氫燃燒

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氫燃燒是中國的一個科技名詞。

目前，世界上只有兩種文字，一種是方塊文字，如漢字、日文和韓文，還有歷史上曾經出現過的西夏文、契丹文，喃字等；另外一種是字母文字，主要包括拉丁字母文字、阿拉伯字母文字、粟特字母文字等。

目錄

名詞解釋

氫燃燒是氫能利用的一種有效方式，氫氣在氧氣中燃燒時，會產生淡藍色火焰，並生成水（氣態）。純淨的氫氣在點燃時，是氫分子與氧分子在點燃處與氧氣接觸，即在導管口處接觸，而導管里只有氫分子沒有氧分子，導管內不發生化學反應；當氫氣不純淨時，導管內的氫氣與氧分子已經充分接觸當達到爆炸極限時，已經點燃導管內及容器內的氫氧分子就發生劇烈的化學反應，由於此時的化學反應發生在有限的空間內，並且此反應要放出大量的熱，使產生的氣體迅速膨脹而產生爆炸。 氫氣比例高於爆炸極限的上限或低於下限時,由於氫氣或氧氣有一個不足，所以是平靜的燃燒.如果在爆炸極限內，兩者比例合適，反應速度很快，熱量迅速大量積累導致爆炸。

氫的發熱值雖然比核燃料低，但卻是所有的化石燃料，化工燃料和生物燃料中最高的，約1.4x105kJ/kg，是汽油發熱值的3倍：氫的燃燒性好，點燃快，與空氣混合時具有廣泛的可燃範圍，並且燃點高，燃燒速度快；燃燒後的產物是水，基本沒有污染環境的問題，而且生成物是水，可以循環利用。氫屬於潔淨的燃料，其燃燒性能很特殊，故需研製相應的燃燒裝置。此外如採用催化劑，還可以在無火焰狀態下發出一般要求的任意溫度。還可以考慮與其它燃料混合的方案。

氫燃燒也可以獲取能量，但是存在着諸多缺陷，如能量品位低及由於較高的燃燒溫度所產生的氮氧化物NOx污染等，傳統的內燃機燃用氫氣就具有很高的NOx排放．目前有一些可應用的方法來降低NOx的排放，如催化燃燒及低NOx燃燒器。還有一種方法是化學鏈無焰燃燒，很有發展前景。它包括兩個反應：金屬氧化物與氫氣的還原反應和金屬與加壓空氣的氧化反應。因為屬於無焰燃燒，所以反應過程中不會有氮氧化物NOx生成。以往熱動力裝置所使用的能源一般為汽油、重油等化石碳化氫燃料，均屬於有限資源，最近人們開始重視了以氫作內燃機燃料。系統圖如圖1.1所示。氫燃燒是氫能利用的一種有效方式，但是從環保角度而言，還有很多問題有待解決。化學鏈無焰燃燒顯示出一定前景，但是系統裝置設計仍有待完善。

氫氣燃燒具有着火範圍寬，火焰傳播速度快和點火能量低等特性，故其燃燒效率比其他燃料要高。燃燒氫氣的器具是氫燃燒的關鍵設備。氫氣還是一種理想的潔淨燃料，其優點在於燃燒後沒有及煙塵等污染物生成。它可以代替生成上述污染物的化石燃料，在工業和人民生活中可以獲得廣泛應用。但是利用氫燃燒存在兩個問題：如果採用通常的擴散火焰燃燒，則高溫下與反應，燃燒產物中含有大量對人體有害的污染物；如果採用預混合火焰燃燒，產物中的生成量可以很大程度的降低，但是容易造成回火使燃燒器燒壞，而不能保證安全燃燒。日前有兩種方法可以解決這一對矛盾：一種是改進空氣吸入型燃燒器的結構，使空氣由火焰內部和火焰外部兩路供入，使得NOx生成量降低；這種燃燒器使用於高溫(>12000C)和供熱強度大的裝置，但是在操作時需要很好的控制燃燒條件以免回火。另一種是採用催化燃燒器，使氫氣與空氣通過固體催化劑層進行催化無焰燃燒；此類燃燒安全，生成量少，使用於溫度低(<500oc)，熱強度小的燃燒裝置；應用性能優良的催化劑可以在室溫下將氫和空氣點燃，也可以用廉價的催化劑，既可以防止回火又可以獲得良好的燃燒效率。