基于PLIF检测的生物质挥发分燃烧多环芳烃生成特性

摘要

针对生物质挥发分燃烧过程，采用平面激光诱导荧光技术对火焰中1～2环、3～5环多环芳烃（PAHs）的二维分布进行了研究，分析对比了升温速率（1 000 K/min和1 500 K/min）、O₂体积分数（21%～50%）等关键因素对木屑、核桃壳颗粒挥发分燃烧过程中PAHs生成与转化特性的影响．结果表明：提高升温速率，生物质挥发分燃烧过程中1～2环和3～5环PAHs信号强度峰值显著增加，同时升温速率提高促进了1～2环和3～5环PAHs向小分子碳氢化合物转化；1～2环和3～5环PAHs信号强度峰值随O₂体积分数提高而增加，这是由于增加的O₂体积分数促进了PAHs的释放．但是由于O₂体积分数的提高同样增加了OH自由基浓度，导致PAHs消耗加快，使得1～2环和3～5环PAHs信号强度持续时间随O₂体积分数提高先增加后减少．木屑和核桃壳颗粒挥发分燃烧过程中生成的3～5环PAHs信号强度峰值和信号强度持续时间较为一致，但木屑颗粒生成的1～2环PAHs信号强度峰值更高，这可能是由于木屑颗粒脂肪烃和芳香环含量更高，同时燃烧过程中生成的OH自由基较多，有利于多环PAHs向1～2环PAHs的转化．

关键词

生物质颗粒 / 挥发分燃烧 / 多环芳烃 / 平面激光诱导荧光技术