邹鑫尧， 高 展， 黄 震， 朱 磊

(上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室， 上海 200240)

随着化石能源的日益减少、环境污染的程度加剧，寻求替代的可持续再生能源已是人类需要面临的重要问题.生物柴油作为一种可再生的替代燃料，由于其良好的燃烧性能及排放特性[1]，一直以来备受相关学者的关注.目前，生物柴油主要由大豆和菜籽油通过酯化制备而成[2]，是一种来源于植物油与动物油脂肪的长链脂肪酸烷烃酯组成的多组分混合物.其主要组分包括：棕榈酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、硬脂酸甲酯和亚麻酸甲酯[3].在生物柴油的组分中，脂肪酸甲酯占据了最主要地位.因此，研究脂肪酸甲酯对于生物柴油的清洁高效利用有着重要的意义.

相较于传统柴油，生物柴油具有良好的节能环保性能，可以有效地降低HC、CO、NOx等气体和颗粒物的排放[4].在发动机燃油的燃烧过程中，关键的排放指标之一是碳烟颗粒物的排放.面对日趋严格的排放法规，研发替代燃料已迫在眉睫.而对生物柴油的应用前景而言，减少碳烟颗粒物的排放是其未来发展的重要目标之一.

目前，对生物柴油碳烟颗粒物排放的研究主要集中于优化其在发动机上相对于传统柴油的碳烟排放特性[5-6].由于组分的复杂多样性，在与生物柴油燃料相关的基础研究中，常用脂肪酸甲酯、烷烃等理化特性与真实生物柴油接近的组分作为替代成分以构建替代燃料模型，进而简化生物柴油在发动机中燃烧的3维模拟计算过程.Herbinet等[7]以癸酸甲酯、正构烷烃构建生物柴油的替代燃料模型，研究替代燃料氧化过程的详细机理，该模型的化学反应动力学模拟计算结果与真实生物柴油的氧化特性较为接近.Li等[8]构建包含癸酸甲酯、丁烯酸甲酯的二元生物柴油替代燃料模型，并通过层流流动反应器实验与化学动力学模拟来验证该模型的着火及氧化特性、均质充量压燃发动机中的缸压及放热曲线.研究结果表明，该替代燃料模型在流动反应器与发动机实验中均有较好的验证结果.在构建替代燃料模型的过程中，由于替代组分的理化特性需与生物柴油主要组分的理化特性相接近，常选用饱和脂肪酸甲酯作为替代组分.此外，大部分替代燃料模型的验证过程主要针对燃料的着火及氧化特性，对生物柴油碳烟生成特性的验证研究较少.因此，对于生物柴油碳烟颗粒生成机理的基础研究，尤其是脂肪酸甲酯的碳烟生成机理，是非常必要的.脂肪酸甲酯的碳烟生成机理对构建各方面理化性能更为完善的生物柴油替代燃料模型起到了关键作用.

脂肪酸甲酯的分子结构对其碳烟生成机理，有着至关重要的影响.Kholghy等[9]研究酯基对于脂肪酸甲酯的碳烟生成特性的影响.为了进一步探究分子结构特性对脂肪酸甲酯作为燃料组分在燃烧过程中对于碳烟生成及其演变规律的影响，本文选取丁酸甲酯(MB)、辛酸甲酯(MO)与癸酸甲酯(MD)3种主碳链长度不同的脂肪酸甲酯作为研究对象，在层流同轴扩散火焰中，结合激光诱导炽光(LII)法以及经过热泳探针取样(TSPD)后的透射电子显微镜(TEM)进行图像分析，获得火焰中碳烟体积分数及沿火焰轴向不同高度的碳烟颗粒的形貌及其尺寸特征；结合化学动力学模拟计算3种主碳链长度不同的脂肪酸甲酯的热解氧化过程；分析其碳烟生成过程中关键物质组分的浓度分布变化以及反应路径，进而获得主碳链长度对于脂肪酸甲酯火焰中碳烟颗粒的生成及其演变过程的影响.

1 实验装置及研究方法

1.1 扩散火焰燃烧装置

所用的燃烧器为常压层流同轴扩散火焰燃烧器，由内径分别为10、27和59 mm的3个同心铜管组成，由内而外分别为燃料气路、氧化剂气路(空气)及保护气路(N2)；选用的脂肪酸甲酯在常温下均为液态，需通过雾化加热装置进行气化后进入燃烧器；液体燃料通过注射泵注入雾化器，雾化后经破碎气流破碎携带进入锥形加热腔，加热气化后通入燃料气路；破碎气流采用N2，起到破碎雾化液滴并推动燃料气流的作用；液体燃料丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯的沸点分别为375、352和381 K；加热腔体以及燃烧器均通过加热保温装置包裹，使其保持在573 K；燃料供气管路及氧化剂供气管路由加热带均匀包裹，温度设置为503 K，以确保液体燃料在雾化流经燃烧器的过程中不会被气路冷壁冷凝.

实验过程中始终保持3种脂肪酸甲酯碳原子的质量流量相同，以得到相同火焰结构的稳定层流扩散火焰，测得3种脂肪酸甲酯扩散火焰的高度分别为(65±2) mm、(69±3) mm、(67±3) mm，其实验工况如表1所示.

表1 扩散火焰实验工况Tab.1 Experimental conditions of diffusion flames

1.2 LII测量系统

LII法利用强脉冲激光束通过加热诱导激发碳烟颗粒物，并根据其发出的黑体辐射信号强度来定量测量碳烟体积分数φCO.Melton[10]最早将其用于测量碳烟浓度.碳烟颗粒物加热后激发出的白炽光信号强度SLII与碳烟颗粒物直径dp之间的关系如下[10]：

(1)

式中：Np为碳烟颗粒数密度；λ为探测激光波长.由于紫外波段的激光会激发火焰中多环芳烃的宽谱荧光信号，对炽光信号的检测产生干扰，故利用LII法测量碳烟颗粒物时常用的探测波长为532及 1 064 nm.本实验采用的探测激光波长为 1 064 nm，完全不会激发出多环芳烃的荧光信号，能够获得较为理想的实验效果.此时，式(1)中dp的指数值约为3.144，可以近似地认为SLII与dp的3次方成正比，即与φCO成正比.因此，可以通过检测SLII定量地表征火焰中的φCO.

图1 LII测量系统Fig.1 Schematic of LII experimental setup

LII测量系统主要包括激光器、光学镜片组、增强型电荷耦合(ICCD)相机模块及控制计算机，其结构如图1所示.所用激光器为法国QUANTEL公司最新推出的Q-smart系列Nd：YAG激光器，单个脉冲激光能量最高可达850 mJ，波长为 1 064 nm，脉冲频率为10 Hz，光斑直径为9 mm.脉冲激光光斑通过反射镜及片光透镜组调整成高度为40 mm、厚度为0.5 mm的均匀片光，穿过火焰加热激发碳烟颗粒物，最终被后置挡光板吸收.获取炽光强度信号的相机模块为普林斯顿仪器公司生产的 PI-MAX4 ICCD相机，可将火焰中微弱的炽光信号放大后由电荷耦合器件成像.其最大分辨率为1 024像素×1 024像素，最小门宽为500 ps.采用激光器脉冲触发ICCD相机的触发模式，激光能量密度控制为0.2 J/cm2，以确保碳烟颗粒物处于炽光强度不随激光能量变化的平台区，同时还能够避免由于温度过高，碳烟颗粒物发生升华的现象而使炽光强度有所衰减.

利用LII测量系统通过消光法进行标定，分别对丁酸甲酯、辛酸甲酯以及癸酸甲酯扩散火焰中的φCO进行定量测量，获得3种火焰中各处的碳烟浓度分布，进而分析主碳链长度对脂肪酸甲酯碳烟生成的影响.

1.3 TSPD法及温度测试系统

碳烟颗粒物样本采集使用TSPD法，并利用费斯托公司生产的直线电缸(DNCE-32-320-LAS-H)控制探针进入火焰内部采样.为保证获取的是有效的颗粒物样本，探针停留时间与进出时间分别为42和10 ms左右.利用TSPD法采集火焰高度为10～60 mm、梯度为10 mm的碳烟颗粒物样本后，将铜网取下进行隔离保存，以用于TEM(FEI TALOS F200X)检测分析.

通过裸线S型热电偶(Omega Engineering, Inc)测量采集扩散火焰各高度的温度.热电偶通过夹持装置与滑动导轨相连接，实现测温时水平方向的快速进出，并通过温度数显表直接显示火焰中特定高度的温度值.热电偶所测温度均已进行辐射校正补偿及碳烟附着校正.

1.4 化学反应动力学模拟及验证

为进一步探究在丁酸甲酯、辛酸甲酯与癸酸甲酯扩散火焰中碳烟生成的差异，基于Chemkin Pro软件对化学反应动力学进行模拟计算，分析3种脂肪酸甲酯燃料的热解氧化反应，并验证、解释实验中的结果与现象.

为获得燃料热解及氧化反应过程中各中间产物的浓度变化规律，选用柱塞流反应器(PFR)模型模拟其化学反应动力学.柱塞流反应器管体的直径为8 mm，加热区长度为55 cm.3种脂肪酸甲酯的热解氧化在反应温度为700～2 450 K、1个标准大气压(101.325 kPa)下进行.为了对应同轴扩散火焰中燃料出口处的热解过程，设定PFR模型中燃料的当量比为100.进气流的总摩尔流量保持0.015 mol/s不变，其中燃料摩尔分数为2%.所用丁酸甲酯的化学反应机理为文献[11]中提出的301 个组分、1 516步反应的丁酸甲酯氧化详细机理；辛酸甲酯反应机理为文献[12]中提出的 1 087 个组分、4 592 步反应的辛酸甲酯氧化详细机理；癸酸甲酯反应机理为文献[13]中提出的648个组分、2 998 步反应的癸酸甲酯氧化简化机理.3种脂肪酸甲酯的氧化机理中，并未包含涉及到多环芳香烃(PAH)的反应机理，因此，为了分析碳烟生成过程中，碳烟前驱体PAH等组分的生成规律及反应路径，将以上氧化机理分别与文献[14]中建立的213个组分、1 464 步反应的描述PAH生成的甲烷层流火焰机理相合并，获得其反应机理.

2 结果与讨论

2.1 温度分布

图2 沿火焰轴向高度的温度分布图Fig.2 Temperature profiles along the centreline of tested flames

经热电偶测得的MB、MO及MD扩散火焰沿轴线方向各处高度的温度分布如图2所示.其中，T为某一高度处测得的火焰温度；h为沿轴向的火焰高度.通过统计平方公差(RSS)法计算获得的温度测量误差为±50 K.由图2可知，随着火焰高度的增加，3种脂肪酸甲酯的火焰温度呈现出类似的上升趋势，且火焰温度处于相同的区间内.在火焰沿轴向各高度处，3种脂肪酸甲酯扩散火焰的温度值相近，在误差允许范围内3种扩散火焰沿火焰轴向各高度处的温度基本一致.由此可见，主碳链长度对于其温度场的影响并不明显.

图3 LII系统测得的φCO 2维分布图Fig.3 Images of φCO obtained by 2D LII system

2.2 碳烟体积分数

由LII测量系统定量测得的MB、MO、MD扩散火焰φCO的2维分布如图3所示，其中b为沿径向的火焰宽度.3种脂肪酸甲酯扩散火焰的高度分别为(65±2) mm，(69±3) mm，(67±3) mm，高度基本一致.MB扩散火焰由于其φCO整体较低，且火焰较高位置处的碳烟浓度也较低.因此，在保证3种火焰的φCO标尺一致(0～3.6×10-6)的情况下，在MB扩散火焰φCO分布2维云图中，碳烟浓度较低的位置表示不明显，无法区分其火焰轮廓，火焰整体高度未完全显示.由图3可知，随着主碳链长度的增加，从MB到MO扩散火焰中碳烟整体浓度有所增加.同轴层流扩散火焰的碳烟分布结构亦可从LII测试结果中获得.在火焰较低的燃料出口位置处，扩散燃烧刚开始进行，由于温度较低，碳烟颗粒物生成较少；而在火焰内部中间位置(40～50 mm)，燃料较为富足，碳烟颗粒物生长速率较快，且氧化程度较低，故φCO处于整个扩散火焰的峰值位置；在靠近火焰锋面的位置处，当地当量比接近于1，燃烧进行得较为完全，碳烟颗粒物的氧化程度较高，因此φCO较低.对3种脂肪酸甲酯火焰中间位置(40～50 mm)而言，随着主碳链长度的增加，该处φCO呈明显递增的趋势.由于含氧量较高，短碳链脂肪酸甲酯的碳烟颗粒物的氧化程度较高，导致整体φCO较低.

由LII测量系统测得的分布在轴线方向上的φCO随火焰高度的变化如图4所示.可见，3种脂肪酸甲酯扩散火焰在轴向上的碳烟体积分数均随着火焰高度的增加呈现先增大后减小的趋势.从火焰初期(10～30 mm)到火焰中期(30～50 mm)，再到火焰末期(50～67 mm)，碳烟颗粒物的生成经历了成核、表面生长、团簇聚合、颗粒氧化等过程[15].当碳烟颗粒物的生长速率大于其氧化速率时，φCO呈现增长趋势；当碳烟颗粒物的生长速率小于其氧化速率时，φCO呈现减小趋势.由图4可知，在轴线方向上φCO的峰值随着主碳链长度的增加而增加，并且碳烟起始产生的位置越提前，增长速率越快.这表明在较长的主碳链脂肪酸甲酯火焰中，燃料分子裂解更为迅速，碳烟颗粒成核有所提前，表面生长速率更快，最终生成的碳烟浓度峰值更高.

图4 φCO沿h的分布图Fig.4 Profiles of φCO along h of tested flames

2.3 TEM分析

通过TSPD法采集火焰沿轴线方向不同高度处的碳烟颗粒物样品后，经TEM检测可以获得碳烟颗粒物的形貌特征及基本粒子直径的统计数据，以分析3种扩散火焰碳烟颗粒物的生成及其演变规律.MB、MO及MD扩散火焰沿轴线方向在不同高度处碳烟颗粒的TEM图如图5所示.

由图5可知，3种脂肪酸甲酯扩散火焰均表现出相似的颗粒成核、表面生成、团簇凝聚、颗粒氧化等碳烟颗粒物的演变过程.在火焰扩散燃烧的初期(10～20 mm)，伴随着火焰温度的升高，单一成核的球状碳烟颗粒物开始出现，粒径较小且数量极少；随着高度的增加(30～40 mm)，碳烟颗粒物发生表面生长，体积增大且数量增多，并开始出现颗粒聚合形成的3维团簇；团簇间由于van der Waals力作用而发生相互团聚凝并，出现大量团簇的聚合(50 mm)，形成呈链状的碳烟颗粒团簇集合，团簇体粒径增大且边缘变得清晰，碳化程度明显增加.在碳烟的整个生成过程中，碳烟颗粒物的氧化过程一直存在，且随着火焰温度的升高而逐渐增强，并在火焰后期(60 mm)占据主导地位，氧化速率大于其颗粒生长速率，使得碳烟颗粒物数量急剧减少，粒径变小且团簇体减少甚至部分消失.

对比MB、MO及MD扩散火焰的碳烟颗粒物生成及其演变过程，可以明显地看出主碳链长度的增加对碳烟生长的促进作用.相较于MB火焰团簇出现最早的位置(30 mm)，MO及MD火焰中的火焰团簇明显提前出现(20 mm)，且MD火焰中碳烟颗粒物成核数量相对较多.这是由于随着碳链长度的增加，脂肪酸酯分子稳定性有所降低[16]，长碳链更易断裂，导致燃料发生裂解，进而促进碳烟生成初期小分子物质的产生，使得碳烟前驱体及PAH的生成增多，加剧了碳烟颗粒物成核团聚的过程.在MD火焰中，长链状积聚态团簇出现得更早(40 mm)，且随着主碳链长度的增加，团簇聚合程度及数量明显增加.这是由于小分子物质C2H2的增多，使得基于C2H2的脱氢加C2H2(HACA)表面生长反应加快，从而促进粒径增加及团簇聚合的过程.在MD火焰中，较大的碳烟颗粒生长速率使得氧化效果有所减弱，在火焰末端(60 mm)仍存在大量的碳烟颗粒物.

利用Nano Measurer尺寸统计软件分析3种脂肪酸甲酯扩散火焰沿轴向不同高度的碳烟颗粒物TEM图，以采集计算获得的碳烟颗粒物基本粒子的直径随高度的变化规律，结果如图6所示.其中，10 mm火焰高度处的颗粒物过于稀少，失去统计价值，故并未计入.由图6可知，基本平均粒子的直径随着高度的增加呈现出先增大后减小的趋势.对于MD扩散火焰，由于碳烟颗粒物的生长速率更快，其基本粒子直径达到峰值的位置有所提前(30 mm)，且在火焰后期(60 mm)碳烟颗粒氧化所占主导效果有所降低，能够保持较大的基本粒子直径.随着主碳链长度的增加，基本粒子的直径增大至峰值的速率(即曲线斜率)有所增加，火焰末端(60 mm)的基本粒子直径有所增大.

图6 碳烟颗粒基本粒子直径沿h的变化Fig.6 Profiles of primary particle diameter measured at different h of tested flames

2.4 化学反应动力学模拟结果分析

利用Chemkin Pro化学反应动力学模拟对火焰温度范围内MB、MO及MD扩散火焰的热解氧化反应进行模拟计算，分析燃烧反应过程中碳烟生成相关物质组分的产生规律及反应路径，进而解释并验证实验结果中碳烟生成现象的规律.

作为脂肪酸甲酯热解氧化反应中的活性小分子中间反应物质，C2H2、C2H4在碳烟生成过程中起着至关重要的作用.尤其是C2H2在碳烟颗粒物的HACA表面生长过程中显得极为关键[15]；而C2H4与C2H2的生成反应路径息息相关，两者联系密切.因此，可以认为碳烟生成过程中的关键中间产物，其浓度的变化规律可以反映出3种脂肪酸甲酯碳烟生成过程的特征.MB、MO、MD扩散火焰的PFR热解氧化反应模拟中，模型出口处燃料、C2H2、C2H4的浓度随模型反应温度的变化规律如图7所示.其中：MB-C2H2表示MB热解反应中的C2H2；MB-C2H4表示MB热解反应中的C2H4；MO-C2H2表示MO热解反应中的C2H2；MO-C2H4表示MO热解反应中的C2H4；MD-C2H2表示MD热解反应中的C2H2；MD-C2H4表示MD热解反应中的C2H4；x为摩尔分数；TPFR为PFR反应温度.由图7可知，3种脂肪酸甲酯的热解反应均开始于900～1 000 K的反应温度.其中，MO、MD扩散火焰的起始热解温度(910 K左右)略低于MB扩散火焰温度(980 K左右)，表明长主碳链的脂肪酸甲酯的分子稳定性更差，更易发生热解.

图7 3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应在PFR模型出口处燃料、C2H2、C2H4的浓度随反应温度的变化曲线Fig.7 Computed mole fractions of fuels (MB, MO, MD), C2H2 and C2H4 at the end of heated section as a function of modeling temperature in the decomposition and oxidation of three fuels

在3种脂肪酸甲酯的氧化反应过程中，C2H4的生成均早于C2H2，且随着C2H4的消耗，C2H2开始生成，说明C2H4与C2H2两者的产生关系紧密.在氧化反应中间物质的浓度变化过程中，C2H2、C2H4的浓度最大值均呈现出MD>MO>MB的规律.这表明随着主碳链长度的增加，碳烟生成相关的小分子物质产生量有所增大，致使其碳烟表面生长反应加剧.该现象与3种脂肪酸甲酯扩散火焰的φCO规律相同，表明其最大值可以在一定程度上表征碳烟生成量的多少，也进一步佐证了LII测量系统的实验数据.

在碳烟颗粒物形成的成核过程中，碳烟前驱体如PAH等组分的生成、团聚对成核过程起到至关重要的作用[17].早期生成的PAH苯环较少，按个数分别记为A1(苯)、A2(萘)、A3(菲)、A4(芘).A1～A4的生成规律可以反映碳烟颗粒物的成核过程.PFR模型中3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应的A1、A4浓度变化曲线如图8所示.其中：MB-A1表示MB热解反应中的A1；MO-A1表示MO热解反应中的A1；MD-A1表示MD热解反应中的A1；MB-A4表示MB热解反应中的A4；MO-A4表示MO热解反应中的A4; MD-A4表示MD热解反应中的A4.由图8可知：3种脂肪酸甲酯的A1、A4的起始生成温度较为接近(分别为 1 200和 1 500 K)；MO、MD扩散火焰的生成速率明显大于MB扩散火焰，且MO、MD扩散火焰的A1、A4峰值高于MB扩散火焰.这种现象表明更长主碳链的脂肪酸甲酯其PAH的生成量及产生速率更大，碳烟前驱体的生成、团聚过程更明显，进而加剧了碳烟颗粒物的成核过程，与TEM图的分析结果一致.在MD的热解氧化反应过程中，虽然其A1的浓度峰值略低于MO氧化反应中A1的浓度峰值，但其A4的浓度峰值明显高于MO氧化反应中A4的浓度峰值.这是由于MD氧化反应的中间物质C2H2的生成量更大，导致从A1到A4的苯环生长过程中，基于HACA反应机理的芳香烃增长过程更为剧烈，使得苯环数量更多的PAH浓度峰值高于MO氧化反应中所对应的浓度峰值，其扩散火焰碳烟生成中的颗粒成核过程亦更为剧烈，最终形成的φCO更高.

图8 3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应在PFR模型出口处A1、A4的浓度随反应温度变化曲线Fig.8 Computed mole fractions of A1 and A4 at the end of heated section as a function of modeling temperature in the decomposition and oxidation of three fuels

为了进一步分析3种脂肪酸甲酯燃料在氧化过程中PAH的生成与消耗过程，选取A1产生的起始温度，即 1 200 K时的PFR模型热解氧化反应，分析第1个苯环A1的生成反应路径.基于摩尔分数的生成速率(ROP)，对轴向距离为6 cm时的热解氧化反应进行A1的反应路径敏感性分析，如图9所示.

图9 3种脂肪酸甲酯在PFR模型热解氧化反应 1 200 K下A1的敏感性分析Fig.9 Sensitivity analysis of A1 at 1 200 K in decomposition and oxidation of three fuels

由图9可知，在3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应过程中，第1个苯环A1的生成路径较为不同：MB扩散火焰的氧化反应中，A1的生成路径主要为C4+C2，而C3+C3反应路径较少；MO、MD扩散火焰的氧化反应中，A1的生成路径几乎一致，C4+C2、C3+C3反应路径均存在，且C3+C3反应占主导地位.

3 结论

通过LII法与TSPD法下的TEM图像分析，结合化学反应动力学模拟，研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯扩散火焰中碳烟颗粒物的生成及演变过程的影响.主要结论如下：

(1) 随着主碳链长度的增加，脂肪酸甲酯扩散火焰的φCO增大，且在轴线方向上随着高度的增加先增大后减小.长碳链脂肪酸甲酯火焰的碳烟颗粒生成更为提前，生长速率更快，φCO峰值更高.

(2) MB、MO以及MD扩散火焰的碳烟颗粒生成都经历相似的成核、生长、聚合及氧化过程.随着主碳链长度的增加，成核数量有所增加，表面生长速率更快，团聚过程更为提前，氧化过程所占主导比率降低，碳烟颗粒物的基本粒子直径增大.这是由于碳链长度的增加，使得脂肪酸甲酯分子的不稳定性有所增加，更易发生碳链断裂裂解、产生小分子物质的现象，促进了碳烟前驱体的生成；而脂肪酸甲酯中的含氧量随着分子主碳链碳原子数目增多有所减少，使得氧化程度更低，碳烟颗粒物在氧化过程中的削减更少.

(3) 化学反应动力学模拟结果表明，随着主碳链长度的增加，脂肪酸甲酯的稳定性更差，热解发生的起始温度更低，氧化反应过程中产生的C2H2、C2H4等小分子活性物质更多，导致基于C2H2的HACA表面生长更为剧烈，产生的碳烟体积分数更大，与同轴扩散火焰实验LII法测量结果一致.在3种脂肪酸甲酯的热解氧化PFR模型反应中，MO、MD扩散火焰的PAH产生速率较MB扩散火焰更快，且峰值更高，表明更长主碳链的脂肪酸甲酯在热解氧化时PAH产生更多.

(4) 通过3种脂肪酸甲酯热解氧化反应过程中A1的反应路径敏感性分析可知，MB扩散火焰的氧化中第一个苯环A1的形成主要为C4+C2生成方式，而MO、MD扩散火焰的氧化反应中A1的形成有C4+C2、C3+C3两种生成路径，且C3+C3路径占主导地位.