掺氨燃料高效清洁低氮燃烧技术研究
能源与动力工程资助企业: 如为电力
企业导师: 彭行金
指导教师: 张海
项目成员: 王泽中、成盈睿、谢泊男、吴坤民
项目概述
本项目旨在研究掺氨燃料的高效清洁低氮燃烧技术,结合氨气与传统化石燃料的优势,提升燃烧效率并减少污染排放。氨气作为一种零碳燃料,能够从可再生能源中制备,并具有高能量密度。然而,由于氨气燃烧性能低劣,需要结合天然气或煤炭进行掺混燃烧,以达到理想的燃烧效果。本项目通过机理研究和CFD仿真两方面进行掺氨燃料的燃烧研究,以探索燃烧反应特性及污染物生成机理,对于我国能源转型、双碳目标的达成具有深远的意义。
项目目标
1)构建反应机理模型: 研究天然气和煤掺氨燃烧的反应机理,构建详细的耦合反应机理模型。
2)分析关键反应: 进行敏感性和反应路径分析,评估关键交互基元反应。
3)构建骨架模型: 构建以NO、CO生成特性为导向的骨架反应机理模型,探索不同因素对燃烧特性和排放的影响。
4)进行CFD仿真: 探讨燃烧器结构、运行参数、氨气掺混模式和煤质特性对燃烧性能及污染物排放的影响。
5)优化低氮燃烧: 研究氨煤混燃影响机制,制定低氮燃烧优化方案。
项目成果
1)理论研究部分:使用Chemkin软件,通过研究天然气掺氨和煤粉掺氨的详细反应机理、关键基元反应,探究了掺混比例、燃烧温度等因素对于氨气掺混燃烧的燃烧特性和排放特性的影响,获得了以NO、CO生成为导向的简化机理。
2)软件仿真部分:通过fluent软件对氨煤耦合低氮旋流燃烧器的运行状况进行了仿真模拟,探究了煤质参数、掺氨模式、运行参数及结构参数对氨煤耦合燃烧情况的影响,获得了氨煤耦合燃烧污染物调控的燃烧器运行规律。