碳?xì)錃怏w燃料燒過程中PAHs生成化學(xué)動力學(xué)模擬研究.pdf

1、近年來，在不斷提高化石燃料利用效率的同時，隨著環(huán)保要求的不斷提高，燃燒過程中有機(jī)污染物的排放越來越引起人們的重視，因此，在開發(fā)潔凈燃燒設(shè)備的同時，通過對燃燒過程中化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)更深刻的認(rèn)識來控制污染物的排放就顯得尤為重要。碳?xì)淙剂先紵^程中多環(huán)芳烴(PAHs)形成、生長和氧化的詳細(xì)反應(yīng)動力學(xué)研究一直是燃燒界的研究熱點(diǎn)。
　　 本文通過對PAHs生成機(jī)理模型的更新，對C2～C4等碳?xì)淙剂系膶恿黝A(yù)混火焰進(jìn)行詳細(xì)化學(xué)動力學(xué)模擬，并將計(jì)

2、算結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行比較，同時運(yùn)用敏感性分析等方法，探尋燃燒過程中控制PAHs生成的關(guān)鍵因素，獲取一般碳?xì)淙剂螾AHs生成的基本規(guī)律和途徑，為燃燒過程中PAHs的生成控制奠定理論基礎(chǔ)。
　　 對于甲烷層流預(yù)混火焰，相同燃燒溫度和壓力、不同燃燒當(dāng)量比(Ф=2.0、2.2、2.4、2.6)工況下，脂肪烴、芳香烴和PAHs生成濃度對當(dāng)量比的依賴程度不同，PAHs比簡單芳香烴和脂肪烴對Ф的依賴性大，C2H2對當(dāng)量比的敏感度最低，Ф<2.4

3、時，隨著當(dāng)量比的增大，碳黑粒子與PAHs的生成量都呈現(xiàn)上升趨勢。對于乙烷層流預(yù)混火焰，相同C/O比和燃燒溫度、不同壓力(P=-0.8 bar、1.0 bar和1.2 bar)工況下，隨著反應(yīng)壓力的提高，各種PAHs生成量都有一定增加，但沒有影響總體生成趨勢。運(yùn)用敏感性分析，得到丙烷燃燒簡化機(jī)理N(包含30種化學(xué)組分和42個基元反應(yīng))，與Konnov的詳細(xì)機(jī)理計(jì)算精度非常接近，可用于實(shí)際工程中大氣壓下丙烷火焰的燃燒研究，既可以得到合理準(zhǔn)確

4、的預(yù)測結(jié)果，又可以減少計(jì)算時間。計(jì)算了丁烷火焰中PAHs的生成，結(jié)果表明，丙炔基的化合反應(yīng)在PAHs的形成過程中起主要作用，論證了PAHs長大的“脫氫加乙炔(HACA)”反應(yīng)機(jī)理的正確性。
　　 對于乙烯添加乙醇層流預(yù)混火焰，合成機(jī)理M很好地預(yù)報(bào)了PAHs濃度隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)(α)變化的生成趨勢，添加乙醇對PAHs的形成過程和排放都有重要影響，隨著系數(shù)α的增大，各種PAHs生成量都有所減少，但對其生成趨勢沒有影響。
　　 對于