课题组氨燃烧与能源化利用研究方向成果发表于《FUEL》

本站讯（通讯员：张凯）近日，能源领域知名国际期刊《FUEL》在线刊发了课题组研究成果“Effects of ammonia addition on soot formation in ethylene laminar diffusion flames. Part 2. Further insights into soot inception, growth and oxidation”， 影响因子8.035，课题组硕士生张凯为论文第一作者，课题组徐义书老师为论文通讯作者。

氨是清洁可再生的“零碳”燃料，可以有效抑制火焰中碳烟的生成，传统碳氢燃料掺烧零碳氨燃料是实现交通、燃烧领域低碳和低污染物转型的新兴技术。目前，关于氨气掺混对碳氢燃料碳烟生成机理的研究仍处在初步阶段，基于基础火焰的相关研究较少。绝大部分研究均集中于氨的添加对燃料裂解以及碳烟前驱体（多环芳烃）等气相反应过程的影响，而对碳烟生成演变的动力学部分（如碳烟成核、表面生长和氧化）关注甚少。本研究探究了氨添加对碳烟成核、表面生长和氧化过程的影响，对乙烯/氨同轴扩散火焰的碳烟生成展开实验和模拟的研究。使用激光诱导炽光法和激光诱导荧光法对火焰中碳烟体积分数和PAH浓度进行定量和定性测量，并使用CoFlame代码结合化学反应机理对目标火焰进行模拟。结果表明，氨对HACA反应的抑制是氨掺混火焰中碳烟生成减少的主要原因。动力学分析表明，氨的添加出现了新的消耗H自由基的路径，同时使生成H自由基的反应速率减慢，从而导致H自由基的减少，最终使HACA反应速率减慢。

图1 （a）碳烟动力学演变过程 （b）H自由基的ROP分析

图2（a）HACA反应速率和PAH沉积反应速率（b）C₂H₂和H浓度随氨添加的变化

图3（a）HACA反应（b）PAH沉积反应和关键物种的分布