燃燒中含硫、氮兩組反應物反應機理研究.pdf

1、在船舶節(jié)能減排的大環(huán)境下，對柴油機排放物中硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)的研究變得極為重要。而二甲基硫醚(CH3SCH3)是燃油成分中一種重要的含硫化合物，它燃燒后生成的最終氧化產物硫酸和甲磺酸會嚴重污染海洋環(huán)境。目前關于二甲基硫醚在燃燒室內具體的燃燒機理尚不明朗，缺乏相關的理論數(shù)據，所以本文首先選擇二甲基硫醚反應體系作為第一個研究對象。此外，針對現(xiàn)階段減少NOx排放技術不成熟的現(xiàn)狀，一種快速消除方法RAPRENOx(Rapid

2、 Reduction of NOx)已經得到了廣泛的研究。其中用到了一種重要的添加劑異氰酸(HNCO)，但具體反應機理并不完善，所以本文選擇異氰酸和CN自由基的反應體系作為第二個研究對象。
　　針對這兩個反應體系，本論文利用YL(Yao-Lin)方法計算了所有反應通道中不同反應的速率常數(shù)。其中采用Morse勢模擬振動模式所計算出的非諧振速率常數(shù)，比傳統(tǒng)的簡諧勢更接近真實情況。所以本文針對兩個體系中的所有反應，通過對比簡諧和非諧振速

3、率常數(shù)之間的差異，分析和討論了各反應的非諧振效應。同時，通過對比各反應閾能值和同溫度下速率常數(shù)的大小，分析得到各體系中的主反應通道。
　　對于二甲基硫醚反應體系的各個反應通道，大多數(shù)反應速率常數(shù)均隨著溫度和能量的升高而增加。其中對于主反應通道，當溫度為800K時，非諧振數(shù)值為簡諧數(shù)值的1.1倍;而當溫度為3800K時，非諧振數(shù)值為簡諧數(shù)值的35.2倍(遠遠大于1.1倍)。所以從整個趨勢來看主反應通道的非諧振效應隨溫度升高而變得非常

4、明顯。在高溫燃燒溫度(約2000K)下非諧振速率常數(shù)比簡諧值大1個數(shù)量級，說明主反應通道實際上更易發(fā)生。
　　對于HNCO+CN反應體系的各個反應通道，整體上速率常數(shù)均隨著溫度和能量的增加而增加，且非諧振效應在高溫燃燒環(huán)境中最為明顯。體系中生成HNC和NCO的反應閾能值為6.06kcal/mol，為主反應通道。隨著溫度從800K增加到5000K時，簡諧數(shù)值從3.34×1010s-1增加到1.36×1012s-1，而非諧振數(shù)值則從4