等离子体辅助甲烷燃烧的主要反应路径/通道

作者：张晓军; 陈琪; 张依婷

来源：燃烧科学与技术, 2018, 24(01): 75-82.

• 等离子体助燃
• 密度泛函理论
• 反应机理
• 过渡态
• 中间体

通过实验和模拟的方法,对等离子体辅助甲烷燃烧主要基元反应进行了研究.实验测量了等离子体辅助甲烷燃烧火焰不同位置的发射光谱图,得到了参与该过程的重要组分;模拟过程中,基于密度泛函理论,研究了甲烷燃烧反应中O2+H→OH+O、CH4+OH/O/H→CH3+H2O/OH/H2、CH3+O→CH2O+H、CH2O+OH/O/H→CO+H2O/(H+H2O)/(H+H2)等几个重要基元反应,在B3LYP/6-311++G**水平找到了各反应可能的反应路径/通道,并进行分析.在此基础上,对比分析了放电等离子体作用下各反应路径/通道的变化,结果表明,在研究等离子体辅助甲烷燃烧机理时,应基于甲烷燃烧机理进行完善,通过加入*2HO(v)、O(1D)、CH4(v)等激发态组分,并对一些基元反应进行拆分或合并,重新计算各反应活化能;生成的激发态组分会提升反应势能面,降低活化能,加速反应进程;在CH2O与O/OH/H的反应中,放电等离子体可将生成的HCO直接分解,降低了HCO对H原子的消耗,同时还会释放一个H原子,有利于燃烧反应的进行.

• 出版日期2018
• 单位北京交通大学