研究人员发布了一项新研究，显示一种先进的新型甲烷焚烧器，该设备通过增材制造和机器学习技术制造，能消除98%的在石油生产过程中释放的甲烷。
西南研究院（SwRI）和密歇根大学（U-M）的研究人员发布了一项新研究，显示一种先进的新型甲烷焚烧器，通过增材制造和机器学习制造，能消除98%的在石油生产过程中释放的甲烷。该焚烧器由U-M工程研究人员设计，并在SwRI进行了测试。
石油生产商在石油生产过程中可能会产生甲烷，通常使用焚烧塔来燃烧这些气体。然而，风吹过传统的开放式火焰焚烧器会降低其效率，导致40%以上的甲烷释放到大气中。在100年时间里，甲烷的全球变暖潜力是二氧化碳的28倍，而在20年的时间尺度上，甲烷的效能是二氧化碳的84倍。燃烧能够减少整体全球变暖潜力，但低效的燃烧会削弱这一策略。
SwRI与U-M工程师合作，利用机器学习、计算流体动力学和增材制造来创建和测试一个在现场具有高甲烷破坏效率和燃烧稳定性的焚烧器，能够应对挑战性的条件。
“我们在SwRI的一个室内设施中测试了该焚烧器，在那里我们可以控制侧风并在不同条件下测量焚烧器的效率，”SwRI首席工程师亚历克斯·施伦克（Alex Schluneker）说，他是论文的共同作者之一。“即使是最轻微的侧风也显著降低了大多数焚烧器的效率。我们发现焚烧器内部鳍片的结构和运动对保持效率至关重要。U-M团队进行了工程设计，以显著改善性能。”
该焚烧器具有复杂的喷嘴底座，将甲烷流分成三个不同的方向。叶轮设计将气体引导向火焰。这一新颖的设计允许氧气和甲烷均匀混合，并为燃烧提供时间，以便在侧风影响之前燃烧完成。这一设计是焚烧器效率的关键。
“氧气与甲烷的良好比例对燃烧至关重要，”SwRI高级研究工程师贾斯廷·朗（Justin Long）表示。“需要捕获周围空气并将其与甲烷混合，但过多的空气会稀释它。U-M的研究人员进行了大量计算流体动力学研究，以找到在高侧风条件下具有最佳空气-甲烷平衡的设计。”
SwRI和U-M团队正在继续合作开发和测试新的焚烧器设计，力争在2025年创建一个更高效和经济的原型。
该项目得到了美国能源部的先进研究项目局-能源（ARPA-E）每年减少甲烷排放（REMEDY）计划的支持。这是支持美国甲烷排放减少行动计划的几个项目之一，该计划在2021年联合国气候变化大会（COP26）上宣布。该计划旨在减少甲烷排放，促进美国的创新，开发新技术以实现气候目标。
此处所呈现的信息、数据或工作部分由美国能源部先进研究项目局（ARPA-E）资助，资助编号为DE-AR0001534。作者在此表达的观点和意见不一定表明或反映美国政府或其任何机构的观点。
