生物柴油Nox生成規(guī)律的分析與試驗研究.pdf

1、氮氧化物自身或在一定條件下會生成對人體和環(huán)境有害的污染物，發(fā)動機的廢氣排放是其重要來源之一。柴油機應(yīng)用普遍，具有熱效率高，CO2、HC和CO的排放較低等特點，但碳煙和NOx排放問題較嚴重。柴油機燃用生物柴油時，CO2、HC、CO和碳煙的排放較低，但NOx排放較高，針對生物柴油的NOx排放問題，開展試驗和模擬工作，進行化學動力學研究，對于揭示生物柴油的燃燒及NOx的排放特性有較為重要的學術(shù)價值，對于進一步采取措施降低NOx排放有重要的實際

2、意義。
　　 本文通過進行氣相色譜/質(zhì)譜試驗，檢測了生物柴油的組分含量及結(jié)構(gòu)特點，分析了理化特性、雙鍵、十六烷值、含氧量、碳煙輻射和體積模量等因素對NOx生成規(guī)律的影響。通過進行發(fā)動機排放性能試驗，獲得燃用生物柴油時的NOx排放特點，并結(jié)合燃燒試驗火焰溫度場結(jié)果，分析NOx的生成規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，針對生物柴油的三個主要特點：不飽和程度較高、碳鏈較長、含氧量較高，本文從化學動力學的角度，運用CHEMKIN軟件分別研究了這些特點對生

3、物柴油燃燒及NOx排放的影響；此外研究了反應(yīng)條件的影響，進行了敏感性分析。運用軟件中的內(nèi)燃機反應(yīng)器模塊和經(jīng)過改進的生物柴油及柴油氧化反應(yīng)機理，研究了內(nèi)燃機邊界條件對于NOx生成規(guī)律的影響。
　　 研究結(jié)果表明：生物柴油主要成分是脂肪酸甲酯，其中不飽和甲酯所占比例較高，易造成NOx生成量增加；大豆油生物柴油中含有11.02％的氧，含氧量高易造成NOx生成量增加；組分碳鏈長度的增加有利于減少NOx的生成量。生物柴油的十六烷值高，有利

4、于降低NOx;體積模量較大，燃燒時碳煙輻射較少，易造成NOx的生成量增加。
　　 與礦物柴油相比，生物柴油及生物柴油-柴油調(diào)合燃油燃燒時火焰高溫區(qū)域面積較大，溫度差值也較大，易造成熱力NOx的更多生成。在標定轉(zhuǎn)速和最大扭矩轉(zhuǎn)速，柴油機的NOx排放均隨生物柴油調(diào)合比例的升高而升高，燃燒各比例調(diào)合燃油，在柴油機小負荷時，NOx排放差別較小，中高負荷時差別較大。進氣溫度、過量空氣系數(shù)和EGR等因素對燃燒和排放影響較大，進氣壓力、壓縮比