李 源，李国岫，李洪萌

（北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044）

掺氢对生物燃气燃烧的影响研究*

李 源，李国岫†，李洪萌

（北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044）

为了研究掺氢对生物燃气燃烧特性的内在影响规律，本文开展了生物燃气掺氢层流燃烧的实验和CHEMKIN仿真研究。实验结果表明，当量比一定时，火焰燃烧速度随着掺氢比的增大而增大；大当量比情况下，随着掺氢比的增大，燃烧速度的增大尤为明显。仿真结果表明，掺氢后H和OH的摩尔分数变化较大。利用反应产物生成速率（ROP）分析法对掺氢燃烧过程的化学反应路径进行分析发现，由于H2浓度对基元反应O + H2= H + OH及OH + H2= H + H2O的影响显著，导致后续关键基元反应中H和OH的生成和消耗情况发生变化，特别是掺氢浓度较大时，将造成H的大量增加，同时OH也有一定增加，从而导致预混燃烧速度的显著增大。

掺氢；生物燃气；定容弹；化学反应路径；基元反应

0　 引 言

能源问题是世界各国共同面临的主要问题。由于化石燃料的储藏量有限，预计到二十一世纪中叶地球上的化石燃料将被耗尽［1］，届时石油替代燃料如天然气、氢气和生物质燃料等将被广泛使用。因此，很有必要从基础上研究石油替代能源的燃烧特性，其中燃烧速率和燃料的着火性能是两个重要的方面。

生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源［2］，生物质气化得到的生物质燃气被广泛应用于供热、发电和车用燃气等［3］。目前在生物燃气发动机的研究中，国内外均取得了很大进展［4］，但相关研究尚不完善，尤其是需要有针对性地研究生物燃气燃烧速度较慢、热效率低等问题的解决措施。……