【文章內(nèi)容簡介】 ）；靠近噴注外緣的混合氣已經(jīng)超過了可燃稀限，只能是緩慢氧化反應的部位，且氧化不能完全。在這個地區(qū)出現(xiàn)的是未燃燒的燃油及其分解產(chǎn)物和部分氧化產(chǎn)物，一部分最后匯入排氣中源自這些過稀區(qū)的未燃 HC的數(shù)量，取決于在滯燃期間噴入的燃油量、在此期間燃油與空氣的混合速率以及燃饒室中占主導的自燃條件。襲胡悸羅撣考腦掐顆關摟捉魏享叼巫翌部釬效壕蓬撂稈雙玄苫珍兒乏戚慕第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。 未燃碳氫化合物四、壓燃式內(nèi)燃機： 過濃混合氣的排放：形成過濃混合氣引起 HC排放的原因一：噴油期結(jié)束時，噴油嘴的壓力室容積內(nèi)充滿柴油，在燃燒后期和膨脹初期被加熱部分汽化，以液態(tài)或氣態(tài)低速穿過噴嘴孔進入氣缸，緩慢與空氣混合，錯過了主要燃燒期。根據(jù)有關試驗結(jié)果，殘留油腔容積中的柴油約有 1/5以未燃 HC的形式排出（較重的 HC留在噴嘴中，有些燃油發(fā)生氧化反應）。形成過濃混合氣引起 HC排放的原因二：噴入燃燒室的燃油過多。 在直噴式柴油機，小負荷時由于低速噴射少量的柴油，易導致局部過濃的混合氣；瞬態(tài)加速工況可能噴油過量在膨脹和排氣階段引起局部過濃。局部過量空氣系數(shù)小于 HC排放突然劇增。柬菱路覽撇槳虐蛹不耽辮兆勇遁諺內(nèi)戲內(nèi)靶彼濤浪貞俘賓綴南輝蔭勛茶渺第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。 未燃碳氫化合物四、壓燃式內(nèi)燃機： 火焰淬熄和缺火：火焰在壁面上淬熄是柴油機 HC排放的一個來源，它取決于柴 油噴注與燃燒室壁面的碰撞情況。對于小型高速柴油機，由于燃燒室尺寸小，而噴油嘴的噴孔又不能太?。ㄓ绊憞娪土浚?，燃油噴注碰壁一般不可避免。但在匹配良好的情況下引起的 HC排放不很嚴重。采用油膜蒸發(fā)混合的柴油機，把燃油噴灑到燃燒室壁面形成油膜，在很多工況 HC排放很大（僅在特定工況性能較好），因此已基本被淘汰。柴油機在冷起動時會發(fā)生缺火，大量未燃 HC以微粒狀排出， 排氣冒 “白煙 ”。隋窘駛褐灌莢轎嫂凡腮蔚臣助桶鎖窺鬃蔚荔艱扇憋峰概告蒸對碧顴姐弄詠第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。 氮氧化物一、生成一氧化氮的化學反應動力學： NO的生成機理：在氮氧化物中， NO占有 90% 以上，二氧化氮占5%10% ，產(chǎn)生機理一般分為如下三種：(a).熱力型 燃燒時，空氣中氮在高溫下氧化產(chǎn)生，其中的生成過程是一個不分支連鎖反應。其生成機理可用 Zeldovitch反應式表示。 隨著反應溫度 T的升高，其反應速率按指數(shù)規(guī)律增加。當 T1500oC時 ,NO的生成量很少 ,而當 T1500oC時 ,T每增加 100oC,反應速率增大 67倍。早但牲芋碟桅妓磚陰族魂沏巾蒸媳鼎饅淹瘟琳裕淫炕巷梳卒救含飛物雹雛第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素熱力型氮氧化物生成機理(Zeldovich反應式 )在高溫下總生成式為香悄梢揭氯腋遮姬癌躬非苔殊煥琴嚙蒸奪巳脯咎基疲分粹喧曉夏耙跳過震第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素熱力型 NOx的生成濃度與溫度的關系贈譏蘿摳營彎撮密你貴現(xiàn)帶搓稅嘶用氖臂坍次醬赤駭悍暴烙桅怖心者盞載第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素(b).瞬時反應型 (快速型 ) 快速型 NOx是 1971年 Fenimore通過實驗發(fā)現(xiàn)的。碳氫化合物燃料燃燒在燃料過濃時，在反應區(qū)附近會快速生成 NOx。 由于燃料揮發(fā)物中碳氫化合物高溫分解生成的 CH自由基可以和空氣中氮氣反應生成 HCN和N，再進一步與氧氣作用以極快的速度生成，其形成時間只需要 60ms，所生成的與爐膛壓力 次方成正比 ,與溫度的關系不大。鼓糞萬月晴曝檬耍攀促依忍庫鋅匪奴晃麥迂謀鼎閘耐涯眺敵辰汪五護操懂第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素快速型 NOx的費尼莫爾反應機理CNHCNNCONON2NH3 (a) CH,CH2,CH3,C2 O2 (b) O,OH (c) O,OHH (d)O,O2NO, N甘弧阻爹爭領控主疑苫激剝握串紀粗皂笑鳳眶緯漂吟帽下份拄馴兩股烴賞第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素(c).燃料型 NOx 由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成。由于燃料中氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在 600－ 800oC時就會生成燃料型，它在煤粉燃燒 NOx產(chǎn)物中占 60－ 80％。 在生成燃料型 NOx過程中，首先是含有氮的有機化合物熱裂解產(chǎn)生 N， CN， HCN和等中間產(chǎn)物基團，然后再氧化成 NOx。 由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型的形成也由氣相氮的氧化（揮發(fā)份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。洋宰蕭廷辨墨民碉讒均惶洽蹤審蛆逢譬箭鎊曠券嵌夸酥度娟赦睹惑券厚聯(lián)第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素燃料中氮分解為揮發(fā)分 N和焦炭 N的示意圖煤粒 N揮發(fā)分 揮發(fā)分 N焦炭 焦炭 NNON2N2佩婆女挾磐輯頤曬咋癱喬凋贈坍擠設拖宿毒埃榷拱兢閩沽賦豆沫輕淪吝呀第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。 氮氧化物一、生成一氧化氮的化學反應動力學： 內(nèi)燃機排出的 NOx主要是 NO。 NO的主要來源是參與燃燒的空氣中的氮 (N2)?？看髿庵械?NO的化學機理是擴展的 Zeldovitch機理，也稱為 “熱 NO”。在 ?a＝ 1附近，有關 NO主要反應（生成和消失）為最后一個反應主要發(fā)生在非常濃的混合氣中。 NO的生成機理：悸棋倘始茵宦豆炊吐爭滋惺墻橇袍岡沛硼肺熟草苯亨幻肢植兒檢奴登芽畏第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素平衡濃度的定義：當燃燒產(chǎn)生高溫，在— 定溫度和壓力下，當反應時間足夠長，反應物的濃度將趨于某個定值。這個值稱為平衡濃度。一、生成一氧化氮的化學反應動力學： 化學平衡（定性說明產(chǎn)生 NO的傾向）：右圖是以 C8H18(正辛烷 )為燃料在 40個大氣壓時計算得到的 NO平衡濃度與溫度 T及當量比 φ（ 1/λ，過量空氣系數(shù)的倒數(shù)）關系曲線。當量比 φ=1時，表示理論混合比。當量比 φ1為濃混合氣。從右圖可清楚看到， NO濃度大大依賴于溫度和當量濃度。即在當量比 φ小的區(qū)間里， NO濃度隨溫度升高而迅速增加；在一定的溫度下， NO隨當量比 φ的增加而減小。特別是當 φ接近或超過 1時，因氧氣不足， NO隨當量比 φ的增加急劇減少。167。 氮氧化物社猩凸憊誰恿孿孵岸咳?？乩鍦棺庥晔惺a攝層模顫漸輾摳綻勤徑剝鑄勻第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素一、生成一氧化氮的化學反應動力學： 化學平衡（定性說明產(chǎn)生 NO的傾向）：167。 氮氧化物結(jié)論： NO濃度在當量比 φ小的區(qū)間里，主要是溫度起支配作用，在當量比 φ大的區(qū)間里，則主要是氧的濃度起決定作用。本圖是壓力保持一定的場合下，如果考慮壓力的變化時：1）在 φ?。ㄟ^量空氣系數(shù)較大）的區(qū)間里， N2和 O2占大部分，其它成分微量，因此，即使壓力變化，總的分子數(shù)也幾乎不變，在這個范圍內(nèi)可以認為壓力對NO平衡濃度不起影響。2）當 φ接近或超過 1（過量空氣系數(shù)較?。┑姆秶鷷r，其影響就大了。即在一定的溫度和 φ下，當壓力下降時，由于促進熱分解，自由基和原子數(shù)增加，因而 O原子數(shù)增加， NO則隨 O的增加而增加；反之，壓力提高， NO減少。 懂鑼堰悲青菌穆潘糠傳夷顯甫弟衍通熄吟倪負販昂周場蘇儒異崎決瞄鈉見第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素圖中虛線表示對應于絕熱火焰溫度的 NO平衡濃度。這個溫度相當于燃料與空氣混合燃燒所發(fā)生的全部熱量減去因自身加熱，膨脹和組成的變化所消耗的熱量而構(gòu)成的溫度。該溫度也同時受初始溫度和壓力的影響。絕熱火焰溫度在當量比 φ稍大于 1的地方最高，但這時缺氧， NO濃度減少；NO的最大值是在當量比 φl的地方出現(xiàn)。本例是在 φ=。隨著 φ繼續(xù)降低，過?？諝庠黾樱够鹧鏈囟认陆?，從而使 NO濃度也進一步降低。 一、生成一氧化氮的化學反應動力學： 化學平衡（定性說明產(chǎn)生 NO的傾向）：167。 氮氧化物棧渡泌珍榜攢墾侵汁占啊庚弄曝匪挽柵解棉農(nóng)弱獺喻匡僅信壟猙脖閱猜胖第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素一、生成一氧化氮的化學反應動力學： 非平衡過程（定量說明產(chǎn)生 NO的傾向）：利用以上化學平衡得到的知識，雖然能夠定性說明發(fā)動機產(chǎn)生 NO的傾向，但是定量說明是不足的。其原因是為要達到所要求的干衡，需要相當長的時間；所以可按反應速度理論來試求NO的生成量。右圖是馬特尼 (Mart