【摘要】：作為典型的第二代生物質(zhì)燃料的原料,木質(zhì)素經(jīng)化學(xué)方法分解后可以得到數(shù)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(diǎn),譬如排放性能好、燃油消耗低等。發(fā)展可以準(zhǔn)確描述苯甲醇低溫燃燒過程的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)于從微觀上理解苯甲醇燃燒過程至關(guān)重要。射流攪拌反應(yīng)器是研究燃燒過程常用的一種反應(yīng)器。本文從射流攪拌反應(yīng)器設(shè)計(jì)的三個(gè)原則出發(fā),根據(jù)本課題使用的射流攪拌反應(yīng)器的設(shè)計(jì)尺寸,驗(yàn)證了本文中使用的射流攪拌反應(yīng)器能均勻混合反應(yīng)器內(nèi)和出口處的氣相混合物。本課題將射流攪拌反應(yīng)器與氣相色譜儀和氣質(zhì)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(jìn)行了當(dāng)量比為0.4和2.0的苯甲醇低溫燃燒反應(yīng)實(shí)驗(yàn),共獲得了包括燃料在內(nèi)19種物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)。苯甲醛和苯酚是主要的含氧中間產(chǎn)物,含有氧元素的中間產(chǎn)物在當(dāng)量比0.4條件下峰值濃度更高,而輕烴類和芳烴類中間產(chǎn)物在當(dāng)量比2.0條件下峰值濃度更高。同時(shí),基于本研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),構(gòu)建了一套包含296物質(zhì)和1850個(gè)基元反應(yīng)的苯甲醇低溫燃燒反應(yīng)機(jī)理,利用Chemkin Pro軟件進(jìn)行了機(jī)理模擬。而且,該機(jī)理的模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得了很好的一致性,說明了其合理性。本文對(duì)所構(gòu)建的機(jī)理進(jìn)行了反應(yīng)路徑分析,給出了主要中間產(chǎn)物的生成路徑。此外,該機(jī)理的敏感性分析給出了對(duì)苯甲醇低溫氧化有較大促進(jìn)作用或抑制作用的反應(yīng)。以上分析表明苯甲醇α位氫提取反應(yīng)是其主要消耗渠道,而且苯甲醇α位脫氫后產(chǎn)生的自由基生成苯甲醛的反應(yīng)對(duì)苯甲醇的消耗有最大的促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U473.14
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文生物能用開發(fā)領(lǐng)域的焦點(diǎn)，其前景十分光明。生物燃料在全球范圍 2011 年就已經(jīng)達(dá)到了 827 億美元，最近發(fā)展更是十分迅速，據(jù)估計(jì)球銷售額將在本世紀(jì) 20 年代初達(dá)到將近兩千億美元[8]。生物燃料中先達(dá)到成熟階段，于本世紀(jì)出進(jìn)入了世界能源市場，在全球范圍內(nèi)到了 8 107噸。但是乙醇的原料供應(yīng)受到的限制很嚴(yán)格，其原料主作物，大量制造乙醇作為能源使用會(huì)威脅全球范圍內(nèi)的糧食供應(yīng)。物質(zhì)燃料。

兩端封閉。管內(nèi)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(chǎn)生激波，快速地向低壓。同時(shí)，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(gè)交界面。激波傳播到管端處后被反射可以再次壓縮所經(jīng)的氣體。從上面的敘述，可以看出，激波會(huì)將管內(nèi)的氣體壓縮，會(huì)改變部氣體相應(yīng)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(shí)間推移到達(dá)試驗(yàn)區(qū)域，膨脹波也將在高壓區(qū)域的端面反射后向低動(dòng)。所以，經(jīng)激波壓縮后的實(shí)驗(yàn)氣體只能在毫秒到微妙級(jí)的短暫時(shí)間內(nèi)，相應(yīng)的流體力學(xué)性質(zhì)也只能在短暫時(shí)間內(nèi)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(chǎn)生一定的伴隨速度。氣體可用于氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究。反射激波后的 5 區(qū)，受到兩次壓縮于滯止?fàn)顟B(tài)，其壓力和溫度上升較大，特別適合于進(jìn)行高溫物理化學(xué)方。激波管實(shí)驗(yàn)可以測量反應(yīng)器內(nèi)物理量（壓力、溫度），也可以使用激光和氣相色譜技術(shù)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文攪拌反應(yīng)器 JSR（Jet-Stirred Reactor）是連續(xù)攪拌點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)和出口處的氣體混合很均勻，而且 JSR 示意圖[19]。四個(gè)位于球形反應(yīng)器赤道面上的合效果。法國南希的 Villermaux 課題組在上世紀(jì) JSR 的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[20; 21]。在這之前，Bush 等人提出管他們提出的這兩種設(shè)計(jì)都能用于氣相動(dòng)力學(xué)研死區(qū)體積。本文中使用的 JSR 是球形設(shè)計(jì)。國際氧化硅 JSR 做氣相動(dòng)力學(xué)研究的課題組有三個(gè)。室使用 JSR 做了大量常壓下碳?xì)浜秃跞剂系难鯛柫嫉臍怏w燃燒反應(yīng)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(diǎn)火現(xiàn)象。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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

相關(guān)博士學(xué)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(xué)院工程熱物理研究所;2017年

2 王高峰;基于激波管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的甲烷燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2800368