掺氨燃料先进清洁燃烧技术研究进展及探讨

氨作为协调电力需求响应与可再生源能间歇性的理想清洁能源载体备受国际范围关注。目前,氨燃烧技术的发展面临低排放、多燃料兼容、宽负荷调节和多场景应用的需求,而现有基于传统碳氢燃料的燃烧技术难以匹配氨的高效利用。探寻组织优化与智能化的掺烧技术是提升氨清洁高效燃烧的着力点。首先分析了掺氨燃烧面临的主要技术挑战,并归纳了不同工况下氨燃烧过程氮转化路径及NOx生成抑制机理。在此基础上,总结了现有主要氨燃烧的技术特点、燃烧调控机制及应用现状;从分级分区燃烧组织方式、时空混合特征、燃料改性及智能设计预测与调控等方面,探讨提升多燃料/氨清洁高效燃烧性能的可行性方案及技术路线。结果表明:通过含氮燃料与碳氢燃料燃料-氧化剂分级分区燃烧,同时结合氨燃料改性,协同实现温度-氧浓度-停留时间的优化匹配,或将成为掺氨燃料稳定清洁燃烧的高效手段。此外,实验室尺度到工业级燃烧室模化技术的突破,以及AI技术的接入,能够加速实现掺氨燃烧技术的工业化。研究为多燃料掺氨燃烧技术及燃烧器的开发设计提供了理论及技术借鉴。

杨远平(1990—),男,江苏徐州人,助理研究员。E-mail:yangyuanping1@163.com

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杨远平,马佳琪,王茜,等.掺氨燃料先进清洁燃烧技术研究进展及探讨[J].洁净煤技术,2025,31(3):29−40.

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