吕恩雨, 马志豪, 王鑫, 董永超, 李新, 金亦凡

(河南科技大学车辆与交通工程学院, 471003, 河南洛阳)

随着全球能源需求的日益增长以及化石燃料燃烧过程产生的有害污染物问题日趋严峻,众多学者一直致力于改进传统的燃烧过程或设计新型的燃烧过程,同时寻找高效清洁的替代燃料。其中,含氧燃料是一种极具发展前景的替代燃料,为了设计和适应燃烧的应用,需要深入了解其燃烧过程。在燃烧过程中,热解反应总是伴随着氧化反应进行,高温条件下燃料裂解生成的小分子产物,主要包括一些C2、C3、C4物种。然后,进行下一步氧化,这些物种的成分决定了燃料的氧化速率进而影响其燃烧特性。此外,这些物种可由后续的聚合反应生成高碳物种如多环芳香烃(PAHs),PAHs则是碳烟Soot的前驱体。因此,准确认识燃烧过程的同时有必要研究燃料的裂解过程。

在众多含氧燃料中,乙醇和二甲醚(DME)在替代柴油和汽油等碳氢化合物燃料中起着重要的作用。与传统的柴油相比,DME由于较低的自燃温度、较短的着火延迟期和更易于蒸发等特性成为学者的研究热点。DME常被用作汽油和柴油的添加剂,其作为燃料添加剂可以抑制多环芳烃和碳烟的形成[1],并减少NOx排放[2]。此外,DME作为柴油的替代燃料,可降低发动机尾气中NOx和颗粒物等的排放[3-4];DME分子结构中不存在C—C键且本身含氧原子,被认为可抑制碳烟的形成[5]。类似地,乙醇作为常规燃料添加剂、含氧添加剂、辛烷值增强剂以及作为纯燃料引起了学者的广泛关注[6-7]。……