4 / 18
В.А. Лиханов, А.Н. Козлов, М.И. Арасланов
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017
уравнения реакции разложения ацетилена может быть записан сле-
дующим образом [9]:
2 2
2
C H С Н Н.
(3)
Науглероживание радикала зародыша сажи происходит при вза-
имодействии с ацетиленом за счет присоединения атомов углерода и
усиления их связей. При достижении числа атомов углерода 80…100
и более появляется физическая поверхность сажистой частицы [10].
Таким образом, происходит фазовый переход к твердой конденсиро-
ванной фазе по следующей брутто-реакции:
2 2 2
( 2) 2
2
C H +C H C H + H ,
m
m
(4)
где
m
— количество атомов углерода в зародыше сажи.
Дальнейший рост частицы сажи осуществляется за счет реакции
разложения ацетилена на поверхности и может быть ускорен за счет
взаимодействия с радикалами, другими химическими и физическими
зародышами сажи. Росту зародышей сажи в пламени этанола активно
препятствует большое количество образовавшихся радикалов гид-
роксильной группы и водорода. Активная адсорбция радикалов во-
дорода препятствует контакту частиц с окружающей средой. Гидро-
ксильные группы ОН взаимодействуют на поверхности частицы с
атомами углерода, разрушают углеродный каркас, препятствуя даль-
нейшему росту частицы.
При работе дизеля на РМ и этаноле, даже в зонах с богатой топ-
ливовоздушной смесью, параллельно с образованием и ростом саже-
вых частиц происходит их выгорание из-за наличия атомов кислоро-
да, поступающего в КС вместе с топливом. Принято, что процесс га-
зификации твердого углерода сажевых частиц может происходить за
счет взаимодействия с радикалами, содержащими кислород, молеку-
лами воды, монооксидом и диоксидом углерода, а также за счет ре-
акции со свободным кислородом. Химический механизм включает в
себя гетерогенные и гомогенные реакции окисления, идущие на по-
верхности и в пограничном объеме углеродной частицы [9]:
2
2
C + O CO ;
(5)
2
C + 0, 5O CO;
(6)
2
C + CO 2CO;
(7)
2
2
C + 2H O CO + 2H ;
(8)
2
2
2CO + O 2CO ;
(9)