富氧乙烯擴(kuò)散火焰中碳黑生成的模擬研究.pdf

1、碳黑（soot）是化石燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的一種顆粒物，它是由于不完全燃燒所產(chǎn)生的，這會(huì)大大降低燃料的利用率。同時(shí)，碳黑的排放會(huì)破環(huán)境，危害人類的身體健康，可以引起呼吸道疾病。近些年，為了應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，在燃煤發(fā)電和冶金等行業(yè)中，以O(shè)2/CO2氣流代替空氣作為氧化劑，同時(shí)結(jié)合煙氣再循環(huán)的富氧燃燒技術(shù)，因其在回收溫室氣體CO2方面的優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。因此，深入的了解碳黑形成的物理和化學(xué)過(guò)程，尤其是富氧燃燒在CO2氣氛下碳黑的形成，

2、對(duì)于開發(fā)潔凈燃燒設(shè)備，降低污染物排放具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先基于充分混合反應(yīng)器/一維柱塞流反應(yīng)器（JSR/PFR）系統(tǒng)，模擬研究了富燃乙烯預(yù)混火焰后火焰區(qū)中碳黑的生成，通過(guò)反應(yīng)路徑分析和敏感性分析，找出主導(dǎo)多環(huán)芳烴（PAH）的生成路徑。同時(shí)，對(duì)比了N2和CO2氣氛下的燃燒特性，分析CO2大量存在時(shí)對(duì)碳黑生成的影響。結(jié)果表明在苯的形成過(guò)程中，C2H2和C3H3是重要的中間產(chǎn)物。多環(huán)芳烴的形成主要基于脫氫加乙炔（HACA）過(guò)

3、程和PAH+PAH縮合的增長(zhǎng)機(jī)理。此外，CO2的化學(xué)效應(yīng)對(duì)碳黑的生成具有抑制作用
　　接下來(lái)，針對(duì)一維對(duì)沖擴(kuò)散火焰，在不同的化學(xué)計(jì)量混合分?jǐn)?shù)Zst下模擬研究了火焰結(jié)構(gòu)和燃燒特性對(duì)碳黑生成的影響，并對(duì)比分析了CO2和N2氣氛下碳黑生成的差異。結(jié)果表明在兩種氣氛下，隨著氧化劑中氧濃度的增加和燃料的稀釋，火焰中碳黑生成量減小。此外，CO2的熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)對(duì)碳黑的生成具有抑制作用，且熱效應(yīng)對(duì)碳黑生成量的影響更大。
　　最后，在二維