2023年 第03期
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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2 785×10-6（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。
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主管
中国煤炭科工集团有限公司
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主办
煤炭科学研究总院有限公司
煤炭工业洁净煤工
程技术研究中心 -
主编
解强
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刊期
月刊
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ISSN
1006-6772
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CN
11-3676/TD
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作者：
- 陈磊
- 沈洁
- 江贻满
- 吴进
- 陈加淮
- 方世东
单位：
- 安徽大学物质科学与信息技术研究院；中国科学院合肥物质科学研究院；合肥综合性国家科学中心能源研究院
摘要：
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
作者简介：
陈磊（1998—），男，四川绵阳人，硕士研究生。E-mail:1053533476@qq.com
通讯作者：方世东（1975—），男，安徽怀宁人，副研究员，博士。E-mail:fangsd@ipp.ac.cn
通讯作者：方世东（1975—），男，安徽怀宁人，副研究员，博士。E-mail:fangsd@ipp.ac.cn
图表：
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引用格式：
陈磊，沈洁，江贻满，等.介质阻挡放电辅助氨/空气预混旋流燃烧试验［J］.洁净煤技术，2023,29(3):1-7.
CHEN Lei,SHEN Jie,JIANG Yiman，et al.Experimental study on premixed ammonia/air swirl combustion assisted by dielectric barrier discharge［J］.Clean Coal Technology，2023,29(3):1-7.
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