La(NO3)3和Pr(NO3)3对高岭石脱羟基动力学的影响

采用热重和微商热重(TG/DTA)综合热分析技术在不同升温速率下研究了掺入La(NO₃)₃和Pr(NO₃)₃的高岭石的热分解过程, 利用Coats-Redfern积分法和Achar微分法对热分析实验数据进行动力学计算, 得到了高岭石脱羟基反应过程中的控制机理函数、 活化能和指前因子等动力学参数; 分析了2种稀土掺入对高岭石脱羟基过程动力学参数的影响, 并用Ozawa法对活化能进行了验证. 结果表明, 未掺稀土和掺入Pr(NO₃)₃的高岭石的脱羟基反应过程均受化学反应模型F₃控制, 反应的活化能分别为307.94和282.86 kJ/mol, 指前因子lnA的值分别为47.8980和44.1718; 掺入La(NO₃)₃的高岭石脱羟基反应过程控制机理函数发生改变, 受化学反应模型F₂控制, 反应活化能为196.02 kJ/mol, 指前因子lnA的值为29.5551. 与未掺稀土的高岭石对比, 掺入Pr(NO₃)₃后活化能和指前因子略有降低; 而掺入La(NO₃)₃后则显著降低, 分别降低了36.34%和38.30%. 采用Ozawa法验证得到的活化能与Coats-Redfern积分法和Achar微分法结果一致.     

燃用天然气合成油增压柴油机特性研究

在一台增压中冷柴油机上分别燃用常规柴油与代用燃料天然气合成油(GTL),供油提前角分别设为上止点前9°和12°CA,对比研究了燃用这两种燃料的柴油机动力性、经济性、燃烧和排放特性.与柴油相比,燃用GTL的柴油机有效功率和转矩不变,有效燃油油耗率降低,有效热效率相当;GTL的最高燃烧压力和放热率峰值均略低,GTL的着火时刻、缸压和放热率峰值出现时刻均略晚,燃烧持续期略长;与柴油相比,在试验工况下GTL平均降低了16.6%HC、14.5%CO、15.7%碳烟和15.1%NOx排放.试验结果显示GTL是一种有潜力的低排放代用燃料.     

等离子体在同时去除NOx和碳烟催化反应中的作用

采用程序升温反应(TPR)技术,研究了等离子体辅助同时催化去除富氧柴油机尾气中NO_x和碳烟(soot)的反应特性.研究结果表明,等离子体提高了同时去除NO_x-soot的催化反应活性,降低了碳烟的燃烧温度,使碳烟起燃温度从300 ℃降到280 ℃,燃尽温度从425 ℃降到380 ℃;同时,等离子体辅助提高了NO_x转化为N₂的效率,使催化选择性从1.12％提高到1.53％.本文还分别研究了在NO和O₂的环境中,有或没有等离子体作用下,碳烟在催化作用下的去除特性.等离子体作用使得NO在和O₂共存、只有NO和只有O₂存在的各种条件下,碳烟的催化燃烧活性都有不同程度的提高,促进了N₂的生成.此外,本文也对等离子体辅助同时催化去除NO_x-soot的机理进行了探讨.     

Mn/Fe负载活性炭低温脱硝协同脱汞实验研究

采用等体积浸渍法制备了Mn/Fe负载椰壳活性炭碳基催化剂Mn-Fe/HAC。在固定床实验台上研究了反应温度、体积空速(GHSV)和烟气组分(O₂、CO、SO₂和Hg⁰)对其脱硝脱汞性能的影响,并结合N2吸附-脱附、NH₃-TPD、H2-TPR、Hg-TPD以及瞬态反应测试,分析其脱硝脱汞机理。结果表明,Mn/Fe负载可以明显促进碳基催化剂低温脱硝活性,添加Fe可提高催化剂表面的酸性位点数量和还原能力,促进催化剂活性,进一步拓宽其脱硝温度窗口;7Mn0.5Fe/HAC催化剂在160-220℃下的脱硝效率可达95%,且在100-220℃下Mn和Fe负载碳基催化剂脱汞效率基本稳定在100%。7Mn0.5Fe/HAC催化剂脱硝效率随着GHSV增加而逐渐降低,而脱汞效率则保持稳定。无O₂条件下Mn/Fe催化剂脱硝效率较低(约为50%),而当烟气中O₂含量大于6%,其脱硝效率可稳定在95%以上。Hg⁰浓度对Mn/Fe负载碳基催化剂脱硝性能影响不大...     

生物芯片检测系统中荧光信号强度及系统灵敏度分析

从生物芯片荧光信号检测系统结构出发,分析了荧光信号强度与激发光光学系统特性,荧光收集光学系统特性及构成系统的各元件的参量间的关系.建立了荧光信号强度与检测系统中各参量间的表达式,以及对系统灵敏度进行了分析.建立了系统最少可检测的荧光分子数与各参量的函数关系,并对所设计的悬浮生物芯片检测装置的系统灵敏度进行了估算,其灵敏度在曝光时间为1 s时可达7.9个荧光分子/μm2.     

进气中CO2浓度对预混合燃烧和排放影响的试验和模拟研究

本文研究了进气中CO2浓度对燃烧和排放特性的影响.研究表明在所有的预混合燃料比下,当CO2浓度增加时,NOx排放随之大幅减少,烟度排放有小的变化。利用KIVA3V和湍流与化学反应交互的燃烧模型对柴油机预混合燃烧进行了模拟研究,对缸内OH浓度的模拟计算表明,随着CO2浓度的增加,着火前期OH生成浓度明显向后推移,这表明燃料的氧化速率随CO2浓度的增加变慢,从而延长了着火滞燃期。进气中CO2浓度变大时,燃烧温度降低,有利于降低NOx的排放。     

二甲醚HCCI燃烧高温反应动力学分析

应用单区燃烧模型对二甲醚均质压燃燃烧的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究。通过分析在内燃机压燃燃烧边界条件下二甲醚高温氧化反应过程中的关键基元反应速度、关键中间产物以及自由基的浓度随曲轴转角的变化,得到了二甲醚燃烧氧化的高温反应途经。结果表明,二甲醚均质压燃燃烧具有明显的两阶段放热特性,即低温反应放热和高温反应放热。高温反应阶段又可分为蓝焰反应阶段和热焰反应阶段,其中蓝焰反应阶段是甲醛氧化成CO的过程,热焰反应主要是CO氧化成CO2的过程。二甲醚氧化产物之一甲酸(HOCHO)在蓝焰反应阶段分解生成CO2。     

废气再循环和添加剂对高辛烷值燃料HCCI燃烧的影响

本文对废气再循环(EGR)和十六烷值改进荆-过氧化二叔丁基(DTBP)对高辛烷值燃料HCCI燃烧的影响进行了研究。实验结果表明:辛烷值为90的燃料(RON90)只能在高温高负荷下才能运行HCCI燃烧模式;在其中加入少量的DTBP后,RON90实现HCCI燃烧的工况范围向低温低负荷下大幅度拓展。加入添加剂后,低负荷性能改善的同时,浓混合气的着火时刻可以通过EGR将含添加剂燃料的着火时刻推迟到上止点附近,从而大幅度提高热效率,降低了燃料消耗率。     

溶有CO2燃油发动机NOx和碳烟排放的数值研究

本文在KIVA程序的基础上,建立了溶有CO2燃油低温着火模型、碳烟模型,修改了油滴的蒸发模型,并根据实测数据对溶有CO2燃油在缸内的喷射、蒸发、燃烧和燃烧排放物的生成过程进行了数值模拟,溶气燃油喷射时CO2析出过程产生的"微爆"作用促进了燃油的雾化,计算表明溶气燃油喷射形成的可燃混合气分布更均匀,从而改善了缸内局部高温和氧浓度分布不均的条件,减少了NOx和炭烟的生成.