综述：氨燃烧技术全面评述：燃烧特性、氢/甲烷添加潜力及新兴应用

本综述系统探讨了氨（NH3）作为零碳燃料的潜力与挑战，重点分析了其低反应活性、窄可燃范围及NOx排放问题，并提出通过氢（H2）/甲烷（CH4）掺混、富氧燃烧（O2≥28%）、等离子体辅助点火等技术提升燃烧效率，为清洁能源系统提供关键解决方案。

　　

纯氨燃烧特性

氨（NH₃）燃烧虽无碳排放，但其层流燃烧速度（LBV）仅为甲烷的1/5，且可燃范围狭窄（当量比0.8-1.4）。实验表明，纯氨火焰温度约1800K，但NO_x生成量高达500ppm，主要源于燃料型NO_x机制。

NH₃燃烧强化策略

掺混优化：添加30-60%H₂可使LBV提升300%，而20-50%CH₄掺混则通过甲基自由基链式反应加速燃烧。富氧燃烧：氧浓度增至28%时，LBV达到35cm/s（标准空气下的3倍）。等离子体技术：非平衡等离子体将点火延迟时间缩短80%，同时将稀燃极限扩展至当量比0.5。

混合燃料动力学

NH₃/H₂混合火焰中，H₂优先消耗氧生成OH自由基，促进NH₃分解为NH₂；而NH₃/CH₄体系则通过CH₃与NH₂反应生成HCN，最终转化为N₂而非NO_x。

实际应用进展

燃气轮机：采用富-贫分级燃烧可将NO_x控制在100ppm以下；船舶引擎：40%NH₃-柴油双燃料模式减少CO₂排放60%；航空推进：预裂解氨燃料在超燃冲压发动机中实现马赫数5稳定燃烧。

未来挑战

需开发抗回火燃烧器材料（耐受1100℃/NH₃腐蚀），建立NH₃-H₂混合燃料ISO标准，并优化绿氨（可再生能源制取）供应链成本（当前为化石氨的2倍）。