面向燃气轮机氨氢融合燃料的氨催化裂解研究

摘要

针对燃气轮机中氨燃料反应活性低、火焰稳定性差的问题，基于裂解氨强化燃烧策略，系统探究了氨的催化裂解特性，可在更温和的条件下实现氨氢融合燃烧。测试了不同类型催化剂在不同环境条件下的活性，并结合CT扫描重构技术，构建多孔介质催化裂解数值模型，揭示了不同结构参数对裂解效果的影响规律。研究结果表明：不同环境条件下，温度均为影响氨裂解过程的主导因素，温度升高50 K,氨裂解效率最大可提升25%;入口流量与环境压力的增大均对氨催化裂解过程呈现抑制作用；反应器结构的孔隙率由0.80降至0.35,氨裂解效率提升约1.3%,比表面积由833.3 m^-1提高至2 333.3 m^-1,氨裂解效率提升6%;床层直径的最优值为71 mm,过大或过小均会削弱氨的裂解性能。该研究揭示了氨裂解过程中的不同影响因素，可为燃气轮机余热驱动条件下氨燃料在线裂解系统的设计提供依据，促进氨燃料在燃气轮机中的高效清洁利用。

关键词

氨燃料 / 氨催化裂解 / 氨氢融合 / 燃气轮机

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52176130）