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摘要本文使用化学动力学计算软件 CHEMKIN 分别研究了当量比Φ=0.8 和Φ=1.2时不同气氛下 6 种乙烯层流预混火焰的燃烧特性，根据模拟计算得出的数据得到6 种不同工况的火焰的温度、主要产物、中间产物和自由基分布的摩尔分数曲线。根据得到的结果分析发现 ： CO2对燃烧的影响体现在 CO2的热效应和化学效应两方面。我们用 CO2b（即不参加化学反应的CO2）来研究 CO2的热效应对燃烧的影响，发现 CO2b的加入对火焰中碳黑的生成有一定的抑制作用。而 CO2在燃烧过程中参加的化学反应CO2 + H↔ CO + OH不仅抑制了火焰的燃烧，同时使碳黑的前驱体——C2H2的摩尔分数有一定幅度的下降。贫燃同样可以减少碳黑的生成，而且减少乙烯燃烧污染产物 CO 的排放。另外研究发现 CO2对乙烯燃烧中间产物CH2O、CH3OH、CH2CO、CH3CHO这些有毒物质有不同程度的影响。19289
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关键词 乙烯火焰 CO2稀释气 燃烧特性
Title Combustion Characteristics of ethylene flame under
O2/N2 and O2/CO2 atmosphere
Abstract
In this paper, we use the chemical kinetics calculation software CHEMKIN
respectively studied 6 kinds of ethylene laminar premixed flame combustion
characteristics while the equivalent Φ = 0.8 and Φ = 1.2 with different
combustion conditions, according to the simulation data is calculated ,we
can get six kinds of the flame mole fraction curve of the
distribution of the temperature, main product, intermediate and free
radical. The results obtained showed that: CO2 impact on combustion is
embodied in two aspects of heating and chemical effects. We use CO2b (that
is, not to take part in a chemical reaction of CO2) to study the heating
effect of the CO2 impact on combustion, found CO2b join to the production
of carbon black in the fire to have certain inhibition. Chemical reaction
of CO2 + H ↔ CO + OH that CO2 participate in the combustion process not
only suppresses the flame burning, slow down the combustion velocity of
ethylene, and decreased the amplitude of the mole fraction of the
precursor of carbon black--C2H2 have certain. we found that the lean
burn can also reduce soot formation, but also reduce
the pollution emission of ethylene combustion products CO. In
addition, the study found CO2 on the CH2O, CH3OH, CH2CO,CH3CHO these
toxic substances that the intermediate product of ethylene combustion
have different degrees of influence.
Keywords Ethylene flame CO2 dilution gas Combustion characteristics
目 次
1 绪论.1
1.1 课题研究背景及意义.1
1.2 国内外研究现状.2
2 课题研究的问题及采用的手段.7
2.1 研究的问题和内容.7
2.2 拟采用的研究手段.7
3 计算方法.8
3.1 CHEMKIN软件简介8
3.2 CHEMKIN软件的结构8
3.3 CHEMKIN软件的使用9
4 结果与讨论.11
4.1 火焰工况.11
4.2 实验结果分析.11
结论.21
致谢.22
参考文献.23
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
近年来中国面对着越来越严重的环境污染压力，尽管国家不断出台能源政策、环
境保护政策，但是效果似乎难以让人乐观。2013 年那些不断的雾霾天气为中国又一次
敲响了警钟。作为雾霾天气主要成因之二——汽车尾气排放和工业污染排放需要解决
的问题刻不容缓。虽然近年来国家大力推广核能风能等清洁能源，但是我国面临的能
源压力并没有多大的减小，由于开发技术、能源价格等问题的制约，新能源一时半刻
是无法取代传统能源普及全国的，甚至根据资料显示，我国煤炭、石油、天然气三大
传统能源对外依存度正逐年上涨，其中原油对外依存度在 2013 年更是达到 57.39%。