介质阻挡放电辅助氨/空气预混旋流燃烧试验
陈磊1
沈洁2
江贻满2
吴进2
陈加淮3
方世东4
1.安徽大学 物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601;中国科学院 合肥物质科学研究院,安徽 合肥 230031;合肥综合性国家科学中心 能源研究院,安徽 合肥 2300712.中国科学院 合肥物质科学研究院,安徽 合肥 2300313.合肥综合性国家科学中心 能源研究院,安徽 合肥 2300714.中国科学院 合肥物质科学研究院,安徽 合肥 230031;合肥综合性国家科学中心 能源研究院,安徽 合肥 230071
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排放阻碍其使用.等离子体是一种高效、低能耗的助燃方法,得到广泛应用.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,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.当量比为0.9时,火焰传播速度最快,火焰最短;在贫/富燃极限附近时,火焰充满整个燃烧室.当量比在1.05～1.10时,NO含量保持在较低水平,未生成NO2.当量比由1.05减小至0.75时,NO体积分数由97×10-6(3.5％O2)增至2785×10-6(3.5％O2).随当量比降低,少量NO会进一步被氧化为NO2,当量比为0.75时,NO2体积分数达171×10-6(3.5％O2).介质阻挡放电明显增强燃烧反应,抑制壁面猝熄的负面作用,O2略下降,燃烧极限扩展至0.65～1.30.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,并随当量比降低,O/H浓度提高,NHi浓度降低,产生NO的副反应占比升高,有利于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显著扩宽燃烧极限,减少NOx生成,为氨的清洁高效燃烧提供一种新方法.
关键词：氨/空气旋流燃烧介质阻挡放电燃烧极限无碳燃料NOx
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：安徽省高校协同创新资助项目(GXXT-2021-013)安徽省高校协同创新资助项目(GXXT-2022-026)合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)协同创新资助项目(CXXT-2021-013)合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)协同创新资助项目(GXXT-2022-026)
论文发表日期：2023-03-28
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：7( 1-7 )
英文信息