电产生大量活性自由基,其中NHi促进NO+NHi和NHi+NHi反应是NOX减少的重要原因。等离子体辅助氨燃烧能够显著扩宽燃烧极限,减少NOX生成,为氨的清洁高效燃烧提供了一种新的方法。

  • 关键词

    氨/空气旋流燃烧介质阻挡放电燃烧极限NOX

  • 引用格式
    陈磊,沈洁,江贻满,吴进,陈加淮,方世东.介质阻挡放电辅助氨/空气预混旋流燃烧的实验研究[J/OL].洁净煤技术:1-8.
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