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天然气掺氢燃烧NOx生成有何影响?该方向的研究被国际氢能杂志接收
发布者: 刘银河 | 2022-09-24 | 2612

天然气管网掺氢相较其他输氢方式具有可靠性高、建设成本低、输送规模大的特点,未来很可能成为氢能利用的主要途径之一。研究天然气掺氢燃烧的排放问题对于开发适应管网掺氢的低排放燃气器具具有重要意义。

研究小组对常用的掺氢天然气的燃烧及污染物排放动力学机理分不同NOx生成子路径进行了机理验证,发现目前常用的GRI机理在预测具体NOx类型占比时误差较大,尤其是对于NNH型路径NOx占比的预测效果较差,这导致了前人采用GRI机理计算掺氢燃烧的研究往往认为NNHNOx随掺氢大量增加。

研究小组进一步采用PG2018机理,针对工业燃烧背景下的掺氢燃烧火焰结构与污染物生成路径进行了动力学计算分析与实验验证。实验与计算结果发现,掺氢火焰中热力型与N2ONOx占主要地位,在火焰温度相同时,由于火焰面后烟气区域的热力型NOx以及火焰面区域的N2O型、快速型NOx生成速率降低,掺氢比增加会导致单位燃料热值的NOx排放下降。NNHNOx占比较小,且掺氢后其增加幅度不如快速型NOx减少幅度大,因此NNH路径并非影响掺氢天然气燃烧时NOx变化的主要因素。研究结果对降低天然气掺氢燃烧排放具有参考意义。

目前,研究论文“Influence of H2 blending on NOx production in natural gas combustion: mechanism comparison and reaction routes”被国际期刊“International Journal of Hydrogen Energy”接收发表(https://authors.elsevier.com/),论文第一作者为硕士生潘禾吉田,恳请读者批评指正。