二茂铁与衍生物对柴油的助燃和消烟作用.doc

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1、.word可编辑.二茂铁及衍生物对柴油的助燃和消烟作用1.前言1.1实验目的①本实验选择不同的燃油添加剂；利用氧弹量热计测定燃油在不同添加剂存在下的燃烧热，了解和比较不同汽油添加剂对柴油燃烧效率与速率的影响以及添加剂的节能助燃效应。②学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定。③通过物理化学实验基本技术---量热技术的使用与气体无机污染物的多种分析方法（包括分光光

2、度法和气相色谱法）的学习与应用使学生综合了解汽油添加剂在燃油助燃、消烟节能以及减少汽油尾气排放减少大气污染中所起的作用。关注社会、关注环境。1.2文献综述与总结1.2.1柴油助燃剂的作用柴油发动机产生的废气中含有大量炭黑和有害气体，炭黑含量决定了废气的烟度。炭黑会使柴油发动机喷油器堵塞，从而使燃烧恶化，不仅增加燃料消耗，而且加剧空气污染。而柴油机的燃油经济性、排烟、有害物质排放都是与燃油在燃烧室内的燃烧情况密切相关的。柴油的扩散燃烧是造成燃烧不完全的主要原因。燃油能否在汽缸内迅速雾化蒸发，能否尽快有

3、空气混合均匀，能否迅速着火，是燃油能否完全燃烧的先决条件。因此，是否具备上述条件之一就成为判断某种添加剂性能的依据。而助燃剂的作用原理便是能加速上述过程，是燃油接近或达到完全燃烧，助燃剂最明显的作用就是能使柴油迅速的、完全的燃烧，从而降低油耗，减少燃烧室内的积炭和顶部活塞的结焦。据研究，从燃油燃烧化学机理的化学动力学过程来说，就燃烧过程的地位而言，以自然过程显得更为重要。这是燃烧促迚剂的研究的一个方向。碳氢化合物RH和氧通过引发反应产生R和HO2，在经过直链反应产生于另一种很活泼的自由基ROO·后，

4、存在三种可能的反应历秳，产生三种退化分子产物。他们是不.专业.专注..word可编辑.稳定的中间产物，容易分解而产生更多的自由基，从而是化学反应速度增加。因此，如果在燃油中加入添加剂，如乙醛和某些过氧化物，起到引发的作用，就可以缩短滞燃期，加速燃料的自燃过程。例如一些金属化合物对促进燃油的完全燃烧有显著作用，如铁的苦酸盐等。天津内燃机研究所的文教授指出，含有Ni、Cr、Co、Mo、Cu、Mn等油溶性好的有机金属盐和含有羟基的非金属化合物对促进碳粒氧化、提高燃烧速度具有显著作用。它们的作用机理就是在燃

5、烧重金属的阳离子能有效地减低燃油分子C-H键的活化能，同时充当催化活性的载体，向R（烃）C和CO传递氧，促进了燃油分子的扩散和氧化，从而提高了燃油的燃烧速度。一些有机化合物如乳酸化合物对燃烧的促进作用也比较明显，如果把他们加入到除汽油之外的石油产品中，可以显著的提高燃油的燃烧速度。这种乳酸化合物助燃剂的作用机理就是在燃烧室内高温热解醛类、醇类等产物，醛类进而分解产生更多的自由基，缩短了燃油的滞燃期。含氧添加剂的自供氧能力，在促进燃油燃烧中作用较为明显。1.2.2柴油助燃剂的研究进展目前国内外的许多研

6、究人员都展开了对含氧添加剂的研究。其作用机理主要是氧元素在燃烧过程中起到了助燃的作用，尤其是在燃油浓度较高的地方，提高了燃油与氧接触的几率，使燃油能够比较安全地燃烧。西安交通大学的王贺武、周龙宝对碳酸二甲基（DMC）的研究表明：当DMC的添加比例为10%时，发动机的功率不变，热效率提高了3%，烟度也有所下降。此外，一些高笨类的有机化合物的混合燃烧对燃烧也有促进作用。1.2.3柴油助燃机的研究进展碳烟（固体颗粒），是柴油在高温，缺氧条件下裂解的产物，是柴油机在高压燃烧中不可避克的结果：它限制了柴油机的

7、最大功率，严重影响了燃油的经济型，并加剧了大气污染，因而现在逐渐引起了人们的重规。研究人员已经采取了多种手段来减少碳烟排放，例如改进燃烧室的结极、采用废气再循环（EGR）技术、装用催化装换器或颗粒扑集器等。这些已经取得了不错的效果，但是随着更严格的排放法规的建立，有必要采取更有效的措施进一步减低碳烟的排放。使用消烟剂是一种简捷、有效的办法，因为他是在燃油还在燃烧室内的燃烧时，就控制了碳烟的形成，或者使它在燃烧室内充分燃烧减少了随废气排出的碳烟排放.专业.专注..word可编辑.量。常见的消烟剂有钡基

8、、镁基和钙基添加剂。关于碳烟的形成机理，上海内燃机研究所李松的研究结果表明：碳烟是在主燃期的扩散火焰中形成的，其过程是：烷烃生成烯烃，再变成乙炔，而乙炔与碳基结合又变成高分子量的碳氢化合物。另外，芳香烃生成碳烟的过程是经过聚合脱氢而生成高分子量的碳氢化合物。这种高分子化合物又进一步附具，最后生成碳烟。同时他又指出，碳烟的生成量是并不等同于排气中的碳烟的生成量。燃烧后期的混合气品质影响了碳烟的最后排放。所以，对于消烟剂的作用方式，就有了两种途径：一减少主燃期内碳烟的形成