节能技术2024,Vol.42Issue(3) :219-226.

H2O对合成气火焰热释放特性及NO生成路径的化学影响

Chemical Effects of H2O on Heat Release Characteristic and NO Generation Pathway in Syngas Flames

刘宇谦 苏凯 孔俊峰 刘鹏飞 贺世鹏 徐顺塔 刘豪
节能技术2024,Vol.42Issue(3) :219-226.
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H2O对合成气火焰热释放特性及NO生成路径的化学影响

Chemical Effects of H2O on Heat Release Characteristic and NO Generation Pathway in Syngas Flames

刘宇谦 1苏凯 2孔俊峰 1刘鹏飞 3贺世鹏 3徐顺塔 2刘豪2
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作者信息

  • 1. 国家能源集团泰州发电有限公司,江苏 泰州 225300
  • 2. 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074
  • 3. 烟台龙源电力技术股份有限公司,山东 烟台 264006
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摘要

利用Chemkin软件研究了H2O的化学效应对不同含氢量的合成气(H2/CO体积比=10∶90和50∶50)火焰温度、热释放特性及NO生成路径的影响规律.结果表明,尽管H2O相比N2具有更高的比热容,但是其能够直接参加化学反应,促进了OH和HO2自由基的生成,提升了H+O2+H2O=HO2+H2O、H+HO2=2OH、OH+CO=H+CO2、OH+H2=H+H2O 等反应的热释放速率,导致H2O的化学效应能够提升合成气火焰温度,且对低氢含量的合成气火焰温度提升作用更加明显.不论H2/CO比例高低,H2O的化学效应均促进了热力型NO生成,抑制了 NNH路径对NO生成的贡献;在高氢含量的合成气(H2/CO=50∶50)火焰中H2O的化学效应促进了N2O路径对NO生成,但是抑制了低氢含量的合成气(H2/CO=10∶90)火焰中N2O向NO的转化.

Abstract

Using the Chemkin software,the chemical effects of H2O on the premixed flame temperature,heat release characteristics,and NO production pathways for syngas with different hydrogen contents(i.e.,H2/CO volume ratio=10∶90 and 50∶50)are investigated.The results show that although H2O has a larger specific heat compared to N2,it can directly participate in the chemical reactions,promote the generation of OH and HO2 radicals,and enhance the heat release rate of the reactions,such as H+O2+H2O=HO2+H2O,H+HO2=2OH,OH+CO=H+CO2,and OH+H2=H+H2O,which results in the chemical effect of H2O being able to enhance the syngas flame temperature,and the enhancement effect on the flame temperature is more pronounced for the low-hydrogen syngas.Regardless of the H2/CO ratio,the chemical effect of H2O promotes the thermal-NO production and suppresses the con-tribution of the NNH pathway to NO production;the chemical effect of H2O promotes the N2O pathway to NO production in the syngas flame with high hydrogen contents(H2/CO=50∶50)but suppresses the conversion of N2O to NO in the syngas flame with low hydrogen contents(H2/CO=10∶90).

关键词

合成气/火焰温度/H2O化学效应/热释放特性/NO生成路径

Key words

syngas/flame temperature/H2O chemical effect/heat release characteristic/NO generation pathway

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基金项目

国家自然科学基金面上项目(51876074)

出版年

2024
节能技术
国防科技工业节能技术服务中心

节能技术

CSTPCD
影响因子:0.601
ISSN:1002-6339
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