内燃机的排气微粒和碳烟粒子的特征

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作者来源:admin       发布时间:2014-07-08
导读:内燃机的排气微粒主要由碳、碳氢化合物、硫化物、含金属 成分的灰分等组成,其中含金属元素的微粒在微粒排放量中不占 主要地位,而以碳为主要成分的固态微粒(碳粒)是内燃机排气 微粒的最主要成分。气相燃烧过程中产生的碳粒一般称作碳烟, 液相燃料热裂解后
    内燃机的排气微粒主要由碳、碳氢化合物、硫化物、含金属 成分的灰分等组成,其中含金属元素的微粒在微粒排放量中不占 主要地位,而以碳为主要成分的固态微粒(碳粒)是内燃机排气 微粒的最主要成分。气相燃烧过程中产生的碳粒一般称作碳烟, 液相燃料热裂解后生成的微粒一般称为煤焦或煤胞。尽管内燃机 使用的多为液体燃料,但无论是汽油还是柴油,其燃烧都是气相 反应的结果。正因为如此,谈论内燃机的微粒排放时所涉及的主 要是碳烟排放。汽油机的排气微粒主要来自于燃料中的抗爆添加剂(如汽油6.反应11是链反应的终点,在反应后期当NO2浓度提髙时起 主导作用。典型的光化学烟雾反应中,各种成分浓度的变化如图2—7所示:脱硫脱硝设备烟气脱硫脱硝设备


典型光化学烟雾反应中各成分浓度的变化中的四乙基铅),其碳烟排放也比柴油机低得多,故本节主要讨 论柴油机的微粒排放物。
一、碳烟粒子的特征
     柴油机的微粒排放物主要是碳烟粒子。碳烟粒子通常呈黑色, 主要由碳元素构成,其表面往往凝结或吸附有未燃烃。对碳烟粒 子进行电镜分析可看到,它们由大致相同的基本碳烟粒子构成。 图2—8所示为碳烟粒子的结构层次。首先,直径约2O~4Oiun的 近似球状的基本碳烟粒子相互集聚成链状结构的碳烟粒子(图2— €(O))。基本碳烟粒子中有105~个碳原子及数量约为碳原子 1/10的氢原子,基本碳烟粒子由iO3~104个晶粒组成。晶粒在中心 区的排列很不规则,但在中心区周茵,呈大致规则的涡旋状排列 (图2—8(6))。大小为1.7~3_的晶粒又由一层层晶片叠成。通 常,每个晶粒有2~10层晶片,最多可达20层,它们的堆叠并不 规则,有层间位移,晶片间距离约(K355nm(图2—8(c))。每层晶 片约有100个左右碳原子,它们构成30~40个六角形点阵,有的碳 .原子旁还键接着氢原子。图
 2—8碳烟粒子的结构层次⑴

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