随着碳中和目标的提出,越来越多学者开始研究如何实现这一目标。在能源领域,可以通过碳捕集和低碳或无碳燃料实现这一目标。氨气作为一种不含碳元素的气体,可以作为燃料进行燃烧。理论上氨气完全燃烧产物只有水和氮气,是一种新颖的无碳燃料。相对于同样不含碳元素的氢气,氨气燃烧现象较为平缓,也方便储存;但是氨气实际燃烧存在许多问题。氨气燃烧不如烷烃燃料稳定,燃烧尾气中含有大量的燃料型NOx,这些因素都限制了氨气作为燃料的实际应用。本生灯试验台与MRU仪器进行了氨气富氧燃烧烟气中NOx含量测量。通过改变不同的氧气浓度与燃烧当量比获得不同工况下NOx规律,并利用CHEMKIN中的敏感性分析模块计算出对NO敏感性最大的基元反应,分析变工况下敏感性的变化以及作用机制。结合ROP产率分析法计算出生成消耗NO最大的反应,并且研究了其随着工况变化的规律。综合NO敏感性与ROP产率分析,绘制出NO生成与消耗路径图,结合路径图对氨气燃烧的烟气NO排放提出了控制方法。利用图像处理结合面积法进行了火焰传播速度的实验测量,并且将其与CHEMKIN的模拟进行对比,以评估机理分析的正确性。在得到速度实验数据后,利用CHEMKIN计算氨气燃烧温度与其进行对比分析,探究温度对速度的影响。利用敏感性与ROP产率分析对影响NH3燃烧链式反应的OH自由基进行了计算,并且绘制出了NH3燃烧链式反应路径图。根据路径图,本文提出了改善氨气燃烧的方法。最后,经过本文的实验结果与对机理的探讨,提出对未来氨气实际应用的一些建议。