Kinetic study of the oxidation and autoignition of different biomass fuels in homogenous lean and ultra lean gas mixtures.
Etude cinétique de l'oxydation et de l'auto-inflammation en milieu gazeux homogène pauvre et ultra pauvre de carburants de substitution issus de la biomasse
Résumé
The oxidation and autoignition of four biofuels has been studied in four reactors according to their reactivities, at high pressure and in the low and high temperature region. The autoignition of purified biogas (CH4 + H2) and syngas (CO + H2) was studied in a shock tube at 10 bar from 1200 to 2000 K. The autoignition occurs in one stage without negative temperature coefficient and cool flames. The chemical kinetic oxidation of methanol was studied in a jet stirred reactor at 10 bar from 700 to 1200 K. The influence of nitrogen oxides (NOx) on methanol oxidation was also studied. The addition of NOx promotes the oxidation of methanol. A kinetic model of 39 species and 170 reactions has been developed and validated against concentration profiles of reactants and intermediate species measured in a jet stirred reactor. The oxidation and autoignition of dimethylether was studied in a rapid compression machine from 600 to 900 K and from 1.7 to 8.3 bar. The effect of addition of NO2 on dimethylether oxidation was also studied. The formation of methyl formate was established during this work for the first time. Dimethylether exhibits a two stage autoignition with a negative temperature coefficient and cool flames. The total ignition delay times measured when NO2 was added to the mixture were shorter. The experimental database built with the results of this study was used to update a kinetic model of dimethylether. The updated model has been validated against experimental results obtained in a rapid compression machine, shock tube and jet stirred reactor.
L'oxydation et l'auto-inflammation de quatre carburants issus de la biomasse ont été étudiées dans des réacteurs adaptés à leurs réactivités, à haute pression et dans un large domaine de température. L'auto-inflammation du biogaz purifié (CH4 + H2) et du gaz de synthèse (CO + H2) a été étudiée en tube à choc à 10 bar entre 1200 et 2000 K. Elle se fait en un seul stade sans coefficient négatif de température ni de flamme froide. La cinétique d'oxydation du méthanol a été étudiée dans un réacteur parfaitement agité à 10 bar entre 700 et 1200 K. L'influence des oxydes d'azote (NOx) sur la cinétique d'oxydation du méthanol a également été étudiée. En présence de NOx l'oxydation du méthanol est accélérée. L'analyse et la quantification des produits de combustion ont permis de construire et de valider un modèle thermocinétique composé de 39 espèces et 170 réactions. L'oxydation et l'auto-inflammation du diméthyléther ont été étudiées en machine à compression rapide de 600 à 900 K et de 1,7 à 8,3 bar. L'effet de NO2 sur l'oxydation du diméthyléther a également été étudié. La formation de méthanoate de méthyle a été mise en évidence durant ce travail. Le diméthyléther présente une phénoménologie d'autoinflammation en deux stades avec coefficient négatif de température et flammes froides. Les délais d'autoinflammation mesurés en présence de NO2 sont plus courts. La base de données expérimentales établie à partir des résultats de cette étude a permis de mettre à jour un modèle thermocinétique de l'oxydation et de l'autoinflammation du diméthyléther. Le nouveau modèle a été validé sur des mesures obtenues en machine à compression rapide, tube à choc et réacteur parfaitement agité.
Loading...