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柴油发电机"

柴油发电机组碳烟的生成及颗粒的排放措施

作者:柴油发电机厂家 来源: 发表时间:2018-07-28【 浏览次数:

1.柴油进汽缸以后似乎全部破裂成C1C2烃类化合物,然后由这些微小的烃类化合物的碎片再组合成高分子烃类化合物,其中重要的一类是多环芳香烃(PAH,polycyclic ar-Ornatic hydrocarbons),这类化合物通常是在富燃料(richfule)区生成的(存在于浓的预混火焰和通常出现在非预混火焰之中),多环芳香烃中的苯芘(benzpyrene)被认为是致癌物质。目前,通常认为PAH是碳烟(soot)生成的先导物(precursors),而在富燃料状态下大量生成的乙炔C2H2(acetylene),又是PAH生成的最重要的先导物。

根据Frenklach和Wang,PAH的生成过程大致如下。

(1)PAH的生成是从丙炔C3H4的分解,或者由CH或CH2和乙炔C2H2反应所生成的丙炔基C3H3开始,它生成第一个环(苯C6H6),在成环的过程中由于C3H3完全氧化过程进行得很慢,因此先组合成无环的C6H6,然后通过共振状态,再重新排列成环形苯。

(2)从芳香烃分子(以AR记之)中脱氢生成芳香烃(苯)基(aromatic radical)AR和H2。

(3)AR加入乙炔分子,生成苯乙炔基和H原子。

(4)由环化作用(cyclization)生成芳香烃(反应式中为萘C10H8)。

以上不断重复,不断加C2H2,分子导致各种PAH的生成。此外也可碰撞(collide)和黏(stick)生成二聚物dimmers)、三聚物(trimers)聚物(tetramers)等不同的PAH。

目前被广接受的点是PAH的续生长就导致soot的生成。第一步由分子的积conglomeration)生忒质点状particle-like)结构起始质点的分子质5002000a.m.u(atomic massunit),然后质点由于表面生长而长大(主要依靠加入C2H2和凝聚

coagulation),当然与含氧气体的混合,soot的氧化同时进行。燃料和氧化剂的混合气,燃烧后生成CO2H20,CO,H2以及多余的02常规物。在分子区,生成二丁炔、丁烯炔、乙炔、摹炔基直链戊烷、苯(第1排),接着形成d0.5nm的萘及萘的衍生物,然后生成多环芳香烃,进质点区以后,经历质点生成的起始阶段(particle inception),质点表面生长以及聚作用,生成直d50n

碳粒。

燃料氢含量的不同也使碳烟的成分有所变化。碳烟在电子显镜下的图像从图上很难找到烟的结构特征,一部分呈块状(cluster),一部分呈链状(chain)。新生成soot似乎由具有侧链(sidechain)多环化合物所组成,H/C物质的比(molarratio)约为1.0,由于续加温老化,混合物具有很高的碳量分数,类似石墨(graphite),从物理外观上像一串由石墨状小球块组成的葡萄串,单个小球的直径为20~50nm,小球直大小与燃烧状态有关。

2.减少颗粒排放的措施

1)减少SOFSOF的来源一是润滑油,二是燃料。因此包括少润滑消,减少润滑油和燃料形成SOF以及应用氧化(oxidation calalytic converter)等。

2)减少目前主要依靠应用低柴油(S的质量分数<0.05%C和N的质量分数>40%。

 (3)减少SOL主要依靠合理组织扩敵燃烧,如优化缸内空气运动、优化燃烧形状、提高喷油压力、优化喷油提前角和喷油律等以及应用颗粒捕捉器。


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