【摘要】：作為典型的第二代生物質燃料的原料,木質素經化學方法分解后可以得到數種小分子生物柴油,苯甲醇即是其中一種。苯甲醇作為生物柴油有很多優(yōu)點,譬如排放性能好、燃油消耗低等。發(fā)展可以準確描述苯甲醇低溫燃燒過程的化學反應動力學模型對于從微觀上理解苯甲醇燃燒過程至關重要。射流攪拌反應器是研究燃燒過程常用的一種反應器。本文從射流攪拌反應器設計的三個原則出發(fā),根據本課題使用的射流攪拌反應器的設計尺寸,驗證了本文中使用的射流攪拌反應器能均勻混合反應器內和出口處的氣相混合物。本課題將射流攪拌反應器與氣相色譜儀和氣質聯(lián)用儀這兩種燃燒診斷儀器聯(lián)用,并在環(huán)境壓力為1 atm、溫度700 K-1100 K條件下進行了當量比為0.4和2.0的苯甲醇低溫燃燒反應實驗,共獲得了包括燃料在內19種物質濃度數據。苯甲醛和苯酚是主要的含氧中間產物,含有氧元素的中間產物在當量比0.4條件下峰值濃度更高,而輕烴類和芳烴類中間產物在當量比2.0條件下峰值濃度更高。同時,基于本研究的實驗數據,構建了一套包含296物質和1850個基元反應的苯甲醇低溫燃燒反應機理,利用Chemkin Pro軟件進行了機理模擬。而且,該機理的模擬結果和實驗數據取得了很好的一致性,說明了其合理性。本文對所構建的機理進行了反應路徑分析,給出了主要中間產物的生成路徑。此外,該機理的敏感性分析給出了對苯甲醇低溫氧化有較大促進作用或抑制作用的反應。以上分析表明苯甲醇α位氫提取反應是其主要消耗渠道,而且苯甲醇α位脫氫后產生的自由基生成苯甲醛的反應對苯甲醇的消耗有最大的促進作用。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U473.14
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文生物能用開發(fā)領域的焦點，其前景十分光明。生物燃料在全球范圍 2011 年就已經達到了 827 億美元，最近發(fā)展更是十分迅速，據估計球銷售額將在本世紀 20 年代初達到將近兩千億美元[8]。生物燃料中先達到成熟階段，于本世紀出進入了世界能源市場，在全球范圍內到了 8 107噸。但是乙醇的原料供應受到的限制很嚴格，其原料主作物，大量制造乙醇作為能源使用會威脅全球范圍內的糧食供應。物質燃料。

兩端封閉。管內空間被分為兩部分，一部分是高壓區(qū) 4，另一部區(qū) 1。向高壓區(qū) 4 充入高壓氣體，向低壓區(qū) 1 充入低壓氣體。用于分割高區(qū)域的膜片破裂后，高壓區(qū)的氣體迅速膨脹，產生激波，快速地向低壓。同時，低壓區(qū)的氣體也生成了膨脹波，其傳播方向是朝向高壓區(qū) 4。區(qū)了激波作用后氣體區(qū)域，區(qū)域 3 表示了膨脹波作用后的氣體區(qū)域，這兩鄰，形成了一個交界面。激波傳播到管端處后被反射可以再次壓縮所經的氣體。從上面的敘述，可以看出，激波會將管內的氣體壓縮，會改變部氣體相應的物理量，比如壓力和溫度，從而得到模擬需要的工況。接隨著時間推移到達試驗區(qū)域，膨脹波也將在高壓區(qū)域的端面反射后向低動。所以，經激波壓縮后的實驗氣體只能在毫秒到微妙級的短暫時間內，相應的流體力學性質也只能在短暫時間內保持恒定。入射激波和接觸的 2 區(qū)氣體受到激波壓縮，其溫度和壓力升高，產生一定的伴隨速度。氣體可用于氣體動力學實驗的研究。反射激波后的 5 區(qū)，受到兩次壓縮于滯止狀態(tài)，其壓力和溫度上升較大，特別適合于進行高溫物理化學方。激波管實驗可以測量反應器內物理量（壓力、溫度），也可以使用激光和氣相色譜技術。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文攪拌反應器 JSR（Jet-Stirred Reactor）是連續(xù)攪拌點是反應器內和出口處的氣體混合很均勻，而且 JSR 示意圖[19]。四個位于球形反應器赤道面上的合效果。法國南希的 Villermaux 課題組在上世紀 JSR 的設計基礎[20; 21]。在這之前，Bush 等人提出管他們提出的這兩種設計都能用于氣相動力學研死區(qū)體積。本文中使用的 JSR 是球形設計。國際氧化硅 JSR 做氣相動力學研究的課題組有三個。室使用 JSR 做了大量常壓下碳氫和含氧燃料的氧爾良的氣體燃燒反應和環(huán)境研究所使用可承受高壓化研究。英國利茲的燃燒與能源中心使用 JSR 做點火現象。

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 程序;;現代生物能源第二波研發(fā)和產業(yè)化浪潮[J];中外能源;2014年04期

相關博士學位論文 前2條

1 王丙寅;乙炔和C_9H_(12)航空模型燃料的低溫氧化研究[D];中國科學院工程熱物理研究所;2017年

2 王高峰;基于激波管實驗平臺的甲烷燃燒化學動力學機理研究[D];中國科學技術大學;2008年

本文編號：2800368