氨掺混丙烷氧化和氮氧化物排放实验及动力学机理

作者：殷阁媛^*; 肖波; 湛昊晨; 胡二江; 黄佐华

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(12): 4876-4885.

• 氨发动机
• 氮氧化物
• 燃烧调控
• NO生成和消耗

为了研究活性碳氢燃料对氨燃烧以及氮氧化物排放的调控作用，首先，在常压、800～1 250 K下，利用射流搅拌反应器(JSR)开展氨掺混丙烷的氧化实验，测量了氨气掺混体积分数为0.5，丙烷在当量比分别为0.5,1.0和2.0条件下关键物种的摩尔分数随温度的变化曲线；其次，通过误差函数统计法，构建了NUIG-ZHANG模型；最后，基于实验数据和NUIG-ZHANG模型开展了详细的氨氧化和NO生成的关键反应动力学分析。研究结果表明：NUIG-ZHANG模型能够准确预测氨掺混丙烷氧化的实验结果。丙烷被氧化后生成HCO,C2H5和IC3H7等自由基，通过后续反应生成HO2和OH自由基，促进了氨燃烧；NO的生成趋势非单调，随着温度上升先增大后减小，最后增大；当温度为800～1 050 K时，NO的生成路径分支占比先上升后降低，而NO的消耗路径分支占比先降低后升高，因此NO呈现先上升后下降的趋势；当温度为1 100 K以上时，关键反应中涉及的NH2,NH,HNO,H,OH和O自由基的摩尔分数增加，因此NO的摩尔分数随着温度升高而增加。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; 西安交通大学