基于氧异质空气分级的氨燃烧NO_x调控机理

摘要

针对氨燃烧NO_x排放控制问题，提出了氧异质空气分级（主燃区增氧与燃尽风稀释结合）的新燃烧模式，并以燃气轮机为研究对象，采用反应器网络方法模拟研究了该模式对氨燃烧NO_x排放的调控机理．结果表明，氧异质空气分级能使低NO_x排放对应的主燃区当量比范围拓宽10%以上，并保证NO_x排放最低值始终处于100×10^-6以下．主燃区增氧主导了氧异质的影响，其原因在于主燃区增氧与当地富燃条件的结合实现了燃尽风前NO_x和未燃尽NH₃的协同控制．相比而言，燃尽风稀释对NO_x排放的影响微乎其微，但燃尽风进一步分级则能收获体积分数1 000×10^-6以上的NO_x排放降幅．此外，高主燃区当量比下的N₂O排放值得关注，其在NO_x排放中占比最高接近30%．氧异质空气分级及进一步的燃尽风分级均能有效控制N₂O排放．

关键词

氨燃烧 / NO_x排放控制 / 空气分级 / 增氧 / 稀释 / N₂O

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFB4003900); 中国博士后科学基金资助项目(2024M751971)