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ガスタービン燃焼器内でのNO_2の生成

燃气轮机燃烧室NO_2的生成

基本信息

批准号：
08225218
负责人：
佐野妙子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ガスタービン燃焼器では希釈空気導入により一次燃焼領域で生成したNOが燃焼器内でNO_2へと酸化されるため、高濃度のNO_2が身近に排出されることになり問題である。本研究では水素とメタン燃焼について、燃焼器内でのNOとNO_2への変換機構を調べる数値モデルを作成し、大気圧下でのNO_2の生成を詳細な化学反応を考慮して解析した。NO_2の生成機構の解明から燃焼器内でのNO_2の生成を抑制する方法を検討した。また、燃焼ガス中のNO_xを積極的にNO_2に酸化し、アンモニアを添加し硝安として、あるいは水や吸着剤に吸収・吸着させて除去する方法の可能性について検討した。その結果、以下のことが明らかになった。(1)燃焼器内では、NO_2は高温の燃焼ガスと希釈空気が混合する600〜800Kの温度領域で生成する。1000Kより高くなると生成したNO_2もNOへと還元される。NOとNO_2への変換には、この混合領域で生成するHO_2によるNOの酸化反応が最も重要である。(2)水素とメタンのNO_x排出指数を比較すると、同じ当量比では火炎温度の高い水素のほうが高いにも拘わらず、水素のほうがNO_2の生成は低い。水素メタンより燃焼ガス中のH、OH、O等の活性化学種を多く含み、混合領域に生成したHO_2がこれらの活性化学種により分解されるためである。(3)燃料周囲の燃焼用空気にCH_4、CH_3OH、CO、H_2等の燃料が含まれる場合、HO_2の生成が促進され、その結果、NOのNO_2への酸化も促進される。これらの燃料の中CH_3OHがNOのNO_2への酸化に最も効果的な添加燃料である。

The combustion chamber is equipped with a primary combustion chamber, and a secondary combustion chamber. In this study, we consider the chemical reaction of NO and NO_2 generation under high pressure and the numerical value of NO and NO_2 conversion mechanism in the combustor. The mechanism of NO_2 generation and the method of NO_2 generation suppression in combustor are discussed. This paper discusses the possibility of NO_x removal by adsorption, acidification, and adsorption in the combustion process. The results are as follows: (1)NO_2 and NO_2 in the combustor are burned at high temperature, and air mixture is generated in the temperature range of 600 ~ 800K. 1000K NO_2 is the most important component of NO_2 generation in the mixed domain. (2)The NO_x emission index of water element is higher than that of NO_x emission index. The equivalence ratio is higher than that of NO_x emission index. The NO_x emission index of water element is higher than that of NO_x emission index. The NO_x emission index of water element is lower than that of NO_x emission index. The active chemical species such as H, OH, O, etc. in the combustion of water element are mostly contained in the mixed field, and the active chemical species such as HO_2 are decomposed. (3)When CH_4, CH_3OH, CO and H_2 are contained in the combustion air of fuel cycle, the formation of HO_2 is promoted, the results are obtained, and the acidification of NO and NO_2 is promoted. CH_3OH, NO and NO_2 are the most effective additives to the fuel.