面向零碳电力的氨燃烧技术研究进展
高正平1
涂安琪1
李天新2
段伦博2
1.内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司,内蒙古呼和浩特 0100412.东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京 210096
摘要：在全球碳减排大背景下,无碳燃料产业发展面临巨大机遇和挑战.氨能源具有生产技术工业化成熟、储存运输难度小以及燃烧零碳环保等优势,是化石替代能源的有力竞争者.氨燃料的研究与应用将有助于改善我国传统能源结构,实现碳减排目标.但氨作为燃料存在燃烧不稳定、层流火焰速度低以及NOx排放高等问题,氨燃烧技术研究亟待推进.结合国内外氨燃烧技术研究成果,综述了氨燃料的物化特性和化学反应动力学研究,梳理了氨燃料在燃气轮机、内燃机、燃料电池以及锅炉等应用背景下的研究进展.相较于传统氢气、甲烷等燃料,氨层流火焰速度低,反应活性较弱,为燃烧器优化设计带来了挑战.针对不同掺混系统,学者已建立丰富的氨化学反应动力学模型,为氨燃烧应用打下基础.氨燃料燃气轮机已完成纯氨燃烧试验,结合SCR装置可实现较低NOx排放,温和燃烧与液氨喷射等技术进一步优化了氨在燃烧器内的燃烧性能.结果表明,氨在内燃机中可通过混合的方式实现大比例掺烧,且当掺混比例小于60％时,实现较低排放.对氨/煤小比例混燃进行试验,证明了20％氨掺烧的可行性,并探讨了不同注入位置对NOx排放的影响.最后针对目前氨燃烧技术研究存在的问题对未来进行展望,指出氨/氢燃料系统是未来研究重点,在燃气轮机与内燃机领域,开发燃烧器设计、喷射策略优化等技术将极大改善氨的燃烧性能,氨/煤掺烧锅炉试验较为匮乏,相关研究亟待开展.
关键词：储能零碳燃料燃烧特性燃烧应用氨掺烧氨/氢燃料
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：国家重点研发计划(2019YFE0100100-08)
论文发表日期：2022-05-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 173-184 )
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