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/質譜試驗，檢測了生物柴油的組分含量及結構特點，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，并結合燃燒試驗火焰溫度場結果，分析NOx的生成規(guī)律。在此基礎上，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；此外研究了反應條件的影響，進行了敏感性分析。運用軟件中的內燃機反應器模塊和經過改進的生物柴油及柴油氧化反應機理，研究了內燃機邊界條件對于NOx生成規(guī)律的影響。
　　 研究結果表明：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。在標定轉速和最大扭矩轉速，柴油機的NOx排放均隨生物柴油調合比例的升高而升高，燃燒各比例調合燃油，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、過量空氣系數和EGR等因素對燃燒和排放影響較大，進氣壓力、壓縮比