供氢剂和结焦抑制剂对吸热燃料超临界热裂解沉积影响

摘要

本文模拟吸热燃料在使用时的超临界条件,建立了超临界反应装置以及分析反应管内壁沉积重量和分布的装置及方法,选用了苯甲醇、四氢萘、四氢萘/四氢萘酮三种供氢剂和二苯硒、二苯二硒两种结焦抑制剂以及由这两类添加剂组成的复合添加剂,从裂解率、沉积量、沉积分布和沉积表面形态等方面考察了添加剂对探针燃料正十二烷和RP-3热裂解的影响. 供氢剂能够一定程度的抑制吸热燃料的热裂解反应,在450℃～600℃温度范围内均有效果.在相同裂解率下,四氢萘/四氢萘酮能够将正十二烷的稳定温度提高43℃.在550℃时,它能够有效减少燃料的热裂解沉积,可将正十二烷的沉积量降低42.44﹪.SEM结果显示,供氢剂对积碳的表面形态也有一定的影响,使积碳层的致密程度降低,零散颗粒的粒径更小. 结焦抑制剂抑制燃料裂解沉积效果比供氢剂明显.与二苯硒相比,二苯二硒效果更好,可分别将正十二烷和RP-3的沉积降低63.41﹪和52.12﹪.FTIR和XPS分析结果显示,有机硒和金属管壁上的Fe等金属发生了反应,生成了大量硒化铁(Fe<,2>Se<,3>)和少量单质硒. 复合添加剂比两类单一添加剂能更好的抑制热裂解沉积.由四氢萘/四氢萘酮和二苯二硒组成的复合添加剂效果最好,可将正十二烷和RP-3的沉积量分别降低77.56﹪和76.97﹪.

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1吸热燃料概述

1.2吸热燃料的安定性

1.2.1燃料安定性概述

1.2.2燃料的氧化反应机理

1.2.3燃料的裂解机理

1.2.4燃料裂解积碳机理

1.3提高吸热燃料安定性的方法

1.3.1燃料深度精制

1.3.2金属材料表面处理

1.3.3热安定性添加剂

1.4课题的研究内容及意义

第二章超临界反应及沉积分析的实验装置及方法

2.1引言

2.2超临界反应装置及操作步骤

2.2.1超临界反应装置

2.2.2裂解实验反应参数的确定

2.2.3裂解产物分析

2.2.4数据处理

2.3沉积分析

2.3.1沉积分析装置

2.3.2沉积分析实验步骤

2.3.3沉积分析数据处理

第三章供氢剂对吸热燃料热裂解的影响

3.1供氢剂对正十二烷热裂解的影响

3.1.1供氢剂对正十二烷裂解率的影响

3.1.2供氢剂对正十二烷热裂解沉积的影响

3.2供氢剂对RP-3热裂解的影响

3.2.1供氢剂对RP-3热裂解产气率的影响

3.2.2供氢剂对RP-3热裂解沉积的影响

3.3本章小结

第四章结焦抑制剂对吸热燃料热裂解的影响

4.1结焦抑制剂对正十二烷热裂解的影响

4.1.1结焦抑制剂对正十二烷裂解率的影响

4.1.2结焦抑制剂对正十二烷热裂解沉积的影响

4.2结焦抑制剂对RP-3热裂解的影响

4.2.1结焦抑制剂对RP-3热裂解产气率的影响

4.2.2结焦抑制剂对RP-3热裂解沉积的影响

4.3本章小结

第五章复合添加剂对吸热燃料热裂解的影响

5.1复合添加剂的配比

5.2复合添加剂对正十二烷热裂解的影响

5.2.1复合添加剂对正十二烷裂解率的影响

5.2.2复合添加剂对正十二烷热裂解沉积的影响

5.3复合添加剂对RP-3热裂解的影响

5.3.1复合添加剂对RP-3热裂解产气率的影响

5.3.2复合添加剂对RP-3热裂解沉积的影响

5.4本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢