富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统

本发明涉及氨气的燃烧测试装置，特别是富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统。

背景技术：

1、在全球碳中和形式的驱动下，发展替代传统化石燃料的绿色可再生能源迫在眉睫。氢气被视为最有前景的可再生燃料之一，但其储存和运输等技术问题难以突破。氨(nh3)作为一种富含氢的无碳清洁燃料，其能量密度高、辛烷值高、易于储运等诸多优点逐渐引起了人们的广泛关注，是我国发展储氢的重要手段,在动力输运及热力发电等领域具有极大的研发价值。

2、然而，氨气的化学活性较差，纯氨燃烧时容易出现火焰不稳定、效率低、甚至熄火的问题；同时由于自身含氮元素，燃烧排放的氮氧化物水平显著升高。与常规的碳氢燃料相比，纯氨的层流燃烧速度和热值均比较低，而且点火所需要的能量较高，可燃性极限范围较窄，使得纯氨的燃烧更加困难。

3、氨气催化裂解是指利用氨气中氢原子的存在,通过一定的催化剂或特定条件来使物质分解,获取氢气和氮气，从而降低氨的点火难度、提高燃烧强度、降低氮氧化物排放。现有技术中氨气的裂解温度通常在800℃以上。其次,反应需要在一定的压力下进行,通常在1-10atm之间。最后,反应需要在催化剂的作用下进行裂解。此种裂解的方式设备通常较为复杂，控制难度较大。

技术实现思路

1、为解决上述问题，富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，该系统可使用较为简单的反应设备对氨气进行裂解，并对裂解后的氢气燃烧，本系统可实现上述反应的可控实验。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，包括

4、氨气裂解室；

5、布朗气输入装置，通过管路连接至氨气裂解室，并向氨气裂解室输送布朗气；

6、氨气输入装置，通过管路连接至氨气裂解室，并向氨气裂解室输送氨气；

7、点火器，设置在氨气裂解室，用于点燃氨气裂解室中的布朗气输入装置；

8、二级气体燃烧装置，其输入端与所述氨气裂解室的输出端连接，二级气体燃烧装置包括燃气输送管。

9、作为优选的，所述二级气体燃烧装置还包括

10、甲烷气体输入装置，其通过管路与所述二级气体燃烧装置的内部腔室连通，并用于可控的向二级气体燃烧装置的内部腔室输送甲烷气体；

11、空气输出装置，其通过管路与所述二级气体燃烧装置的内部腔室连通，并用于可控的向二级气体燃烧装置的内部腔室输送空气。

12、作为优选的，所述氨气裂解室包括一级混合气体组件，所述一级混合气体组件包括

13、氨气充气室，其顶部具有开口；

14、布朗气输气管，其为布朗气输入装置的输出端口，布朗气输气管由氨气充气室的底部插入到氨气充气室；

15、所述氨气输入装置的输出端连接到所述氨气裂解室的主体靠近下部。

16、作为优选的，所述布朗气输气管的输出端口与氨气充气室的顶部开口平齐。

17、作为优选的，所述氨气充气室的顶部开口直径小于氨气充气室主体的直径。

18、作为优选的，所述氨气充气室的内部横置有分布过滤网，该分布过滤网设置在氨气输入管和氨气充气室的顶部开口之间。

19、作为优选的，所述氨气充气室的顶部具有燃烧室，所述氨气充气室的顶部开口设置在燃烧室底部，所述燃烧室顶部敞开。

20、作为优选的，所述富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统还包括气体检测装置，气体检测装置的检测终端设置在氨气裂解室内。

21、作为优选的，所述氨气裂解室内还包括透明视窗。

22、作为优选的，所述二级气体燃烧装置包括与二级气体燃烧装置内部连通的燃气输送管，燃气输送管的输出端外罩玻璃管；

23、所述富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统还包括火焰拍摄装置和激光诊断系统，火焰拍摄装置和激光诊断系统的图形获取端朝向燃气输送管的输出末端。

24、使用本发明的有益效果是：

25、本富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，可将布朗气点燃并催化分解氨气，将氨气分解为氢气和氮气，不分氨气未分解。上述混合气体可与甲烷和空气的混合气体第二次混合，然后进入到二级气体燃烧装置，经过二级气体燃烧装置燃烧，最终通过火焰拍摄装置和激光诊断系统测试燃烧的火焰的物理特性，分析火焰的燃烧成分。最终测定氨气是否完全分解，以及各个比例各个组分其他在不同条件下的燃烧特性，可推测氨气的分解率。

技术特征：

1.富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述二级气体燃烧装置还包括

3.根据权利要求1所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述氨气裂解室包括一级混合气体组件，所述一级混合气体组件包括

4.根据权利要求3所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述布朗气输气管的输出端口与氨气充气室的顶部开口平齐。

5.根据权利要求3所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述氨气充气室的顶部开口直径小于氨气充气室主体的直径。

6.根据权利要求3所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述氨气充气室的内部横置有分布过滤网，该分布过滤网设置在氨气输入管和氨气充气室的顶部开口之间。

7.根据权利要求3所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述氨气充气室的顶部具有燃烧室，所述氨气充气室的顶部开口设置在燃烧室底部，所述燃烧室顶部敞开。

8.根据权利要求1所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统还包括气体检测装置，气体检测装置的检测终端设置在氨气裂解室内。

9.根据权利要求1所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述氨气裂解室内还包括透明视窗。

10.根据权利要求1所述的富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，其特征在于：所述二级气体燃烧装置包括与二级气体燃烧装置内部连通的燃气输送管，燃气输送管的输出端外罩玻璃管；

技术总结
本发明涉及氨气的燃烧测试装置，富氢加湿预热复合模式下的氨预混气燃烧性能测试系统，包括氨气裂解室；布朗气输入装置，通过管路连接至氨气裂解室，并向氨气裂解室输送布朗气；氨气输入装置，通过管路连接至氨气裂解室，并向氨气裂解室输送氨气；点火器，设置在氨气裂解室，用于点燃氨气裂解室中的布朗气输入装置；二级气体燃烧装置，其输入端与所述氨气裂解室的输出端连接，二级气体燃烧装置包括燃气输送管。该系统可使用较为简单的反应设备对氨气进行裂解，并对裂解后的氢气燃烧，本系统可实现上述反应的可控实验。

技术研发人员：崔洁,徐有宁,赵洪雷
受保护的技术使用者：沈阳工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15