發(fā)布時(shí)間：2021-02-04 01:19

　　為降低燃料體系的碳排放,在鍋爐實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)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(jìn)料條件下,以氨作為丙烷補(bǔ)充燃料不僅顯著降低CO2排放量,還能同時(shí)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(lái)評(píng)價(jià)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(lái)源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020,26(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

氨-丙烷低碳混合燃料實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

對(duì)于不同配比下NH3-C3H8混合燃料，根據(jù)式(3)計(jì)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(jì)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(duì)應(yīng)的ΔG0均小于0，說(shuō)明含氨燃料燃燒過(guò)程中，生成N2的同時(shí)還會(huì)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(huì)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(guò)程中，燃料配比不變時(shí)，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(yuǎn)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(jìn)行NH3-C3H8混合燃料燃燒時(shí)，大趨勢(shì)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(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，由NO2轉(zhuǎn)化為N2(式(9))比由NO轉(zhuǎn)化為N2(式(8))進(jìn)行得徹底，剩余的NO2濃度比NO濃度低．也就是說(shuō)，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(guò)程中N2O濃度相對(duì)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(cè)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(guò)程中，將主要對(duì)NO排放濃度進(jìn)行測(cè)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(hào)：3017474