混氢对汽油机循环变动及稀燃极限的影响

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.

     

渐缩微喷管内氢气掺混甲烷预混燃烧实验研究

在出口直径为1.6 mm的石英渐缩喷管中进行预混燃烧实验,研究不同当量比(实际供给的空气量与理论上可完全燃烧需要空气量之比)以及混合比R（甲烷体积与燃料总体积比）下氢气/甲烷/空气在微尺度喷管内稳燃范围、输出推力、壁面温度分布等特性.通过实验发现,混合比越大,对应的稳定流速下限越小,当量比越大,对应的稳定流速下限越大,其中Φ=0.7,稳燃流速范围最大.当Φ=0.6时,壁面最高温度随着R的增大而减小,但是当Φ=0.9时,壁面最高温度几乎没有变化.壁面最高温度出现在Φ=0.7时,为761 ℃.火焰分为2层,内层颜色基本为淡蓝色,表明燃烧中氢气被点燃.当输入功率（由氢气和甲烷的热值与各工况体积流量计算获得）Q=13 W时,Φ=1.0时得到的比冲最大,效率最高.     

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。     

乙醇均质压燃燃烧过程的化学动力学数值模拟

为了全面分析醇类燃料均质压燃的燃烧过程,利用乙醇高温反应化学动力学机理,建立了乙醇HCCI燃烧模型,利用该模型计算了燃烧过程中各组分的变化情况。得出了如下结果:H2O2和HO2在压缩过程中随着温度的升高逐渐累积,它们的峰值都在着火点附近。OH基和H基浓度在着火时刻瞬间达到最大值,并且OH基的浓度远远高于H基。燃料大量燃烧放热之后,H基浓度快速下降到很低的水平,OH基的浓度也降低到很低的水平,但是其变化速度比较慢,在上止点40℃A之后才趋于稳定值。     

Cu-CMP抛光液中有机碱的化学作用实验分析

分析了带有羟基和双胺基的有机碱在Cu－CMP过程中的化学作用，为得到抛光液的最佳配比，在给定的实验条件下对铜进行抛光实验，得到了铜的抛光速率随有机碱浓度的化学作用曲线，并得到了有机碱在抛光液中的最佳浓度。实验结果表明：随着抛光液中有机碱浓度的增加，抛光过程中的化学作用（络合反应）增强，铜的抛光速率随之增大，当有机碱增加到一定浓度时，抛光速率达到最高值，并相应得到了最佳的抛光表面。     

反应精馏生产氯乙醇的新工艺研究

针对氯乙醇传统生产工艺存在的缺陷,引入反应精馏技术,以乙二醇和工业盐酸为原料,通过探讨选择己二酸为催化剂制备了高纯度氯乙醇。通过试验对连续反应精馏生产氯乙醇的工艺过程进行了系统的研究,并采用气相色谱对产物中氯乙醇的含量进行了分析。实验证明,当塔釜温度为115～120℃,回流比0.5,催化剂己二酸用量为乙二醇的5%(摩尔分数),进料比m(乙二醇)∶m(盐酸)∶m(水)=2.3∶3.8∶1时,所得氯乙醇的纯度可达到42%。     

乙醇预混层流火焰结构的模拟研究

分析了乙醇氧化详细机理,基于详细的乙醇氧化化学反应机理,采用复杂化学动力学反应模型,模拟研究了开放空间中层流预混自由火焰的燃烧问题,并预测了自由火焰温度场、各种组分的浓度场;分析了在预混火焰燃烧过程中复杂化学反应模型的影响.     

氢气吸附干燥床层强化传热的数值模拟研究

氢气的深度干燥常采用分子筛吸附干燥.在实验的基础上,将分子筛吸附量与时间的关系按照兰格缪尔模型拟合成解吸速率函数,将此函数应用于内置加热器加热再生吸附床层温度分布和吸附量的数值模拟.模拟结果随着表明,由于分子筛的导热性能较差,吸附床层径向温度分布不均匀,分子筛解吸程度不一致,而且解吸功率受到限制.通过采用在吸附床层内加入导热板能够获得均匀的温度场,因而能够获得更好的解吸效果.而且由于降低了加热器表面的热流密度,能够采用较大的功率进行吸附剂解吸.单位水量解吸能耗随着加热时间延长而上升.     

乙醇—水双效精馏模拟研究

用ＣＨＥＭＣＡＤ软件模拟了ＦＳ流型和ＨＳ流型．分别改变进料分配比、进料浓度的情况下,保持塔顶产品浓度为８４ ％ （ｍｏｌ） ,塔釜浓度为恒量．模拟得出ＦＳ流型和ＨＳ流型的能耗,与单塔比较得出不同的节能率,并对ＦＳ流型和ＨＳ流型做了进一步比较．通过研究提出了双效精馏的最佳进料分配比．模拟表明不同进料组成,其最佳进料分配比不同,且随着进料浓度提高,最佳进料分配比下降．     

脱氧催化剂纯化氢气的应用研究

天津盘山发电厂一期工程制氢系统1995年以来采用大连催化剂厂生产的活性氧化铝钯脱氧催化剂提高了氢气纯度,以避免氢气中混入氧气产生氢气爆炸危险,从而提高了电力生产的安全性.     

Hydrogen Generation from Plasmatron Reforming Ethanol

Hydrogen generation through plasmatron reforming of ethanol has been carried out in a dielectric barrier discharge (DBD) reactor. The reforming of pure ethanol and mixtures of ethanol-water have been studied. The gas chromatography (GC) analysis has shown that in all conditions the reforming yield was H2, CO, CH4 and CO2 as the main products, and with little C2* . The hydrogen-rich gas can be used as fuel for gasoline engine and other applications.     

化学反应耦合的热力学和动力学分析

根据非平衡态热力学和动力学理论，对化学反应的耦合现象进行了理论分析，结果表明化学反应之间能否发生耦合与反应亲合势和唯象系数的符号有关。此外论述了动力学分析在反应耦合现象研究中的重要性。     

氧乙醇火焰温度的计算与切割工艺试验研究

分析了氧乙醇火焰燃烧反应过程,研究了燃烧反应过程中所发生的热量变化,依据热力学理论计算出火焰燃烧的理论温度,明确燃烧温度与反应物之间的关系,从而确定氧乙醇火焰可作为钢铁氧燃料切割的火焰。通过切割试验,进一步验证该方法的可行性,并与氧乙炔火焰切割进行比较,结果表明,在适宜切割工艺条件下,切口质量满足需要。     

层流火焰速度与有关物理化学参数的关系

通过对层流火焰中扩散及热传导方程的分析，用坐标变换方法导出了化学反应速率、热传导系数与火焰传播速度的精确关系，证实了一些长期被误认为近似成立的结果是精确成立的，拓宽了这些结果的适用范围．     

二甲醚对乙醇内燃机性能的影响

对乙醇掺二甲醚点燃式内燃机的性能进行研究.试验在加装了电控二甲醚喷射系统的内燃机上进行,从而保证乙醇与二甲醚能同时喷入进气道.在转速为1 800 r/min、进气道绝对压力为61.5 kPa、过量空气系数分别为1.0及1.1的条件下,通过逐渐增加二甲醚的喷射脉宽,使二甲醚占进气的体积分数从0加至3%.结果表明:随掺二甲醚体积分数的增加,内燃机指示热效率提高,循环变动降低,CO、HC排放降低,但NO_x略有升高.     

Pt电极上CO2水解析氢反应的研究

摘要：利用循环伏安法,研究了CO2-H20体系在Pt电极上的析氢反应,与单纯析氢反应相比,还原峰电位发生负偏移,还原峰电位为-0．5V．并通过计算,得出在pH=4附近C02扩散系数Dco2 =3.02 Х 10^-10 m^2/s,H＋扩散系数DH＋ =4.93 Х 10^-9 m^2/s,电极表面的反应层厚度μ=√DH＋/（kbc°HCO-3）及H＋的浓度分布函数CH＋=C°H＋[1-exp{-x√kbc°-HCO2/DH＋}].为电流法测定CO2气体浓度的方法提供了基础参考数据．     

氢氯混合气体光化反应微型实验研究

对氢氯混合气体光化反应实验进行了微型化改进,并对微型反应的光照强度、气体纯度、混和气体的体积比、以及气体混合后进行强光照射的时间间隔等反应条件进行了研究。实验表明,采用微型实验比常规方法反应速度快、反应条件要求宽、实验成功率高,且节省时间和试剂。     

基于Cu和Pt基催化剂的乙醇水蒸气重整制氢试验研究

乙醇水蒸气重整制氢的车载应用不但可在线产生富氢气体,解决氢气的储运问题,还可实现混富氢气燃烧,降低排放.为得到较优的重整制氢方案,模拟内燃机尾气温度条件,在燃料重整试验台上实现乙醇的水蒸气催化重整制氢过程.在不同催化剂Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂和Pt/CZO/Al₂O₃条件下,考察了反应温度、水醇摩尔比和空速对重整气中φ(H₂)的影响.研究表明:当反应温度为723~973 K、空速为720 h^-1、水醇摩尔比分别为6∶1和4∶1时,二者φ(H₂)的平均值分别为47.78%和40.26%.催化剂Pt/CZO/Al₂O₃重整制氢的产量高于Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂,尤其是在823 K以上的高温区域.但是与Pt/CZO/Al₂O₃相比,Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂成本低廉,在873 K以上的温度区域,重整气中φ(H₂)也相当高.因此,基于Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂催化剂的乙醇水蒸气重整对于车载制氢更加具有可行性.