掺氨对甲烷爆炸影响的热力学及反应分子动力学研究
2024年 第S1期
78
68
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作者:
张继达
杨俊辉
苗常盛
洪迪昆
单位:
中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司 华北电力大学(保定)动力工程系
摘要:
实现低浓度瓦斯的安全高效利用对煤炭产业的碳减排具有重要意义,低浓度瓦斯易爆特性极大限制了其安全利用。已有大量研究探究N2、CO2、H2O等添加剂对瓦斯爆炸的影响特性,但NH3添加对瓦斯爆炸的影响鲜有研究。采用热力学及反应分子动力学方法研究了掺氨对甲烷爆炸的影响。基于绝热燃烧温度理论研究了不同温度下甲烷/氨气混合气的爆炸下限。通过反应分子动力学方法探究了掺氨对CH4氧化反应速率以及CO、CO2等产物分布的影响。基于甲烷/空气以及甲烷/氨气/空气体系中自由基演变的对比分析,揭示了掺氨对甲烷爆炸反应的影响机制。结果表明:甲烷/氨气/空气混合气的爆炸下限随着初始温度的升高而降低,氨气的添加提高了混合气的爆炸下限,从而抑制了混合气的爆炸,掺氨浓度越高,抑制爆炸的效果越明显。氨气的添加降低了甲烷氧化反应速率,抑制了甲烷氧化生成CO2和H2O。氨气促进了OH自由基的消耗,降低了体系中OH自由基浓度,从而抑制了■反应。
关键词:
甲烷爆炸
氨
爆炸下限
绝热火焰温度
反应分子动力学
图表:
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引用格式:
[1]张继达,杨俊辉,苗常盛,等.掺氨对甲烷爆炸影响的热力学及反应分子动力学研究[J].洁净煤技术,2024,30(S1):342-347.