轴向双级氨/甲烷湍流预混火焰燃烧特性及NO生成

作     者：张泽雨 王平 戴凯论 钱伟佳 Subhajit Roy 帅瑞洋 Antonio Ferrante 

作者机构：江苏大学能源研究院 浙江大学清洁能源利用国家重点实验室 能源与环境中心米兰Gioia del Colle(BA) 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(91741117) 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室开放基金课题(ZJUCEU2022020) 

主　　题：双级氨气燃烧 湍流预混燃烧 一氧化氮排放 数值模拟 燃烧实验测量 

摘      要：氨气燃烧面临着氮氧化物排放高、燃烧稳定性差等问题，而分级燃烧概念是解决上述问题的途径之一，但其中复杂的燃烧特性尚不明确。为此，对一个自主设计的轴向空气分级氨气-甲烷湍流燃烧装置开展了详细的实验测量和大涡模拟研究。以氨/甲烷的混合物为燃料，首级当量比保持为1.2，总当量比在0.4-0.9之间改变，通过实验测量获得了一氧化氮（NO）随总当量比的变化特性，采用大涡模拟结合动态火焰增厚模型对3个燃烧状态进行了计算分析，计算结果与实验数据吻合良好。研究表明：随着总当量比的减小，NO排放呈增加的趋势；燃烧室内存在两种燃烧模式，上游是金黄色的含氨燃气富燃预混火焰，下游则是淡蓝色的氢气-空气扩散火焰为主；一级燃烧室中，NO排放主要受OH影响，而二级燃烧室中NO生成受OH影响变小。