甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO<sub>x</sub>生成转化的CFD模拟

吴新颖; 彭清扬; 娄星宇; 蒋向阳; 马冲; 张泰; 胡帆

doi:10.16056/j.2096-7705.2026.02.005

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甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟

“能源与工业领域CCUS技术与应用”专栏 | 更新时间：2026-09-22

- 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟
- 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟
- 能源研究与管理 2026年18卷第2期页码：36-47
- 作者机构：
  
  1. 中国地质大学(武汉)工程学院
  2. 中国地质大学(武汉)深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室,新能源学院
  3. 江西省科学院能源研究所
  4. 中国地质大学(武汉)内蒙古研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  深地国家科技重大专项(2024ZD1003503、2025ZD1010208);“地大学者”人才经费(2022131)
- DOI：10.16056/j.2096-7705.2026.02.005
  中图分类号： TK16;X701
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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吴新颖, 彭清扬, 娄星宇, 等. 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟[J]. 能源研究与管理, 2026,18(2):36-47. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.02.005.

吴新颖, 彭清扬, 娄星宇, et al. 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟[J]. 2026, 18(2): 36-47. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.02.005.
吴新颖, 彭清扬, 娄星宇, 等. 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟[J]. 能源研究与管理, 2026,18(2):36-47. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.02.005. DOI：

吴新颖, 彭清扬, 娄星宇, et al. 甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NO_x生成转化的CFD模拟[J]. 2026, 18(2): 36-47. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.02.005. DOI：

摘要

为揭示大比例掺氢(φ（H

）≥50%)对甲烷无焰燃烧特性及NO

生成转化路径的影响机理，基于48组分骨架动力学模型，在同轴热伴流反应器中对不同掺氢比工况开展计算流体力学数值模拟。结果表明：随掺氢比增大，反应器内峰值温度升高，高温区及·OH自由基、NO高浓度区域均向喷口方向前移；·OH自由基与NO峰值摩尔分数分别增加约2%和10%。甲烷氧化以CH

→·CH

O→·HCO→CO→CO

和CH

→·CH

→C

→·C

→C

→·C

→C

→·HCCO→CO→CO

为主，3种掺氢比下路径框架一致，但关键基元反应速率整体下降。NO生成以NNH路径为主导（贡献率约92.0%），随掺氢比升高，快速型与N

O中间型路径贡献率分别相对上升9.2%和4.5%

NNH路径占比的变化较小。大比例掺氢通过改变自由基场，进而改变甲烷氧化与NO

生成路径的竞争关系，强化燃烧反应活性。

Abstract

关键词

Keywords

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甲烷掺氢无焰燃烧燃料氧化与NOx生成转化的CFD模拟

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DOI：10.16056/j.2096-7705.2026.02.005

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