生物柴油多組分替代混合物簡化機理的構(gòu)建及路徑分析.pdf

1、隨著全球能源危機的加劇和人們環(huán)保意識的提高，新型的清潔可再生生物質(zhì)能被不斷的發(fā)掘出來，生物柴油作為生物質(zhì)能的一種，具有穩(wěn)定的來源和成熟的生產(chǎn)技術(shù)、自身含氧量高燃燒排放物相比石化燃油有很大程度的降低。
　　本文選用飽和癸酸甲酯MD、不飽和癸酸甲酯 MD9D和正庚烷三組分作為生物柴油替代混合物，并構(gòu)建了替代混合物的詳細機理。應(yīng)用誤差傳遞直接關(guān)系圖法DRGEP、同分異構(gòu)體法和基于DRGEP敏感性分析法三種機理簡化方法耦合的方式對詳細機理

2、進行簡化，最終得到的多組分生物柴油替代混合物簡化機理包含116種組分，379個基元反應(yīng)，簡化機理通過試驗數(shù)據(jù)的驗證，機理對生物柴油燃燒過程中著火延遲期和重要中間產(chǎn)物有較好的預(yù)測能力，并且能夠再現(xiàn)負溫度系數(shù)現(xiàn)象和預(yù)測早期二氧化碳的產(chǎn)生。應(yīng)用CHEMKIN-PRO軟件對簡化機理進行反應(yīng)路徑分析發(fā)現(xiàn)：在低溫燃燒階段，燃料分子MD、MD9D主要通過與小分子自由基團OH、HO2、O等發(fā)生脫氫形成烴酯基，烴酯基通過同分異構(gòu)化轉(zhuǎn)換后主要通過與氧氣的第

3、一次反應(yīng)生成過氧烴酯基，而部分不飽和烴酯基由于C=C雙鍵的存在，使得C=C雙鍵附近的C-H鍵能減弱易發(fā)生碳碳鍵裂解反應(yīng)生成小分子烯烴C4H6，過氧烴酯基主要通過同分異構(gòu)化、二次加氧反應(yīng)最終裂解為大分子酮類物質(zhì)和醛類物質(zhì)。高溫燃燒階段主要是酮類物質(zhì)和醛類物質(zhì)的高溫裂解反應(yīng)生成小分子醛類物質(zhì)CH2O、CH2CHO、C2H3CHO、小分子酮類物質(zhì) CH2CO、C2H3CO、小分子含氧基CH3O、CH3CO以及小分子烯烴C2H4，這些小分子基團

4、最終被消耗為CO2。通過改變組分摩爾配比的方式研究C=C雙鍵對生物柴油燃燒著火延遲期的影響發(fā)現(xiàn)：著火延遲期會隨著組分中C=C雙鍵占比的增加而降低。對C=C雙鍵降低生物柴油燃燒著火延遲期的機理進行研究分析發(fā)現(xiàn)：C=C雙鍵的存在使得燃料分子在初始燃燒階段靠近C=C雙鍵處發(fā)生C-C鍵裂解反應(yīng)，生成小分子丙烯基C3H5-a和丙烯C3H6，隨后丙烯基通過加氧生成對反應(yīng)系統(tǒng)初始著火燃燒階段起重要促進作用的甲醛CH2O和醛基CH2CHO，從而使得著火