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玻璃熔窑天然气掺氢燃烧探究

玻璃 2023年第10期50卷 13-16页

作者：诸葛勤美吴加锋陈哲颀中国新型建材设计研究院有限公司杭州310022

当前国内还没有玻璃企业直接将氢气用于玻璃熔窑燃烧,也没有在天然气中掺入一定量的氢气进行混合燃烧,以降低玻璃熔化过程中的碳排放量,来实现生产过程降低碳排放的目的。根据天然气掺氢燃烧特性,探究玻璃熔窑天然气燃烧系统中掺氢的三... 详细信息

当前国内还没有玻璃企业直接将氢气用于玻璃熔窑燃烧,也没有在天然气中掺入一定量的氢气进行混合燃烧,以降低玻璃熔化过程中的碳排放量,来实现生产过程降低碳排放的目的。根据天然气掺氢燃烧特性,探究玻璃熔窑天然气燃烧系统中掺氢的三个不同燃烧方案,为玻璃企业提供参考和借鉴。

关键词：氢能天然气掺氢燃烧玻璃熔窑节能减碳

F级重型燃气轮机新型DeNO_(x)燃烧器掺氢燃烧试验研究

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动力工程学报 2024年第9期44卷 1370-1377页

作者：何磊张富诚颜伟张津王成武王浩同刘晓佩吴克梁陈明敏上海电气燃气轮机有限公司上海200240

为实现降低碳排放的绿色环保目标,天然气掺氢燃烧成为燃气轮机的重要发展趋势。针对天然气掺氢燃烧特性,对自主研发的F级重型燃气轮机新型DeNO_(x)燃烧器展开全温、全压、全尺寸高掺氢比例的燃烧试验,从温度、排放、嗡鸣和加速度等性能... 详细信息

为实现降低碳排放的绿色环保目标,天然气掺氢燃烧成为燃气轮机的重要发展趋势。针对天然气掺氢燃烧特性,对自主研发的F级重型燃气轮机新型DeNO_(x)燃烧器展开全温、全压、全尺寸高掺氢比例的燃烧试验,从温度、排放、嗡鸣和加速度等性能参数分析燃烧器掺氢燃烧适应性。结果表明:该燃烧器在30%~40%掺氢比例,55%~100%基本负荷段的NO_(x)排放质量浓度均可控制在30 mg/m^(3)以内;随着掺氢比例的增加,火焰转换发生在更低的负荷,有利于稳定升负荷,同时燃烧器出口温度升高,但未发生回火。

关键词：燃气轮机燃烧器天然气掺氢燃烧火焰转换排放

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氢气燃烧技术及其进展

科学技术与工程 2022年第36期22卷 15870-15880页

作者：赵钦新王宗一邓世丰王宁曲腾梁志远修浩然西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

随着碳减排政策的不断推进,氢气因其高能量密度和低碳排放特性被视为一种理想的能源,并广泛应用于化工原料制备、移动出行、电力生产以及工业和家庭用热等领域,而燃烧是目前氢能利用的重要方式之一。基于此,通过对比氢气与天然气的物理... 详细信息

随着碳减排政策的不断推进,氢气因其高能量密度和低碳排放特性被视为一种理想的能源,并广泛应用于化工原料制备、移动出行、电力生产以及工业和家庭用热等领域,而燃烧是目前氢能利用的重要方式之一。基于此,通过对比氢气与天然气的物理化学特性,详细分析和探讨了氢气燃烧过程中存在的各种类型的回火、热声振荡以及氮氧化物排放超标问题发生的原因和解决方法;而后,概述了氢气催化燃烧和微尺度燃烧在工业脱氢、家庭供热和微机电系统等领域的应用现状和发展方向;最后,结合目前世界各国天然气掺氢燃烧的发展现状和中国天然气管网的相应标准,指出中国发展天然气掺氢燃烧的优势和关键问题,总结了氢气燃烧技术的发展现状与发展趋势。

关键词：氢气燃烧不稳定催化燃烧微尺度燃烧天然气掺氢燃烧

旋流燃气灶掺氢燃烧特性的数值模拟及实验研究

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旋流燃气灶掺氢燃烧特性的数值模拟及实验研究

作者：朱睿广东工业大学

学位级别：硕士

氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分,是实现能源向绿色低碳转型的重要载体,而氢气作为零污染、高热值的洁净能源,可以通过可再生能源进行生产。如今许多国家将氢气掺入到天然气管道进行输送应用,作为供给终端用户的燃料。现有的终... 详细信息

氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分,是实现能源向绿色低碳转型的重要载体,而氢气作为零污染、高热值的洁净能源,可以通过可再生能源进行生产。如今许多国家将氢气掺入到天然气管道进行输送应用,作为供给终端用户的燃料。现有的终端用户燃具中,燃气灶为人们生活的必需品,在使用过程中不可避免的会产生有害气体污染物,氢气的掺混可以有效降低气体污染物和碳排放。目前的燃气灶多数是基于天然气为燃料进行设计的,故针对天然气掺混氢气后在家用燃气设备的应用研究较少。为更好的研究天然气掺氢燃烧技术在家用燃气灶上的应用,本文以应用普遍的旋流式燃气灶作为研究对象,同时对甲烷掺氢燃料的燃烧动力学进行分析,根据甲烷掺氢燃烧的详细机理进行简化,并对简化机理进行了数值模拟与热态实验进行验证,然后使用简化机理对旋流式燃气灶掺氢燃烧进行了数值计算和结果分析。具体的研究内容和结论如下:(1)首先,基于GRI-Mech 3.0机理建立一维预混层流火焰的数值模型,研究了不同掺氢比例对预混火焰燃烧的影响,发现氢气的加入促进了甲烷燃烧的低温反应,提高了燃烧效率,同时增加了自由基OH和H的产率,促进了燃烧的总反应速率,降低了NO排放。层流火焰燃烧速度随着掺氢比例的升高而上升,在富燃料工况下则影响更大。(2)其次,采用敏感性分析得到甲烷燃烧过程的关键组分,然后利用直接关系图法简化出17种组分与58步反应的简化机理,与GRI-Mech 3.0详细机理相比,其组分和化学反应式大幅减少。通过以甲烷为燃料的耶鲁火焰模型验证了简化机理用于计算气体预混燃烧火焰(本生灯)的有效性。根据此机理进行旋流燃气灶的甲烷燃烧模拟,并进行了热态实验验证,在热态实验中,用耐热石英板替代锅具,将拍摄的热成像结果与模拟中的石英板温度进行对比,发现平均温度误差在10%以内,从而证明了采用简化机理模拟旋流燃气灶燃烧的可行性。(3)最后,对旋流燃气灶的引射器进行了数值模拟计算,结果表明,掺氢比例分别为5%、10%、15%时,一次空气系数分别从0.705上升到0.715、0.727、0.74,并据此结果进行旋流燃气灶掺氢燃烧模拟计算。结果表明:当掺氢体积分数为5%时,燃烧温度降幅为6.6%,掺氢比例为10%和15%时,温度的波动范围仅为±10K。污染物排放方面,当掺氢体积分数为5%时,CO的摩尔分数下降了9%,当掺氢体积分数为10%、15%时,CO的摩尔分数分别下降了8%、8.1%,说明掺氢后保证了一定的燃烧温度,CO的排放总体保持下降趋势。模拟计算中的NO主要由热力型机理生成,NO的浓度总体为下降趋势。

关键词：旋流燃气灶天然气掺氢燃烧燃烧动力学简化机理数值仿真

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掺混氢气对甲烷/空气一维层流火焰的影响

节能 2022年第8期41卷 62-65页

作者：朱睿广东工业大学材料与能源学院广东广州510006

当前社会对燃气的需求量巨大,通过可再生能源产生的氢气可以作为供给终端用户的燃料,但由于修建纯氢气的输运管道存在投资成本较高的问题,因此,通常选择将氢气掺入天然气管道进行输送应用。使用Chemkin-Pro软件对甲烷掺氢层流预混燃烧... 详细信息

当前社会对燃气的需求量巨大,通过可再生能源产生的氢气可以作为供给终端用户的燃料,但由于修建纯氢气的输运管道存在投资成本较高的问题,因此,通常选择将氢气掺入天然气管道进行输送应用。使用Chemkin-Pro软件对甲烷掺氢层流预混燃烧进行模拟,从化学动力学的角度探究掺混氢气对火焰的影响。结果表明:随着氢气比例的提高,火焰温度提高,但幅度不大,而当量比对燃烧温度的影响相对更大。掺氢后CO浓度的减少是因为甲烷的含量减少,掺混氢气后火焰燃烧速度增加。研究成果可为氢气掺混天然气的应用提供一定参考。

关键词：天然气掺氢燃烧化学动力学 Chemkin-Pro