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安工大顾明言教授课题组在国际权威期刊《Combustion and Flame》发表NH3-煤粉共燃低NOx生成机理的最新研究成果
2021-11-25 14:51  

 

近日,永兴集团导航入口网址青年教师陈萍在燃烧领域国际权威期刊《Combustion and Flame》上,以第一作者身份发表了题为“The effect of ammonia co-firing on NO heterogeneous reduction in the high-temperature reduction zone of coal air-staging combustion: Experimental and quantum chemistry study”的论文。该论文通讯作者为永兴集团导航入口网址顾明言教授,合作者为浙江大学能源工程学院樊建人教授和罗坤教授。我院为第一单位,研究工作得到国家重点研发计划项目(2017YFB0601805)的资助。




在当前全球范围内减少温室气体排放的紧迫背景下,采用无碳燃料NH3与煤混烧在提高NH3燃料利用率的同时,可有效降低CO2的排放。NH3燃烧生成大量NOx,是限制其应用的重要挑战之一。本论文结合宏观实验和量子化学分子模拟深入探究了NH3-煤粉共燃下高温还原区内NH3协同煤焦非均相还原NO的机理,在异相反应体系中考虑了NHNH2两种自由基形式。结果表明焦炭表面NH-NO异相反应的决速步能垒值低于NH3均相还原NO的能垒值,揭示了焦炭和NHNO还原的协同促进机理,明晰了基元路径中形成的-OH对强化char/NH还原NO的关键作用。焦炭表面NH2-NO异相反应的决速步能垒值高于NH3均相还原NO的能垒值,键级和ELF分析表明形成的NNH自由基增强了与C原子间结合能。动力学分析表明NH-NO异相反应的决速步速率常数高于NH3-NO均相和NH2-NO异相反应的决速步速率常数,在强化NH在氨气脱硝中重要作用的同时,明确了焦炭在NH还原NO中的促进作用。在丰富NH3-煤粉共燃技术中N迁移转化机理的同时,对发展NH3和煤粉共燃技术提供理论支撑。

 

论文链接为:http://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111857

 

(撰稿:陈萍  审核:钱付平、黄庠永、刘小芳)


 

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