均匀堆积碳黑颗粒氧化特性实验研究
发布时间：2022-02-10 00:49
采用固定床反应器对均匀堆积碳黑颗粒层进行氧化,并对不同氧化阶段的碳黑颗粒进行取样,离线开展热重分析获得碳黑颗粒的氧化特性,同时利用电镜分析碳黑颗粒的纳观结构及参数,探索均匀堆积颗粒的氧化过程及氧化特性。实验结果表明:增加氧化温度对均匀堆积碳黑颗粒层的排放特性和氧化效率有促进作用;均匀堆积时,颗粒氧化时主要以CO排放为主;在氧化末期,碳黑颗粒起燃温度和活化能会随氧化温度增加而增加。随着氧化温度增加,碳黑基本粒子的纳观结构先从外层崩解和剥离,然后又逐渐形成更有序和稳定的"壳-核"结构,且趋于短微晶小间距的结构。
【文章来源】：西华大学学报(自然科学版). 2020,39(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１固定床反应器示意图??固定床反应器主要由３部分组成：流量控制部??分、氧化部分和数据采集部分
７６??西华大学学报（自然科学版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加热温度／〇Ｃ??０％??图４温度对均匀堆积碳黑颗粒氧化生成气体的比例和??氧化效率的影响??０．２??２０％??０．８??图４为不同氧化温度下，均匀堆积碳黑颗粒氧??化生成气体的比例和氧化效率。由图可知，增加氧??化温度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐渐减小，这是??因为温度升高ｃｏ２生成量变化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同时可以看出，温度升高，对均勻堆??积碳黑颗粒层氧化有促进作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加热时间／Ｓ??图３温度对均勻堆积碳黑颗粒气体排放特性的影响??１?０００??分析中仅考虑非均相反应（７）、（８）和均相反应??（１０）。由图３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??远大于Ｃ０２生成量，并且随着温度升高，ＣＯ生成??量增加。这是因为在中等氧化温度下，碳黑表面形??成的官能团中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，从而使得ＣＯ是主要一次产物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ会均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??温度，投人的能量增加，碳黑的氧化反应更加剧烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管内存在氧气扩散受限的现象，并且使用中等氧化??温度进行氧化，使得生成的ＣＯ在被来流带走之??前，几乎没有时间氧化为ＣＯ严，因此，Ｃ０２主要由??反应（７）生成。由于坩埚表面层的碳黑含量每次实??验几乎不变，因此生成的Ｃ０２量相差
７６??西华大学学报（自然科学版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加热温度／〇Ｃ??０％??图４温度对均匀堆积碳黑颗粒氧化生成气体的比例和??氧化效率的影响??０．２??２０％??０．８??图４为不同氧化温度下，均匀堆积碳黑颗粒氧??化生成气体的比例和氧化效率。由图可知，增加氧??化温度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐渐减小，这是??因为温度升高ｃｏ２生成量变化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同时可以看出，温度升高，对均勻堆??积碳黑颗粒层氧化有促进作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加热时间／Ｓ??图３温度对均勻堆积碳黑颗粒气体排放特性的影响??１?０００??分析中仅考虑非均相反应（７）、（８）和均相反应??（１０）。由图３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??远大于Ｃ０２生成量，并且随着温度升高，ＣＯ生成??量增加。这是因为在中等氧化温度下，碳黑表面形??成的官能团中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，从而使得ＣＯ是主要一次产物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ会均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??温度，投人的能量增加，碳黑的氧化反应更加剧烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管内存在氧气扩散受限的现象，并且使用中等氧化??温度进行氧化，使得生成的ＣＯ在被来流带走之??前，几乎没有时间氧化为ＣＯ严，因此，Ｃ０２主要由??反应（７）生成。由于坩埚表面层的碳黑含量每次实??验几乎不变，因此生成的Ｃ０２量相差
【参考文献】：
期刊论文
[1]DPF白载体传热特性的试验研究[J]. 孟忠伟,李路,陈鹏,闫妍. 内燃机工程. 2014(04)
[2]柴油机颗粒捕集器再生平衡仿真研究[J]. 楼狄明,张正兴,谭丕强,赵泳生,张瑞峰. 内燃机工程. 2010(04)
[3]柴油机用壁流式过滤体基础模型研究[J]. 资新运,郭猛超,蔡强,姚广涛,邓成林. 内燃机工程. 2010(03)
[4]柴油机排气微粒燃烧特性的试验研究[J]. 刘丽萍,田茂诚,肖福明,雷丽. 内燃机工程. 2010(02)
[5]柴油车碳烟的燃烧特性及动力学研究[J]. 常仕英,吴庆伟,杨冬霞,段春坤,赵云昆. 内燃机学报. 2009(03)
本文编号：3617945
【文章来源】：西华大学学报(自然科学版). 2020,39(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１固定床反应器示意图??固定床反应器主要由３部分组成：流量控制部??分、氧化部分和数据采集部分
７６??西华大学学报（自然科学版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加热温度／〇Ｃ??０％??图４温度对均匀堆积碳黑颗粒氧化生成气体的比例和??氧化效率的影响??０．２??２０％??０．８??图４为不同氧化温度下，均匀堆积碳黑颗粒氧??化生成气体的比例和氧化效率。由图可知，增加氧??化温度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐渐减小，这是??因为温度升高ｃｏ２生成量变化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同时可以看出，温度升高，对均勻堆??积碳黑颗粒层氧化有促进作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加热时间／Ｓ??图３温度对均勻堆积碳黑颗粒气体排放特性的影响??１?０００??分析中仅考虑非均相反应（７）、（８）和均相反应??（１０）。由图３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??远大于Ｃ０２生成量，并且随着温度升高，ＣＯ生成??量增加。这是因为在中等氧化温度下，碳黑表面形??成的官能团中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，从而使得ＣＯ是主要一次产物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ会均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??温度，投人的能量增加，碳黑的氧化反应更加剧烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管内存在氧气扩散受限的现象，并且使用中等氧化??温度进行氧化，使得生成的ＣＯ在被来流带走之??前，几乎没有时间氧化为ＣＯ严，因此，Ｃ０２主要由??反应（７）生成。由于坩埚表面层的碳黑含量每次实??验几乎不变，因此生成的Ｃ０２量相差
７６??西华大学学报（自然科学版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加热温度／〇Ｃ??０％??图４温度对均匀堆积碳黑颗粒氧化生成气体的比例和??氧化效率的影响??０．２??２０％??０．８??图４为不同氧化温度下，均匀堆积碳黑颗粒氧??化生成气体的比例和氧化效率。由图可知，增加氧??化温度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐渐减小，这是??因为温度升高ｃｏ２生成量变化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同时可以看出，温度升高，对均勻堆??积碳黑颗粒层氧化有促进作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加热时间／Ｓ??图３温度对均勻堆积碳黑颗粒气体排放特性的影响??１?０００??分析中仅考虑非均相反应（７）、（８）和均相反应??（１０）。由图３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??远大于Ｃ０２生成量，并且随着温度升高，ＣＯ生成??量增加。这是因为在中等氧化温度下，碳黑表面形??成的官能团中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，从而使得ＣＯ是主要一次产物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ会均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??温度，投人的能量增加，碳黑的氧化反应更加剧烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管内存在氧气扩散受限的现象，并且使用中等氧化??温度进行氧化，使得生成的ＣＯ在被来流带走之??前，几乎没有时间氧化为ＣＯ严，因此，Ｃ０２主要由??反应（７）生成。由于坩埚表面层的碳黑含量每次实??验几乎不变，因此生成的Ｃ０２量相差
【参考文献】：
期刊论文
[1]DPF白载体传热特性的试验研究[J]. 孟忠伟,李路,陈鹏,闫妍. 内燃机工程. 2014(04)
[2]柴油机颗粒捕集器再生平衡仿真研究[J]. 楼狄明,张正兴,谭丕强,赵泳生,张瑞峰. 内燃机工程. 2010(04)
[3]柴油机用壁流式过滤体基础模型研究[J]. 资新运,郭猛超,蔡强,姚广涛,邓成林. 内燃机工程. 2010(03)
[4]柴油机排气微粒燃烧特性的试验研究[J]. 刘丽萍,田茂诚,肖福明,雷丽. 内燃机工程. 2010(02)
[5]柴油车碳烟的燃烧特性及动力学研究[J]. 常仕英,吴庆伟,杨冬霞,段春坤,赵云昆. 内燃机学报. 2009(03)
本文编号：3617945
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