合成气/氮氧化物的氧化特性实验与反应动力学研究

作     者：刘昀洋 赵韵 尤佳俊 殷阁媛 胡二江 黄佐华 包炀阳 LIU Yunyang;ZHAO Yun;YOU Jiajun;YIN Geyuan;HU Erjiang;HUANG Zuohua;BAO Yangyang

作者机构：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京100016 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2025年第59卷第2期

页      面：73-83页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0018-0062) 

主　　题：合成气 氮氧化物 高压流动反应器 氧化特性 反应动力学模型 

摘      要：为明晰合成气与氮氧化物(NO_(x))之间的相互作用机制,采用高压流动反应器,在623~1273 K温度下,实验分析了不同压力(0.19,1.80 MPa)、不同NO_(x)初始摩尔分数(0,0.0925%,0.185%)工况下,典型煤制合成气掺混NO_(x)的氧化特性。基于6种已有的反应动力学模型开展模拟计算,并结合实验结果和计算得到的反应速率常数,更新了CRECK-2019模型。采用更新后的模型进一步开展反应动力学分析,揭示了合成气/NO_(x)氧化过程的关键反应。研究结果表明:升高压力对合成气的低温氧化存在促进作用,且促进作用随NO_(x)掺混量的增大而增强;掺混NO_(x)对0.19 MPa下合成气的低温氧化无明显影响,而对1.80 MPa下的低温氧化存在促进作用,且对不同压力下的中、高温氧化均存在抑制作用;反应H_(2)+NO_(2)=H+HONO对高压下合成气/NO_(x)的氧化有显著贡献,反应HNO+NO_(2)=HONO+NO、HNO+H=NO+H_(2)和HNO+OH=NO+H_(2)O严重影响着中高温下OH的生成。研究结果可为合成气燃气轮机开发与污染物排放控制提供理论支撑。