二甲醚、醇类燃料燃烧及污染物排放机理研究

发布时间：2021-02-17 00:43

　　二甲醚、醇类作为可再生的环境友好型燃料,可被开发来替代传统化石燃料,用于应对当前社会面临的能源危机和环境污染问题。然而,二甲醚、醇类燃料仍然存在甲醛、乙醛等非常规污染物排放问题。因此,本文采用色谱和光谱技术相结合来探测二甲醚、醇类燃料在燃烧过程中产生的污染物和反应活性中间体,通过控制温度、当量比、燃料成分和添加催化剂等条件,探索二甲醚、甲醇、乙醇燃料的热解、氧化和预混燃烧过程和生成污染物的机制,并实现对其反应条件的优化,以达到控制和减少污染物排放的目的。主要的研究内容如下:（1）实验研究了二甲醚在中低温区的热解,并探究了二甲醚热解生成甲醇的机理。在流动管反应器中研究了二甲醚在700～1220 K温度区间内的热解,使用气相色谱法检测了二甲醚热解产物,首次在产物中检测到了甲醇,并分析了产物浓度随温度的变化规律。基于二甲醚热解的反应动力学机理确立了甲醇的生成机理及反应路径,阐明了甲醇主要是由甲氧基（CH3O·）和羟甲基（CH2OH·）从其他基团或分子中夺取氢原子生成的,其中CH3O·夺取二甲醚分子的氢原子生成甲醇是其最主要的生成路径。（2）研究了催化剂对二甲醚反应过程和产物生成的影响,结果表... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１不同比例的甲醇汽油燃烧时，常规（ａ）和非常规污染物（ｂ）的排放ＰＩ

?ｃ??－－?ｆｆｏ??［％?－?ｊ??；Ｍ?：?ｌ｝ｆ＼ｃ２Ｈ４??ｑ?ｑ?Ｉ?．．ｕ＾．?Ｉ?Ｉ?ＩＱ?ｑ?ｑ?１?１?１?１?／Ｎ－ｊ－ｉ??１０００?Ｔ５（／ｋ?１８００?１０００?Ｔ．／Ｋ?１８００??０．３「?０．３??＾?＂?ＣｓＨ６?殳＂?Ｃ２Ｈ２?，／??〇?－?＾?〇?＊?Ｊ??Ｑ?Ｑ??ｆ?＼（＾ｚ／?Ｉ?１?广．?Ｑ?ｑ?Ｉ?Ｉ?ｒ＾Ｋｆ￣＼）ｒ＾＜Ｃ｝?＼?Ｉ?＞?Ｉ?１??１０００?Ｊ５／?Ｋ?１８００?’?１０００?Ｔｓ／Ｋ?１８００??图１．２二甲醚高温热解产物分布［ｉ？】。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｉｇｈ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ?ｏｆ?ｄｉｍｅｔｈｙｌ?ｅｔｈｅｒ［１４３］．??二甲醚是具有潜力的替代燃料，为了更清洁、更有效地利用二甲醚燃料，在流动反??应器、射流搅拌反应器、激波管、快速压缩机和燃烧器中对二甲醚在不同条件下的氧化??进行了大量的实验研究，表１．７列出了近些年关于二甲醚氧化的实验和模型研宄以及实??验条件，包括温度、压力、当量比〇和停留时间Ｔ。??低温燃烧可以有效地减少ＮＯｘ和炭烟的排放，近些年很多学者在流动反应器和射??流搅拌器中完成了二甲醚低温氧化的实验研宄【１５３＿１５８］。图１．３所示是Ｗａｎｇ等人［１５８】和??Ｈｅｒｒｍａｎｎ等人［１５３］实验得到的二甲醚的浓度随反应温度的变化趋势，二甲醚氧化过程分??为两个阶段：第一阶段是冷焰区，在温度Ｅ间６００？８００?Ｋ内二甲醚的氧化出现了明显??的ＮＴＣ效应，此时二甲醚的浓度随反应温度的增加而增加；温度高于８００?Ｋ开始进入??了高温氧化阶

图１．３?Ｗａｎｇ［１５８】（ａ）、Ｈｅｒｒｍａｎｎ［１５３】（ｂ）等人实验测得二甲醚低温氧化时其浓度随反应温度??的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]世界能源转型的漫长进程及其启示[J]. 王卓宇.  现代国际关系. 2019(07)
[2]我国全面推广乙醇汽油需慎重——对我国发展乙醇汽油的建议[J]. 刘初春.  国际石油经济. 2019(02)
[3]2018年我国能源形势分析与2019年预测[J]. 肖宏伟.  发展研究. 2019(01)
[4]富氧条件下乙醇喷雾燃烧特性的实验研究[J]. 周昊,李宁,李源,赵梦豪,岑可法.  浙江大学学报(工学版). 2018(09)
[5]气相色谱法同时测定食品中8种防腐剂[J]. 周家萍,李典,李治东,崖薷丹,降升平,杨志岩.  食品研究与开发. 2017(14)
[6]甲醇和甲醇重整气对直喷汽油机性能影响的对比研究[J]. 卫海桥,李楠,潘家营,华剑雄.  内燃机工程. 2018(01)
[7]稀释气体对二甲醚着火延迟特性的影响[J]. 张红光,李佳政,石智成,高翔.  农业机械学报. 2017(04)
[8]二甲醚在低到中温的着火延迟特性[J]. 张红光,石智成,高翔,李佳政,支淑梅.  化工学报. 2017(05)
[9]乙醇在微尺度单电极燃烧器内的雾化与燃烧[J]. 甘云华,佟洋,罗智斌.  化工学报. 2015(11)
[10]乙醇燃烧过程中氧和氮的迁移历程分析[J]. 毛功平,李捷辉.  车用发动机. 2015(02)



本文编号：3037164