多孔介质内氨气稳定燃烧范围的数值模拟
2021-05-07李先春王焕然
辽宁科技大学学报 2021年1期
关键词:模型
刘 君,李先春,王焕然
(辽宁科技大学 化学工程学院,辽宁 鞍山 114051)
传统化石燃料大多采用直接燃烧的方式,燃烧产生的温室气体严重威胁了生态环境和人类健康[1]。为了实现能源、经济和环境的协调发展,必须应用新型燃烧技术和可再生能源。大多数可再生能源的生产通常是间歇性的[2],因此有必要将能量以电池或化学形式存储。与电池相比化学存储更经济,可以用无碳清洁燃料代替化石燃料。氢气是一种理想的二次清洁能源,但是室温下储氢需要很高的压力,其存储和运输问题是极大的挑战,需要寻找可替代的氢载体燃料。一直以来氨气被广泛应用于农业生产和工业中的化学原料[3],在氨气的生产、储运、供给等方面我国都已积累了成熟经验并已形成了体系[4]。氨气不含碳元素并有较高的氢能量密度,是极具潜力的氢载体燃料。
日本能源组织已确定三种最有希望的氢载体:液态氢、有机氢化物和氨气[5]。国际能源协会也认为氨气是最具吸引力的能源载体之一[6]。1940年以来国外就开始了一系列有关氨气燃烧的研究。第二次世界大战期间,人们第一次将氨用于驱动混合式往复发动机中[7]。日本Zongxiang[8]使用氨气/煤油和氨气/甲烷作为微型燃气轮机的燃料,通过使用选择性催化还原技术,系统出口处NOx浓度从约1 000 mg/kg降低至10 mg/kg。Otawa[9]等人通过模拟和实验研究了NH3/Air在微反应器内的化学反应动力学特性,通过敏感性分析发现贫燃时N2Hx基团在低温(1 300 K)反应中至关重要。……
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