生物柴油Nox生成規(guī)律的分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、氮氧化物自身或在一定條件下會(huì)生成對(duì)人體和環(huán)境有害的污染物，發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放是其重要來(lái)源之一。柴油機(jī)應(yīng)用普遍，具有熱效率高，CO2、HC和CO的排放較低等特點(diǎn)，但碳煙和NOx排放問(wèn)題較嚴(yán)重。柴油機(jī)燃用生物柴油時(shí)，CO2、HC、CO和碳煙的排放較低，但NOx排放較高，針對(duì)生物柴油的NOx排放問(wèn)題，開(kāi)展試驗(yàn)和模擬工作，進(jìn)行化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究，對(duì)于揭示生物柴油的燃燒及NOx的排放特性有較為重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，對(duì)于進(jìn)一步采取措施降低NOx排放有重要的實(shí)際

2、意義。
　　 本文通過(guò)進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜試驗(yàn)，檢測(cè)了生物柴油的組分含量及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了理化特性、雙鍵、十六烷值、含氧量、碳煙輻射和體積模量等因素對(duì)NOx生成規(guī)律的影響。通過(guò)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能試驗(yàn)，獲得燃用生物柴油時(shí)的NOx排放特點(diǎn)，并結(jié)合燃燒試驗(yàn)火焰溫度場(chǎng)結(jié)果，分析NOx的生成規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)生物柴油的三個(gè)主要特點(diǎn)：不飽和程度較高、碳鏈較長(zhǎng)、含氧量較高，本文從化學(xué)動(dòng)力學(xué)的角度，運(yùn)用CHEMKIN軟件分別研究了這些特點(diǎn)對(duì)生

3、物柴油燃燒及NOx排放的影響；此外研究了反應(yīng)條件的影響，進(jìn)行了敏感性分析。運(yùn)用軟件中的內(nèi)燃機(jī)反應(yīng)器模塊和經(jīng)過(guò)改進(jìn)的生物柴油及柴油氧化反應(yīng)機(jī)理，研究了內(nèi)燃機(jī)邊界條件對(duì)于NOx生成規(guī)律的影響。
　　 研究結(jié)果表明：生物柴油主要成分是脂肪酸甲酯，其中不飽和甲酯所占比例較高，易造成NOx生成量增加；大豆油生物柴油中含有11.02％的氧，含氧量高易造成NOx生成量增加；組分碳鏈長(zhǎng)度的增加有利于減少NOx的生成量。生物柴油的十六烷值高，有利

4、于降低NOx;體積模量較大，燃燒時(shí)碳煙輻射較少，易造成NOx的生成量增加。
　　 與礦物柴油相比，生物柴油及生物柴油-柴油調(diào)合燃油燃燒時(shí)火焰高溫區(qū)域面積較大，溫度差值也較大，易造成熱力NOx的更多生成。在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和最大扭矩轉(zhuǎn)速，柴油機(jī)的NOx排放均隨生物柴油調(diào)合比例的升高而升高，燃燒各比例調(diào)合燃油，在柴油機(jī)小負(fù)荷時(shí)，NOx排放差別較小，中高負(fù)荷時(shí)差別較大。進(jìn)氣溫度、過(guò)量空氣系數(shù)和EGR等因素對(duì)燃燒和排放影響較大，進(jìn)氣壓力、壓縮比