發(fā)布時間：2021-02-04 01:19

　　為降低燃料體系的碳排放,在鍋爐實驗系統(tǒng)中探究了用氨代替部分丙烷后的排放情況.結(jié)果表明,氨至少能替代摩爾分?jǐn)?shù)為35%的丙烷進行燃燒供熱;在富燃料燃燒條件下,當(dāng)摻氨摩爾分?jǐn)?shù)為35%時NO濃度比純丙烷燃燒降低49%,CO濃度降低37.9%.因此,與純丙烷燃燒相比,在一定的進料條件下,以氨作為丙烷補充燃料不僅顯著降低CO2排放量,還能同時降低CO與NO排放濃度.摻氨燃燒后煙氣中氧含量和煙氣溫度也為將來評價氨燃料的燃燼程度和低碳型鍋爐的熱效率提供參考數(shù)據(jù). 

【文章來源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020,26(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

氨-丙烷低碳混合燃料實驗系統(tǒng)

對于不同配比下NH3-C3H8混合燃料，根據(jù)式(3)計算絕熱等壓燃燒火焰的理論燃燒溫度，結(jié)果如圖2所示，隨著摻氨比例η的增大，由于丙烷減少，理論燃燒溫度降低．2.3 氮(N)元素轉(zhuǎn)化熱力學(xué)分析

經(jīng)計算，氨與氧氣的反應(yīng)(式(4)～(7))和氮氧化物脫除反應(yīng)(式(8)～(10))對應(yīng)的ΔG0均小于0，說明含氨燃料燃燒過程中，生成N2的同時還會產(chǎn)生NO、NO2、N2O等氮氧化物，但是這些燃燒產(chǎn)物在NH3的作用下又會被轉(zhuǎn)化成N2．圖3所示為氨與氧氣反應(yīng)(式(5)～(7))的化學(xué)平衡常數(shù)Keq與理論燃燒溫度的關(guān)系．由圖3可以看出，在NH3-C3H8混合燃燒過程中，燃料配比不變時，即在相同的理論燃燒溫度下，生成N2(式(4))的化學(xué)平衡常數(shù)遠比生成NO(式(5))、NO2(式(6))和N2O(式(7))的化學(xué)平衡常數(shù)高．即在進行NH3-C3H8混合燃料燃燒時，大趨勢是生成N2，燃燒產(chǎn)物按濃度由大到小分別為N2、NO2、NO和N2O．如圖4所示為氮氧化物脫除反應(yīng)(式(8)～(10))的化學(xué)平衡常數(shù)Keq與理論燃燒溫度的關(guān)系．可見達到化學(xué)平衡時，由NO2轉(zhuǎn)化為N2(式(9))比由NO轉(zhuǎn)化為N2(式(8))進行得徹底，剩余的NO2濃度比NO濃度低．也就是說，在有NH3存在的環(huán)境中NO比NO2更穩(wěn)定．此外，脫除N2O(式(10))的化學(xué)平衡常數(shù)比產(chǎn)生N2O(式(10))的高，因此最終N2O濃度非常低．前人的研究同樣表明，氨與化石燃料混燒過程中N2O濃度相對較低．例如，Yamamoto等[14]在火力發(fā)電廠研究了煤粉與氨氣混合燃燒的排放特性，檢測到N2O濃度低于3.6×10-6,NOx濃度約為200×10-6.Li等[15]在模型燃燒器中CH4與NH3燃燒生成的氮氧化物中發(fā)現(xiàn)N2O濃度低于10-6,NOx濃度接近1100×10-6．因此，NO被認(rèn)為是最終的含氮燃燒產(chǎn)物，在NH3-C3H8混合燃料的燃燒過程中，將主要對NO排放濃度進行測量分析．圖4 氮氧化物脫除反應(yīng)(式(8)～(10))的化學(xué)平衡常數(shù)Keq與理論燃燒溫度的關(guān)系


本文編號：3017474