采用固定床反應(yīng)器對(duì)均勻堆積碳黑顆粒層進(jìn)行氧化,并對(duì)不同氧化階段的碳黑顆粒進(jìn)行取樣,離線開(kāi)展熱重分析獲得碳黑顆粒的氧化特性,同時(shí)利用電鏡分析碳黑顆粒的納觀結(jié)構(gòu)及參數(shù),探索均勻堆積顆粒的氧化過(guò)程及氧化特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:增加氧化溫度對(duì)均勻堆積碳黑顆粒層的排放特性和氧化效率有促進(jìn)作用;均勻堆積時(shí),顆粒氧化時(shí)主要以CO排放為主;在氧化末期,碳黑顆粒起燃溫度和活化能會(huì)隨氧化溫度增加而增加。隨著氧化溫度增加,碳黑基本粒子的納觀結(jié)構(gòu)先從外層崩解和剝離,然后又逐漸形成更有序和穩(wěn)定的"殼-核"結(jié)構(gòu),且趨于短微晶小間距的結(jié)構(gòu)。 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,39(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１固定床反應(yīng)器示意圖??固定床反應(yīng)器主要由３部分組成：流量控制部??分、氧化部分和數(shù)據(jù)采集部分

７６??西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加熱溫度／〇Ｃ??０％??圖４溫度對(duì)均勻堆積碳黑顆粒氧化生成氣體的比例和??氧化效率的影響??０．２??２０％??０．８??圖４為不同氧化溫度下，均勻堆積碳黑顆粒氧??化生成氣體的比例和氧化效率。由圖可知，增加氧??化溫度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐漸減小，這是??因?yàn)闇囟壬撸悖铮采闪孔兓淮�，但ＣＯ生成�??增加造成的。同時(shí)可以看出，溫度升高，對(duì)均勻堆??積碳黑顆粒層氧化有促進(jìn)作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加熱時(shí)間／Ｓ??圖３溫度對(duì)均勻堆積碳黑顆粒氣體排放特性的影響??１?０００??分析中僅考慮非均相反應(yīng)（７）、（８）和均相反應(yīng)??（１０）。由圖３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??遠(yuǎn)大于Ｃ０２生成量，并且隨著溫度升高，ＣＯ生成??量增加。這是因?yàn)樵谥械妊趸瘻囟认拢己诒砻嫘??成的官能團(tuán)中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，從而使得ＣＯ是主要一次產(chǎn)物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ會(huì)均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??溫度，投人的能量增加，碳黑的氧化反應(yīng)更加劇烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管內(nèi)存在氧氣擴(kuò)散受限的現(xiàn)象，并且使用中等氧化??溫度進(jìn)行氧化，使得生成的ＣＯ在被來(lái)流帶走之??前，幾乎沒(méi)有時(shí)間氧化為ＣＯ嚴(yán)，因此，Ｃ０２主要由??反應(yīng)（７）生成。由于坩堝表面層的碳黑含量每次實(shí)??驗(yàn)幾乎不變，因此生成的Ｃ０２量相差

７６??西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加熱溫度／〇Ｃ??０％??圖４溫度對(duì)均勻堆積碳黑顆粒氧化生成氣體的比例和??氧化效率的影響??０．２??２０％??０．８??圖４為不同氧化溫度下，均勻堆積碳黑顆粒氧??化生成氣體的比例和氧化效率。由圖可知，增加氧??化溫度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐漸減小，這是??因?yàn)闇囟壬撸悖铮采闪孔兓淮�，但ＣＯ生成�??增加造成的。同時(shí)可以看出，溫度升高，對(duì)均勻堆??積碳黑顆粒層氧化有促進(jìn)作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加熱時(shí)間／Ｓ??圖３溫度對(duì)均勻堆積碳黑顆粒氣體排放特性的影響??１?０００??分析中僅考慮非均相反應(yīng)（７）、（８）和均相反應(yīng)??（１０）。由圖３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??遠(yuǎn)大于Ｃ０２生成量，并且隨著溫度升高，ＣＯ生成??量增加。這是因?yàn)樵谥械妊趸瘻囟认拢己诒砻嫘??成的官能團(tuán)中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，從而使得ＣＯ是主要一次產(chǎn)物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ會(huì)均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??溫度，投人的能量增加，碳黑的氧化反應(yīng)更加劇烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管內(nèi)存在氧氣擴(kuò)散受限的現(xiàn)象，并且使用中等氧化??溫度進(jìn)行氧化，使得生成的ＣＯ在被來(lái)流帶走之??前，幾乎沒(méi)有時(shí)間氧化為ＣＯ嚴(yán)，因此，Ｃ０２主要由??反應(yīng)（７）生成。由于坩堝表面層的碳黑含量每次實(shí)??驗(yàn)幾乎不變，因此生成的Ｃ０２量相差

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]DPF白載體傳熱特性的試驗(yàn)研究[J]. 孟忠偉,李路,陳鵬,閆妍.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2014(04)
[2]柴油機(jī)顆粒捕集器再生平衡仿真研究[J]. 樓狄明,張正興,譚丕強(qiáng),趙泳生,張瑞峰.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(04)
[3]柴油機(jī)用壁流式過(guò)濾體基礎(chǔ)模型研究[J]. 資新運(yùn),郭猛超,蔡強(qiáng),姚廣濤,鄧成林.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(03)
[4]柴油機(jī)排氣微粒燃燒特性的試驗(yàn)研究[J]. 劉麗萍,田茂誠(chéng),肖福明,雷麗.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(02)
[5]柴油車碳煙的燃燒特性及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 常仕英,吳慶偉,楊冬霞,段春坤,趙云昆.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2009(03)



本文編號(hào)：3617945