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研究生:鄭焜碧
研究生(外文):ZHENG,KUN-BI
論文名稱:金屬添加劑對燃燒中碳粒污染物抑制的研究
指導教授:鐘賢龍
指導教授(外文):ZHONG,XIAN-LONG
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:金屬添加劑碳粒污染物超音波霧化器
外文關鍵詞:WOLFHARD-PARKERTWO-DIMENSION-FLAME
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本研究探討金屬添加物對燃燒中碳粒污染物生成的抑制效用。所用的火燄為Wolfhard
-Parker 式擴散火燄,唯將原設計多加一道氧化氣流,以使火燄更對稱性;且將燃燒
器出口處隔離氣流之隔板切害割,使其於受熱膨脹時能自由伸張,不致於彎曲變形,
因此火燄能夠保持平面,亦即此燃燒器能夠產生穩定之二度空間結構的火燄(Two-di-
mension flame)以便於火燄中碳粒生成的測量與觀察。
本研究使用乙炔作為燃料,使用空氣氧化劑、探討之金屬添加物為鹼金屬、鹼土金屬
的氯化鹽及兩者的混合鹽。這些鹼類的水液以超音波霧化器霧化成小液滴,用氮氣攜
帶與燃料氣流混合,再一起流入燃燒器,此種添加方式或避免因添加劑加入時,對火
燄所造成的干擾,而且可使添加劑在燃料氣流中分布均勻,以利於對添加劑效用之探
討。當添加單一金屬鹽類至火燄中時,其抑制率依次為,鹼金屬:氯化鉀>氯化鈉>
氯化鋰;鹼土金屬:氯化鋇>氯化鍶>氯化鈣>氯化鎂;且鹼金屬的抑製率高低次序
與金屬離子化的容易順序相同,因此推測鹼金屬對碳粒上假設的催化機構所得的結果
一致。在低添加速率時,其抑制率隨添加速度的增加而增加,當添加速度增加至某一
範圍時,抑制率趨於定值( 最高可達∼50% )。
當添加混合鹽類至火焰中時,抑制率大小依次為:氯化鉀+氯化鋇>氯化鉀+氯化鍶
>氯化鉀+氯化鈣,且其抑制率最高可達95%,比添加單一金屬鹽類高出許多。吾人
認為:鹼金屬與鹼土金屬同時加入火燄中時鹼土金屬可催化鹼金屬的離子化,因此增
高火燄中金屬離子的濃度,因而增加對碳粒的抑制率。
吾人發現:添加劑也會改變火燄的溫度,若以添加去離子水的火燄溫度作為基準,則
添加鹼金屬類會類會增高火燄的溫度,而添加鹼土金屬則會降低火燄的溫度。由於在
擴散火燄中,溫度增高會促進碳粒的生成,因此推測鹼金屬對碳粒的抑制度應比實際
測得之值好;而鹼土金屬的抑制率,可能部份是來自於溫度的降低。

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