C4系列烷烴和烯烴的熱解實(shí)驗(yàn)及動(dòng)力學(xué)模型研究.pdf

1、論文采用真空紫外光電離質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)和動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的方法，對(duì)C4系列的烯烴和烷烴燃料（正丁烯、異丁烯、反2-丁烯、正丁烷和異丁烷）的高溫低壓熱解過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　 第一章介紹了C4烯烴和烷烴燃燒特性研究的背景、現(xiàn)狀、目標(biāo)和意義。首先，簡(jiǎn)要闡明了以化石燃料為主的國(guó)際能源體系帶來(lái)的危害和危機(jī)，指出開(kāi)展化石燃料機(jī)理研究的必要性和緊迫性。敘述了新能源尤其是生物質(zhì)能源正在得到日益廣泛的關(guān)注和開(kāi)發(fā)利用，指出C4烯烴和烷烴機(jī)理對(duì)于

2、深入理解和開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源的意義。然后介紹了國(guó)際上目前為止C4烯烴和烷烴燃燒特性研究的歷史、現(xiàn)狀和不足，據(jù)此指出了本文研究的目標(biāo)和重要意義。
　　 第二章簡(jiǎn)要描述了實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法和動(dòng)力學(xué)模擬理論。實(shí)驗(yàn)方面，介紹了熱解診斷方法及優(yōu)劣比較、同步輻射光源的優(yōu)勢(shì)和光束線選擇、熱解實(shí)驗(yàn)裝置整體概況、溫度校正、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶蛿?shù)據(jù)處理。其中重點(diǎn)介紹了流動(dòng)管反應(yīng)器內(nèi)部溫度變化曲線的測(cè)量和結(jié)果，以及對(duì)飛行時(shí)間質(zhì)譜的改造和優(yōu)化結(jié)果。動(dòng)力學(xué)模

3、擬方面，介紹了CHEMKIN模擬時(shí)參數(shù)的輸入和計(jì)算，重點(diǎn)介紹了最新發(fā)展的模擬和分析方法。
　　 在第三章中，首先，介紹了正丁烯熱解的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即采用兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?一、通過(guò)固定熱解溫度，掃描光電離效率譜(PIE)鑒別了熱解產(chǎn)物，包括質(zhì)量數(shù)從2到78的物種，包括氫氣(H2)、甲基(CH3)、甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)、乙烯基(C2H3)、乙烯(C2H4)、乙基(C2H5)、乙烷(C2H6)、炔丙基(C3H3)、丙炔(

4、pC3H4)、丙二烯(aC3H4)、烯丙基(aC3H5)、丙烯(C3H6)、丁二炔(C4H2)、乙烯基乙炔(C4H4)、1，3丁二烯(1，3-C4H6)、2-丁烯(2-C4H8)、正丁烯(1-C4H8)、1，3環(huán)戊二烯(1，3-C5H6)和苯(C6H6)等約二十個(gè)物種。二、通過(guò)固定光子能量，改變熱解溫度，得到了不同溫度下的光電離質(zhì)譜，計(jì)算得到了熱解產(chǎn)物濃度隨溫度變化的曲線。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究了正丁烯熱解的反應(yīng)機(jī)理，發(fā)展了一個(gè)詳細(xì)的

5、動(dòng)力學(xué)模型，據(jù)此結(jié)合反應(yīng)速率分析和靈敏性分析，研究了正丁烯的分解路徑和大分子產(chǎn)物的生長(zhǎng)過(guò)程，得到了詳細(xì)的反應(yīng)路徑圖。
　　 第四章采用與第三章類似的思路，采用兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，得到了?-丁烯熱解的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究了對(duì)應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，發(fā)展了與正丁烯熱解兼容的動(dòng)力學(xué)模型，據(jù)此，分析了反2-丁烯熱解反應(yīng)的規(guī)律，同時(shí)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)和模型結(jié)果比較了其與正丁烯熱解的異同之處。
　　 在第五章中，應(yīng)用兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，得到了異丁烯熱解的?shí)驗(yàn)結(jié)果，研

6、究了異丁烯熱解的反應(yīng)機(jī)理，發(fā)展了與兩個(gè)直鏈丁烯熱解兼容的動(dòng)力學(xué)模型，詳細(xì)分析了異丁烯熱解反應(yīng)的規(guī)律，同時(shí)，比較了其與直鏈丁烯熱解的異同。
　　 第六章采用與丁烯同分異構(gòu)體熱解類似的方法，得到了正丁烷熱解實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分析了正丁烷熱解的反應(yīng)機(jī)理，發(fā)展兼容三個(gè)丁烯同分異構(gòu)體的動(dòng)力學(xué)模型，據(jù)此詳細(xì)分析了正丁烷熱解反應(yīng)的規(guī)律，重點(diǎn)比較了正丁烷和三個(gè)丁烯熱解的異同點(diǎn)。
　　 在第七章中，根據(jù)兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑玫搅水惗⊥闊峤獾膶?shí)驗(yàn)結(jié)果，