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煤基合成气-氧-水蒸气燃烧方式的近零排放系统(OCCSS)是同时实现高发电效率和CO2的近零排放的有效方法之一。OCCSS系统中煤基合成气的燃烧具有高温、高压、高水蒸气浓度与高氧浓度(“四高”)的特点。为了在O2/H2O气氛下实现合成气的稳定燃烧及快速燃尽,本文利用k分布的统计窄带辐射模型(SNBCK)和光学薄模型(OPT)对一维绝热对冲火焰模型进行改进,并对改进后的辐射模型进行了验证,验证结果表明,这两个辐射模型的计算结果与文献中结果基本吻合,这证明修正好后的OPPDIF代码准确地模拟对冲扩散火焰的燃烧特性。选取适合高水蒸气条件下的反应机理对合成气扩散燃烧进行化学动力学计算,解析水蒸气(27.5%O2/72.5%H2O)在燃烧过程中的辐射作用、热力学作用、输运作用和化学作用,探寻对水蒸气对CO排放的作用机制。分析水蒸气浓度(10%60%)、合成气成分(5%95%)、及火焰拉伸率(30 s-1150 s-1)对合成气对冲扩散火焰锋面处CO排放的影响,结合化学动力学分析,探究上述燃烧参数对CO排放的影响机制。利用SNBCK和OPT辐射模型计算了最大火焰温度,发现利用OPT模型模拟的最高火焰温度低于SNBCK模型的模拟结果,这是因为SNBCK模型考虑辐射再吸收效应,从而降低了辐射热损失。随火焰拉伸率的增加,最大火焰温度之间的差值减少,对于贫H2的合成气来说,当拉伸率为150 s-1时,它们之间差值较小,由0.54%降至0.22%,即辐射再吸收可以忽略不计,随拉伸率的提高,OPT模型的准确性得到改善。与空气中燃烧相比,合成气在O2/H2O中燃烧时,当CO/H2含量低于50%时,最大火焰温度高于空气中燃烧的温度,而当CO/H2含量高于50%时,空气中的最大火焰温度大于O2/H2O中的火焰温度。O2/H2O燃烧时水蒸气拓宽了火焰的温度反应区,并且火焰锋面略接近氧化剂侧。随着H2含量的增加,空气条件和O2/H2O条件下的CO排放均降低,两种条件下CO含量的差值逐渐减少。CO的氧化主要是通过CO+OH=CO2+H进行的。H2O的化学作用和辐射作用对CO的排放有明显的影响,且二者都对CO的生成起抑制作用,导致CO含量下降,H2O的热力学作用和输运作用对CO的排放影响较小。另外,H2O的化学作用提高了火焰温度,H2O的热力学作用和辐射作用降低了火焰温度,H2O的输运作用对温度影响可以忽略。化学动力学分析表明,H2O对火焰温度的影响是通过其对热释放率的作用实现的。水蒸气的加入抑制火焰温度和自由基(OH和H)的生成。增加水蒸气含量导致火焰锋面处CO含量下降,水蒸气含量越高,水蒸气对降低合成气扩散火焰中CO排放的作用增强。随着H2含量的提高,火焰温度和OH及H自由基的含量均增加,火焰锋面及OH和H自由基的锋值向燃料侧移动。H2含量的提高降低了火焰锋面处CO含量,H2含量越高,H2含量对合成气扩散火焰中CO排放的抑制作用减弱。拉伸率的提高促进了火焰锋面处CO的排放,SNBCK和OPT辐射模型模拟的火焰锋面处CO含量之间的差值随着拉伸率增大而减小,当拉伸率达到150 s-1时,其差值较小,对于贫H2的合成气来说,其差值由7.29%降至2.23%。