异辛烷HCCI燃烧下多环芳烃数值模拟

通过修改化学动力学软件CHEMKINⅢ,建立异辛烷均匀充量压缩点火(homogeneous charge compression ignition,HCCI)燃烧下排放特性数值模拟的多区模型.分析异辛烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律.采用异辛烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的反应机理(包括115种组分,557个基元反应)进行计算.结果表明,碳氢排放主要来源于缝隙区及边界层区,而CO排放主要来源于边界层区;在各区达到着火时刻时,各区的苯、萘、菲及芘质量分数呈现先急升,再急降为一稳定值;同时,在这4种芳香烃排放中,苯的质量分数最高,萘其次,芘的排放基本为零.     

柴油机缸内燃烧过程对羰基物排放的影响

采用生物柴油、柴油及其调合油进行柴油机台架试验,测量了缸内瞬变压力随曲轴转角的变化情况,通过放热规律计算,结合柴油机羰基物排放的测量结果,分析了缸内燃烧过程与羰基类污染物生成之间的内在关系。研究结果表明,预混燃烧阶段发生燃料氧化反应,形成甲醛、C7、C5、CO、C2H2等燃烧中间产物;随着负荷的增加,扩散燃烧期延长,成为羰基类燃烧中间产物再次氧化分解的主要阶段;随着负荷的增大,缸内温度、压力提高,滞燃期缩短,在高温、高压区域的滞留时间延长,羰基类污染物被再次氧化、转化几率增加;高负荷时,排气温度较高,有利于羰基类物质发生再次氧化。     

燃烧反应C10H8(s) +12O2(g)→10CO2(g)+4H2O(l)的热力学焓和内能

用实验的方法测定了燃烧反应C10H8(s) +12O2(g)10CO2(g)+4H2O(l)的热力学焓ΔH和内能ΔU.根据热力学基本定律用实验数据计算结果表明该燃烧反应焓ΔH=-5093.3kJ.mol-1和反应内能ΔU=-5012kJ*mol-1,与理论计算结果相近似.为了了解反应物和产物的微观结构在该反应热力学性能中所起作用,介绍和讨论了在反应过程中反应物和产物的熔化和内部结构变化对反应熵S,焓H和热容Cp(T)的影响.     

乙醇均质压燃燃烧的化学反应动力学模拟

应用0-D单区模型耦合乙醇氧化反应详细化学动力学机理,对乙醇均质压燃燃烧反应化学动力学进行了数值模拟研究。分析了乙醇氧化消耗的主要途径及乙醇的燃烧反应机理中的关键中间产物和重要的基元反应,并总结出了乙醇总体氧化流程。研究结果表明:在乙醇氧化消耗的主要途径中,C2H5OH+OH→产物占主导,单个基元反应中以R145 C2H5OH+OH=CH3CH2O+H2O为主,其次为R144 C2H5OH+OH=CH3CHOH+H2O。乙醇氧化经裂解反应、脱氢反应最终形成支链反应,乙氧基C2H5O的三种同分异构体在链分支中决定了链分支的进行方向。     

掺混氢气对乙醇燃烧的化学作用模拟研究

为了更好地了解掺入氢气对乙醇燃烧时的作用机理,利用CHEMKIN PRO程序,对稀燃工况下的乙醇/氢气预混层流燃烧进行了化学反应动力学分析,采用一种辨识方法,对不同掺氢体积分数下,掺氢对乙醇燃烧的主要产物和中间产物的化学作用及热/稀释作用进行了区分、研究和讨论.结果表明:氢气的化学作用会促进乙醇消耗和中间组分的生成,并使其反应摩尔分数分布曲线向反应上游移动,增加反应速率;而热/稀释作用会抑制组分的生成,使反应摩尔分数分布曲线向下游移动,减缓反应速率;综合作用会使掺氢后的化学反应提前发生,并对有害污染物甲醛的产生起到抑制作用.     

模拟飞灰催化芴生成二噁英试验研究

为了找出多环芳烃生成二噁英的反应途径，选取了多环芳烃中具有代表性、和二噁英结构比较类似的芴作为多环芳烃的模型化合物,以氯化铜和石英砂作为模拟飞灰的基本成分，比较添加氯化铁、氧化铜或者在气氛中添加氯气对二噁英生成的作用.结果显示，模拟飞灰氧化性的增强使反应向从头合成反应机制的方向移动，氯化性的增强使反应向前驱物反应机制反应方向移动.无论是模拟飞灰氧化性的增强或者氯化性的增强，生成的二噁英的毒性当量都有所增加，但是后者的作用更为显著.芴在模拟飞灰催化生成二噁英的反应是从头合成反应机制和前驱物反应机制综合作用的结果.     

燃煤流化床多环芳烃生成特性的研究,

在小型程序控温流化床试验台上研究煤燃烧生成多环芳烃的特性.考察了燃烧温度、停留时间、过量空气系数、脱硫剂和金属铁等因素对多环芳烃生成量的影响.结果表明,在实验温度(800～900℃)范围内,流化床燃烧在850℃时多环芳烃生成量最少;多环芳烃生成量随过量空气系数的增加出现了先减少后增加的趋势;添加氧化钙增加了多环芳烃的生成量;少量铁的加入使多环芳烃生成量增加,大量铁则抑制了多环芳烃的生成.     

多环芳烃与N-溴代丁二酰亚胺的光化学反应

在可见光照射,苯为溶剂,氮气气氛中考察了数种多环芳烃与N-溴代丁二酰亚胺的反应。采用气相色谱跟踪了反应过程,解释了产物因结构而异的原因。结果表明甲基芳烃仅得到单溴代产物,氢化芳烃主要生成脱氢产物,蒽全部转化为9,10-二溴代蒽。     

负钛铜基载氧体在煤化学链燃烧中多环芳烃的生成

为了控制煤化学链燃烧中多环芳烃(PAHs)的生成,改善载氧体在多次循环后的碳沉积现象,以TiO2为惰性组分,采用机械混合法制备铜基载氧体(CuO/TiO2),研究该载氧体在模拟化学链燃烧燃料反应器中PAHs的生成情况,探究煤化学链燃烧中PAHs的排放特性和机理.实验采用气相色谱仪对PAHs做定性定量分析,结果表明:化学链燃烧生成的三环芳烃总量最多;对于煤化学链燃烧适合的燃料为低挥发性、高n(H)∶n(C)摩尔比的燃料;添加适量分散剂可改善制作载氧体时的结块现象,提高化学链燃烧法(CLC)反应效率,使PAHs排放总量减少,有效抑制碳沉积;PAHs生成总量随反应温度的升高先增加后减少,高温区(800~1 000℃)适合CuO/TiO2载氧体进行化学链燃烧反应.     

全二维气相色谱 / 飞行时间质谱对微生物降解石油烃产物的分析

采用气相色谱对一株高效石油烃降解菌株微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)降解石油烃的产物进行分析,其中 ８０％以上的石油烃被降解,在产物色谱图中,出现了 ＵＣＭ 峰,因而,进一步采用全二维气相色谱/ 飞行时间质谱分析了菌株降解石油烃的产物.结果表明:该菌株能够降解大部分 Ｃ１０-Ｃ２８ 正构烷烃、部分直链烷烃和环烷烃,芳香烃尤其是多环芳烃很难被该菌株降解.由检测到中间产物推断:直链烷烃如十六烷,在微生物作用下,生成中间产物十六烷醇,接着被氧化为十六醛和脂肪酸,脂肪酸被进一步氧化,最终生成 ＣＯ２ 和 Ｈ２Ｏ支链烷烃的降解途径和直链烷烃相似?检测到中间产物２-己基-１-十二醇、２-辛基-１-癸醇、２-甲基-１-辛醇等,环烷烃先被氧化为环醇,接着形成环酮,然后被进一步降解,检测到的中间产物有 １-环己醇、环辛烷甲醇、３-甲基环戊醇、环庚烷甲醇等,烷基芳香烃被氧化成羧酸,芳香烃苯环羟被基化,随后进行芳环裂解。