碳氫燃料氧化積炭與裂解積炭的初步研究.pdf

1、本文模擬吸熱燃料在使用時的超臨界條件，建立了超臨界反應裝置以及分析反應管內壁積炭重量和分布的裝置及方法，通過大量的試驗確定了適宜的反應條件。以正十二烷，RP-3和自配仿JP-7為裂解原料在304＃不銹鋼一次性反應器中進行裂解積炭實驗，從積炭量分布、平均積炭速率分布以及積炭形態(tài)等方面考察了每種燃料的積炭特性。并且回歸出各種燃料的熱裂解積炭反應宏觀動力學方程。 本文還在已有研究基礎上考察了正十二烷和RP-3的氧化積炭及其規(guī)律。正十二

2、烷和RP-3的氧化積炭隨溫度的升高而緩慢增多，在燃料中的自溶解氧(空氣中飽和為約70ppm)消耗完畢時，氧化積炭量達到最大值。而后隨著溫度的進一步升高，氧化積炭量有所下降，并且在氧化反應和裂解反應的過渡區(qū)內維持在較少的水平。對數據回歸得到了正十二烷和RP-3的氧化反應表觀活化能分別為36.91kJ/mol和80.15kJ/mol，這說明RP-3的熱氧化安定性是優(yōu)于正十二烷的。 燃料在超臨界熱裂解過程中形成的積炭主要有兩種：無定形

3、炭和纖維狀炭。金屬催化產生的纖維焦炭是積炭的主要來源。通過對各種燃料在超臨界條件下的裂解積炭總體分析，得到了正十二烷、RP-3和仿JP-7各自裂解反應的表觀活化能分別為260kJ/mol、285 kJ/mol和399 kJ/mol，這樣就得到了三種燃料的熱安定性由高到低的順序為仿JP-7＞RP-3＞正十二烷。單獨分析纖維狀炭，得到正十二烷、RP-3和仿JP-7的纖維狀炭積炭的表觀活化能分別為371 kJ/mol，402kJ/mol和55