燃燒中含硫、氮兩組反應(yīng)物反應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、在船舶節(jié)能減排的大環(huán)境下，對(duì)柴油機(jī)排放物中硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)的研究變得極為重要。而二甲基硫醚(CH3SCH3)是燃油成分中一種重要的含硫化合物，它燃燒后生成的最終氧化產(chǎn)物硫酸和甲磺酸會(huì)嚴(yán)重污染海洋環(huán)境。目前關(guān)于二甲基硫醚在燃燒室內(nèi)具體的燃燒機(jī)理尚不明朗，缺乏相關(guān)的理論數(shù)據(jù)，所以本文首先選擇二甲基硫醚反應(yīng)體系作為第一個(gè)研究對(duì)象。此外，針對(duì)現(xiàn)階段減少NOx排放技術(shù)不成熟的現(xiàn)狀，一種快速消除方法RAPRENOx(Rapid

2、 Reduction of NOx)已經(jīng)得到了廣泛的研究。其中用到了一種重要的添加劑異氰酸(HNCO)，但具體反應(yīng)機(jī)理并不完善，所以本文選擇異氰酸和CN自由基的反應(yīng)體系作為第二個(gè)研究對(duì)象。
　　針對(duì)這兩個(gè)反應(yīng)體系，本論文利用YL(Yao-Lin)方法計(jì)算了所有反應(yīng)通道中不同反應(yīng)的速率常數(shù)。其中采用Morse勢(shì)模擬振動(dòng)模式所計(jì)算出的非諧振速率常數(shù)，比傳統(tǒng)的簡(jiǎn)諧勢(shì)更接近真實(shí)情況。所以本文針對(duì)兩個(gè)體系中的所有反應(yīng)，通過(guò)對(duì)比簡(jiǎn)諧和非諧振速

3、率常數(shù)之間的差異，分析和討論了各反應(yīng)的非諧振效應(yīng)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)比各反應(yīng)閾能值和同溫度下速率常數(shù)的大小，分析得到各體系中的主反應(yīng)通道。
　　對(duì)于二甲基硫醚反應(yīng)體系的各個(gè)反應(yīng)通道，大多數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)均隨著溫度和能量的升高而增加。其中對(duì)于主反應(yīng)通道，當(dāng)溫度為800K時(shí)，非諧振數(shù)值為簡(jiǎn)諧數(shù)值的1.1倍;而當(dāng)溫度為3800K時(shí)，非諧振數(shù)值為簡(jiǎn)諧數(shù)值的35.2倍(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.1倍)。所以從整個(gè)趨勢(shì)來(lái)看主反應(yīng)通道的非諧振效應(yīng)隨溫度升高而變得非常

4、明顯。在高溫燃燒溫度(約2000K)下非諧振速率常數(shù)比簡(jiǎn)諧值大1個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明主反應(yīng)通道實(shí)際上更易發(fā)生。
　　對(duì)于HNCO+CN反應(yīng)體系的各個(gè)反應(yīng)通道，整體上速率常數(shù)均隨著溫度和能量的增加而增加，且非諧振效應(yīng)在高溫燃燒環(huán)境中最為明顯。體系中生成HNC和NCO的反應(yīng)閾能值為6.06kcal/mol，為主反應(yīng)通道。隨著溫度從800K增加到5000K時(shí)，簡(jiǎn)諧數(shù)值從3.34×1010s-1增加到1.36×1012s-1，而非諧振數(shù)值則從4