层流预混C2H4/O2/Ar火焰中PAHs生成的荧光光谱分析及机理验证*

杨　阳　贺振武　刘　鹏　张毅然　管　斌　林　赫　黄　震（上海交通大学机械与动力工程学院上海200240）

层流预混C2H4/O2/Ar火焰中PAHs生成的荧光光谱分析及机理验证*

杨阳贺振武刘鹏张毅然管斌林赫黄震
（上海交通大学机械与动力工程学院上海200240）

应用激光诱导荧光（LIF）技术对层流预混乙烯火焰中多环芳香烃（PAHs）进行在线测量，并对火焰中PAHs生成机理进行验证。实验研究发现：乙烯各火焰高度下PAHs荧光光谱峰值位置不发生转移，都在500nm左右；随着火焰高度和当量比的增加，PAHs荧光光谱强度随之增强；应用Chemkin Pro软件采用ABF、USC2和KAUST2机理对燃烧过程中生成的PAHs摩尔分数进行计算，并与实验结果进行对比，发现在ABF、USC2和KAUST2机理中1环芳香烃（A1）物质生成路径一致，三种机理能够很好地预测A1物质生成。ABF和KAUST2机理中3环芳香烃（A3）物质生成路径很不相同，但是KAUST2机理能够准确预测A3的生成。而对于2环芳香烃（A2）和4环芳香烃（A4）物质，KAUST2机理预测得更加准确。

预混乙烯火焰PAHs荧光光谱LIF归一化强度

引言

化石燃料不完全燃烧产生的PAHs被认为是碳烟前驱物，近年来受到广泛关注[1-5]。PAHs是一种具有毒性及化学致癌性的物质，会对大气环境和人体健康产生严重危害[6-10]。

自上世纪90年代以来，国内外对燃烧中PAHs和soot的生成机理开展了大量研究，提出了HACA（hydrogen abstraction-carbon addition）机理[11-12]，并在此基础上逐步发展出ABF[13]、USC2[14]和KAUST2[15]等机理。但是这些机理仍然需要有效的实验数据进行验证，并在此基础上不断发展与完善。

热泳探针采样[16-17]和分子束质谱[18-19]方法已被用来测量火焰中PAHs浓度，并与通过ABF、USC2和KAUST2机理计算得到的PAHs浓度进行对比，以验证三种机理的准确性[15]。……