一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，涉及碳氢燃料碳烟调控领域，方法包括在碳氢燃料中添加正十六烷，形成混合燃料；在混合燃料中添加硼烷三乙胺络合物；搅拌均匀。本发明专利技术通过硼烷三乙胺络合物和正十六烷调控环烷烃碳氢燃料的点火温度和低温氧化燃烧反应路径，抑制燃烧过程中PAHs的生成，实现降低碳烟排放的低温燃烧，解决了环烷烃在高温燃烧过程中燃烧不完全从而导致大量碳烟生成的问题，操作简单，实用性强；本发明专利技术方法所得的改性环烷烃碳氢燃料具有物理形态稳定，无分层，燃料常温环境下与空气接触具有良好的安定性。良好的安定性。良好的安定性。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法


[0001]本专利技术涉及碳氢燃料碳烟调控领域，尤其涉及一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法。

技术介绍

[0002]化石燃料是目前全世界范围内的主要的能量来源。然而，化石燃料燃烧通常会造成严重的环境污染问题，其中大量的碳烟颗粒排放是最为严重的问题。碳烟是由碳氢燃料不完全燃烧而产生的含碳颗粒组成。碳烟的产生不仅降低能源利用效率，还会造成空气污染并对人类健康构成严重威胁。环烷烃是液态碳氢燃料的基本成分，在柴油和煤油中占很大比例。此外，环烷烃可通过脱氢或热解反应生成芳香族或烯烃化合物，与非环烷烃相比，在高温燃烧过程中更容易形成多环芳香烃并随后生成大量碳烟颗粒。降低环烷烃的着火温度实现低温燃烧使得在高温下的热解将受到抑制，抑制在燃烧过程中多环芳香烃(PAHs)的生成从而减少碳烟颗粒的生成。然而，环烷烃由于其十六烷值较低因而表现出较差的低温点火性能，导致其实现低温点火困难。
[0003]因此，本领域的技术人员致力于开发一种降低碳氢燃料碳烟排放的方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有技术存在的不能有效的调节环烷烃碳氢燃料的点火和燃烧过程中碳烟生成。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、在所述碳氢燃料中添加正十六烷，形成混合燃料；
[0007]步骤2、在所述混合燃料中添加硼烷三乙胺络合物；
[0008]步骤3、搅拌均匀。
[0009]进一步地，所述碳氢燃料为环烷烃碳氢燃料。
[0010]进一步地，所述环烷烃碳氢燃料的体积分数为占所述碳氢燃料和所述正十六烷体积总和的50
‑
90％。
[0011]进一步地，所述正十六烷的体积分数为占所述碳氢燃料和所述正十六烷体积总和的10％
‑
50％。
[0012]进一步地，所述硼烷三乙胺络合物的体积分数占所述碳氢燃料和所述正十六烷体积总和的5％。
[0013]进一步地，步骤3所述搅拌为磁力搅拌。
[0014]进一步地，所述步骤1、2、3在惰性气氛下进行。
[0015]进一步地，所述环烷烃为环己烷。
[0016]进一步地，所述正十六烷和所述硼烷三乙胺络合物溶解于所述碳氢燃料。
[0017]进一步地，所述碳氢燃料、正十六烷、硼烷三乙胺络合物均为液体。
[0018]本专利技术技术效果如下：
[0019](1)本专利技术采用硼烷三乙胺络合物和正十六烷调控环烷烃碳氢燃料的点火温度和低温氧化燃烧反应路径，抑制燃烧过程中PAHs的生成，实现降低碳烟排放的低温燃烧，操作简单，实用性强；
[0020](2)本专利技术方法所得的改性环烷烃碳氢燃料具有物理形态稳定，无分层，燃料常温环境下与空气接触具有良好的安定性；
[0021](3)本专利技术解决了环烷烃在高温燃烧过程中燃烧不完全从而导致大量碳烟生成的问题，为环烷烃碳氢燃料的低碳烟排放提供了解决方案。
[0022]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的较佳实施例的BTEA/混合燃料液滴在热板上着火温度图；
[0024]图2是本专利技术的较佳实施例的BTEA/混合燃料PAHs信号值图；
[0025]图3是本专利技术的较佳实施例的BTEA/混合燃料燃烧过程碳烟颗粒SEM图。
具体实施方式
[0026]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0027]实施例1
[0028]本实施例按如下比例配置改性混合环烷烃碳氢燃料：
[0029]步骤一、向烧杯中加入环己烷，体积百分含量为90％；
[0030]步骤二、向烧杯中加入正十六烷，体积百分含量为10％，记混合燃料10；
[0031]步骤三、向通入氮气保护的燃料罐中加入制备好的混合燃料10，体积百分含量为95％；
[0032]步骤四、向上述添加了混合燃料10的燃料罐中加入硼烷三乙胺络合物，体积百分含量为环己烷和正十六烷体积总和的5％，记为BTEA/混合燃料10；
[0033]步骤五、通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0034]本实施例采用热板实验装置和PAHs光谱仪分别测量混合燃料10和BTEA/混合燃料10在热板上的点火和燃烧特性来说明硼烷三乙胺络合物和正十六烷对环己烷起到点火特性和燃烧过程中PAHs调控的效果。列举含有5％硼烷三乙胺的正十六烷/环己烷点火和燃烧情况。
[0035]如图1和图2所示，本实施例的技术效果具体为：与混合燃料10相比，BTEA/混合燃料10最小着火壁面温度从575℃下降至213℃；PAHs信号值从23968下降至3195，下降率87％。复合碳氢燃料低温点火和抑制PAHs产生性能得到了有效的提升。如图3，加入硼烷三乙胺络合物的混合燃料10的颗粒明显减少，且颗粒从碳烟转变为大尺寸的无定型氧化硼颗粒。
[0036]实施例2
[0037]本实施例按如下比例配置改性混合环烷烃碳氢燃料：
[0038]步骤一、向烧杯中加入环己烷，体积百分含量为80％；
[0039]步骤二、向烧杯中加入正十六烷，体积百分含量为20％，记混合燃料20；
[0040]步骤三、向通入氮气保护的燃料罐中加入制备好的混合燃料20，体积百分含量为95％；
[0041]步骤四、向上述添加了混合燃料20的燃料罐中加入硼烷三乙胺络合物，体积百分含量为环己烷和正十六烷体积总和的5％，记为BTEA/混合燃料20；
[0042]步骤五、通过磁力搅拌方式使燃料罐中的液体均匀混合。
[0043]本实施例采用热板实验装置和PAHs光谱仪分别测量混合燃料20和BTEA/混合燃料20在热板上的点火和燃烧特性来说明硼烷三乙胺络合物和正十六烷对环己烷起到点火特性和燃烧过程中PAHs调控的效果。列举含有5％硼烷三乙胺的正十六烷/环己烷点火和燃烧情况。
[0044]如图1和图2所示，本实施例的技术效果具体为：与混合燃料20相比，含5％硼烷三乙胺络合物的混合燃料20最小着火壁面温度从580℃下降至210℃；PAHs信号值从14549下降至2793，下降率81％。
[0045]实施例3
[0046]本实施例按如下比例配置改性混合环烷烃碳氢燃料：
[0047]步骤一、向烧杯中加入环己烷，体积百分含量为70％；
[0048]步骤二、向烧杯中加入正十六烷，体积百分含量为30％，记混合燃料30；
[0049]步骤三、向通入氮气保护的燃料罐中加入制备好的混合燃料30，体积百分含量为9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、在所述碳氢燃料中添加正十六烷，形成混合燃料；步骤2、在所述混合燃料中添加硼烷三乙胺络合物；步骤3、搅拌均匀。2.如权利要求1所述的抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，其特征在于，所述碳氢燃料为环烷烃碳氢燃料。3.如权利要求2所述的抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，其特征在于，所述环烷烃碳氢燃料的体积分数为占所述碳氢燃料和所述正十六烷体积总和的50
‑
90％。4.如权利要求1所述的抑制环烷烃碳氢燃料燃烧过程中碳烟生成的方法，其特征在于，所述正十六烷的体积分数为占所述碳氢燃料和所述正十六烷体积总和的10％
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50％。5.如权利要求1所述的抑制环烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小彬，盛浩强，刘洪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：