Until now, fossil fuels have contributed to over 80% of
energy expenses in the world, and ca. 79% in Europe [1].
Whereas oil still plays a dominant role, the extent of coal
and biomass use is forecasted [2,3] to increase in the next 25
years (Fig. 1).
Since these fuels contain N-bounded structures
(Table 1), hydrogen cyanide (HCN) and ammonia (NH3)
are intermediately formed during their combustion.
The ratio of NH3/HCN released is function of many
parameters (see paragraph 2) among which one should cite
the nature of the solid fuel, the chemical structures present
in the fuel, the heating rate conditions, and the residence
time [4,7–15].
Most of the HCN released there oxidizes yielding
nitrogen oxides (NOx) whereas a fraction is emitted to
the atmosphere. According to recent studies, biomass
burning provides the main HCN source to the troposphere
(1.4–2.9 Tg N/year) whereas reactions with hydroxyl radicals
(OH) and ocean uptake are responsible for its removal
[16]. Traces of HCN were also measured in the exhausts of
passenger vehicles, probably resulting from catalytic NOx
reduction reactions [17]. In the stratosphere, HCN is
oxidized by reaction with atomic oxygen and hydroxyl
radicals [18].
HCN (CAS 74-90-8) is a very toxic gas (ca. 20 times
more toxic than carbon monoxide) that already affects
human beings at ppm levels in air whereas 1 min exposure
to concentrations of ca. 300 ppm is lethal [19]. It is a very
flammable gas with a flash point of 17.8 1C. Its lower and
higher explosion limits in air are, respectively, 5.6 and
40 vol%. HCN boiling point is 299 K; it has a density
relative to air of 0.94 and a vapor pressure of 87.6 kPa at
295 K [20].
HCN plays a key role in the NOx budget of a variety of
combustion systems among which one should cite pulverized
coal or biomass burners [4] and NO reburning [21,22]
where its intermediate formation is a route to NO
reduction into N2. Furthermore, HCN is a major precursor of N2O [23].
This chemical is an important greenhouse gas with a long
atmospheric life-time (120730 years). Nitrous oxide is emitted into the atmosphere from natural and anthropogenic
sources including the oceans, soil, the combustion of
fossil fuels, biomass burning, the use of fertilizers, NOx
reducing techniques including automobiles catalytic converters,
and various industrial processes [24,25]. Due to its
low reactivity in the troposphere, it reaches the stratospheric
ozone layer almost unreacted. In the stratosphere,
N2O is photolyzed, The net result of reactions (c)+(d) is O3+O-2O2; that
of reactions (c)+(e)+(f) is 2O3-3O2.
Finally, HCN is found in the atmosphere of other
planets such as Titan and Jupiter [26,27], in interstellar
clouds [28], and HCN polymers are proposed as possible
links between cosmochemistry and prebiotic chemistry [29].
Several chemical kinetic reaction mechanisms have
already been published for the oxidation of HCN [30–32].
However, our preliminary tests indicated that these
schemes where not suitable for simulating experiments
outside the conditions where they were originally tested.
Therefore, a more robust kinetic scheme for the oxidation
of HCN was needed.
In this paper, the kinetic mechanisms of HCN formation
and oxidation are reviewed. The role of this chemical in the
reduction of NO through reburning is discussed. The
thermochemistry of N-species is reviewed and updated.
The kinetics of HCN reactions is reviewed and an updated
comprehensive HCN oxidation kinetic reaction mechanism
is proposed and validated against experimental results over
the temperature range 800–3000 K, and a pressure range of
ca. 0.033–10 atm. This new model should be more useful
than the previously proposed schemes only validated over
limited ranges of conditions, not exceeding ca. 2 atm.
จนถึงขณะนี้ เชื้อเพลิงฟอสซิลมีส่วนกว่า 80% ของค่าใช้จ่ายพลังงานในโลก และ ca 79% ในยุโรป [1]ในขณะที่น้ำมันยังคงมีบทบาทหลัก ขอบเขตของถ่านหินและการใช้ชีวมวลเป็นคาดการณ์ [2,3] จะเพิ่มขึ้น 25 ถัดไปปี (Fig. 1)เนื่องจากเชื้อเพลิงเหล่านี้ประกอบด้วยโครงสร้างที่ล้อมรอบ N(ตารางที่ 1), ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) และแอมโมเนีย (NH3)intermediately จะเกิดขึ้นในระหว่างการเผาไหม้อัตราส่วนของ NH3/HCN ออกเป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์ (ดูย่อหน้าที่ 2) หมู่ที่หนึ่งควรอ้างอิงลักษณะของเชื้อเพลิงแข็ง โครงสร้างทางเคมีที่อยู่ในน้ำมันเชื้อเพลิง เครื่องทำความร้อนในอัตราเงื่อนไข และเดอะเรสซิเดนซ์เวลา [4,7-15]Oxidizes ของ HCN ที่ออกมีผลผลิตไนโตรเจนออกไซด์ (โรงแรมน็อกซ์) ในขณะที่เศษส่วนออกมาเพื่อบรรยากาศ ตามการศึกษาล่าสุด ชีวมวลเขียนให้แหล่ง HCN หลักโทรโพสเฟียร์(Tg N 1.4-2.9 ปี) ในขณะที่ปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิล(OH) และมหาสมุทรดูดซับเอาความชอบ[16] ร่องรอยของ HCN ถูกวัดในหมดแรงของรถยนต์ อาจเกิดจากโรงแรมน็อกซ์ตัวเร่งปฏิกิริยาลดปฏิกิริยา [17] ใน stratosphere, HCN เป็นออกซิไดซ์ โดยปฏิกิริยากับออกซิเจนอะตอมและไฮดรอกซิลอนุมูล [18]HCN (CAS 74-90-8) เป็นแก๊สพิษมาก (ca. 20 ครั้งมีพิษมากกว่าคาร์บอนมอนอกไซด์) นั้นแล้วผลกระทบมนุษย์ที่ ppm ระดับในอากาศในขณะถ่ายภาพ 1 นาทีเพื่อความเข้มข้นของ ca 300 ppm เป็นยุทธภัณฑ์ [19] จึงมีมากก๊าซไวไฟ มีจุดวาบไฟราว 17.8 1 ที่ต่ำกว่า และขยายขีดจำกัดที่สูงในอากาศมี ตามลำดับ 5.6 และ40 vol % จุดเดือด HCN เป็น 299 K มีความหนาแน่นที่สัมพันธ์กับอากาศของ 0.94 และความดันไอของ kPa 87.6 ที่295 K [20]HCN มีบทบาทสำคัญในโรงแรมน็อกซ์งบประมาณของหมู่ที่หนึ่งควรอ้างอิงระบบเผาไหม้คลุกเตาถ่านหินหรือชีวมวล [4] และไม่ reburning [21,22]กระบวนการผลิตจะไม่มีก่อตัวเป็นกลางลดเป็น N2 นอกจากนี้ HCN เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญของ N2O [23]สารเคมีนี้จะมีก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญกับนานบรรยากาศชีวิตเวลา (ปี 120730) ไนตรัสออกไซด์ออกมาสู่ชั้นบรรยากาศจากการมาของมนุษย์ และธรรมชาติแหล่งรวมมหาสมุทร ดิน การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล การเขียน การใช้ปุ๋ย โรงแรมน็อกซ์ชีวมวลลดเทคนิครถยนต์แปลงตัวเร่งปฏิกิริยาและกระบวนการอุตสาหกรรมต่าง ๆ [24,25] เนื่องของเกิดปฏิกิริยาที่ต่ำในโทรโพสเฟียร์ มันถึง stratosphericชั้นโอโซนในบรรยากาศเกือบ unreacted ใน stratosphereN2O เป็น photolyzed ผลของปฏิกิริยา (c)+(d) เป็น O3 + O-2O2 ที่ของปฏิกิริยา (c)+(e)+(f) ได้ 2O3 3O2สุดท้าย HCN จะอยู่ในบรรยากาศของอื่น ๆดาวเคราะห์ยักษ์และดาวพฤหัสบดี [26,27], ในดวงดาวเมฆ [28], และโพลิเมอร์ HCN จะนำเสนอเป็นเชื่อมโยงระหว่าง cosmochemistry และพรีไบโอติกส์เคมี [29]มีหลายกลไกปฏิกิริยาเคมีเดิม ๆแล้วการเผยแพร่การเกิดออกซิเดชันของ HCN [30-32]อย่างไรก็ตาม เราทดสอบเบื้องต้นระบุที่เหล่านี้แบบแผนชุดไม่เหมาะสมสำหรับการจำลองการทดลองนอกเงื่อนไขที่พวกเขาเริ่มทดสอบดังนั้น แข็งแกร่งมากเดิม ๆ ร่างสำหรับการเกิดออกซิเดชันของ HCN ถูกต้องในเอกสารนี้ กลไกเดิม ๆ ของ HCN ก่อและออกซิเดชันจะตรวจทาน บทบาทของสารเคมีนี้ในการลดไม่ผ่าน reburning ได้กล่าวถึง ที่อุณหเคมีชนิด N เป็นทบทวน และปรับปรุงจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา HCN จะทบทวน และปรับปรุงกลไกเคลื่อนไหวปฏิกิริยาออกซิเดชัน HCN ครอบคลุมเป็นการนำเสนอ และตรวจสอบกับผลการทดลองกว่าช่วงอุณหภูมิ 800 – 3000 K และความดันca. 0.033 – 10 atm รูปแบบใหม่นี้ควรจะเป็นประโยชน์มากขึ้นกว่าแผนงานการนำเสนอก่อนหน้านี้เท่าที่ตรวจสอบผ่านช่วงจำกัดเงื่อนไข ไม่เกิน ca 2 ตู้
การแปล กรุณารอสักครู่..
จนถึงขณะนี้เชื้อเพลิงฟอสซิลมีส่วนทำให้กว่า 80% ของ
ค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงานในโลกและแคลิฟอร์เนีย 79% ในยุโรป [1].
ในขณะที่น้ำมันยังคงมีบทบาทที่โดดเด่นขอบเขตของถ่านหิน
และการใช้ชีวมวลคาด [2,3] จะเพิ่มขึ้นในอีก 25
ปี (รูปที่ 1)..
ตั้งแต่เชื้อเพลิงเหล่านี้มี N-กระโดด โครงสร้าง
(ตารางที่ 1), ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) และแอมโมเนีย (NH3)
ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ intermediately ของพวกเขา.
อัตราส่วนของ NH3 / HCN ปล่อยออกมาเป็นหน้าที่ของหลาย
พารามิเตอร์ (ดูย่อหน้าที่ 2) หมู่ที่หนึ่งที่ควรกล่าวถึง
ลักษณะของของแข็ง น้ำมันเชื้อเพลิงในปัจจุบันโครงสร้างทางเคมี
ในน้ำมันเชื้อเพลิงเงื่อนไขอัตราความร้อนและที่อยู่อาศัย
เวลา [4,7-15].
ส่วนใหญ่ของ HCN ที่ปล่อยออกมามี oxidizes ยอม
ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ในขณะที่ส่วนที่จะถูกปล่อยออกมา
ในชั้นบรรยากาศ ตามการศึกษาล่าสุดชีวมวล
การเผาไหม้ให้แหล่ง HCN หลักในการ troposphere
(1.4-2.9 Tg N / ปี) ในขณะที่ปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิ
(OH) และการดูดมหาสมุทรมีความรับผิดชอบสำหรับการกำจัดของ
[16] ร่องรอยของ HCN ถูกวัดยังอยู่ในไอเสียของ
รถยนต์โดยสารอาจจะเป็นผลมาจากการเร่งปฏิกิริยา NOx
ปฏิกิริยาลดลง [17] ในบรรยากาศ, HCN ถูก
ออกซิไดซ์โดยการทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอะตอมและไฮดรอกซิ
อนุมูล [18].
HCN (CAS 74-90-8) เป็นก๊าซพิษมาก (แคลิฟอร์เนียได้ 20 เท่า
เป็นพิษมากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์) ที่มีอยู่แล้วส่งผลกระทบต่อ
มนุษย์ที่ ระดับ ppm และในอากาศในขณะที่การเปิดรับ 1 นาที
ความเข้มข้นของแคลิฟอร์เนีย 300 พีพีเอ็มเป็นตาย [19] มันเป็นมาก
ก๊าซไวไฟที่มีจุดวาบไฟ 17.8 1C ลดลงและมัน
สูงกว่าขีด จำกัด ของการระเบิดในอากาศตามลำดับ 5.6 และ
40% โดยปริมาตร จุดเดือด HCN เป็น 299 K; มันมีความหนาแน่น
สัมพัทธ์กับอากาศ 0.94 และความดันไอของ 87.6 kPa ที่
295 K [20].
HCN มีบทบาทสำคัญในงบประมาณ NOx ของความหลากหลายของ
ระบบการเผาไหม้ในระหว่างที่หนึ่งควรดำรงแหลกลาญ
ถ่านหินหรือเตาชีวมวล [4 ] และ reburning NO [21,22]
ที่ก่อกลางมันเป็นเส้นทางที่จะไม่
ลดลง N2 นอกจาก HCN เป็นปูชนียบุคคลที่สำคัญของ N2O [23].
สารเคมีชนิดนี้เป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญที่มีความยาว
ชีวิตเวลาบรรยากาศ (120,730 ปี) ก๊าซไนตรัสออกไซด์ถูกปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศจากธรรมชาติและมนุษย์
แหล่งรวมทั้งมหาสมุทรดินการเผาไหม้ของ
เชื้อเพลิงฟอสซิล, การเผาไหม้ชีวมวลใช้ปุ๋ย, NOx
ลดเทคนิครวมทั้งรถยนต์แปลงปัจจัย
และกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆ [24,25] เนื่องจากของ
การเกิดปฏิกิริยาในระดับต่ำใน troposphere มันถึงใจ
ชั้นโอโซน unreacted เกือบ ในบรรยากาศที่
เป็น N2O photolyzed, ผลสุทธิของปฏิกิริยา (c) + (ง) เป็น O3 + O-2O2; ที่
ของปฏิกิริยา (c) + (จ) + (ฉ) เป็น 2O3-3O2.
สุดท้าย HCN พบในบรรยากาศของอื่น ๆ
เช่นดาวเคราะห์ยักษ์และดาวพฤหัสบดี [26,27] ในระหว่างดวงดาว
เมฆ [28] และ HCN โพลิเมอร์ที่มีการเสนอให้เป็นไปได้ที่
การเชื่อมโยงระหว่างเคมีดาราศาสตร์และเคมี prebiotic [29].
หลายกลไกการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวได้
รับการตีพิมพ์แล้วสำหรับการเกิดออกซิเดชันของ HCN [30-32].
อย่างไรก็ตามการทดสอบเบื้องต้นของเราเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า
รูปแบบที่ไม่เหมาะสำหรับการจำลองการทดลอง
นอกเงื่อนไขที่พวกเขาได้รับการทดสอบเดิม.
ดังนั้นรูปแบบการเคลื่อนไหวที่แข็งแกร่งมากขึ้นสำหรับการเกิดออกซิเดชัน
ของ HCN เป็นสิ่งที่จำเป็น.
ในบทความนี้กลไกการเคลื่อนไหวของการก่อ HCN
และออกซิเดชันจะมีการทบทวน บทบาทของสารเคมีในการนี้
การลดลงของไม่ผ่าน reburning จะกล่าวถึง
อุณห N-สายพันธุ์ที่มีการทบทวนและปรับปรุง.
จลนศาสตร์ของปฏิกิริยา HCN มีการทบทวนและปรับปรุง
ออกซิเดชัน HCN ครอบคลุมกลไกการเกิดปฏิกิริยาการเคลื่อนไหว
มีการเสนอและตรวจสอบกับผลการทดลองมากกว่า
ช่วงอุณหภูมิ 800-3000 K, และช่วงความดันของ
แคลิฟอร์เนีย .033-10 ตู้เอทีเอ็ม รุ่นใหม่นี้ควรจะมีประโยชน์มากขึ้น
กว่ารูปแบบที่นำเสนอก่อนหน้านี้การตรวจสอบเพียงกว่า
ช่วงที่ จำกัด ของเงื่อนไขไม่เกินแคลิฟอร์เนีย 2 ตู้เอทีเอ็ม
การแปล กรุณารอสักครู่..
จนถึงตอนนี้ เชื้อเพลิงฟอสซิล มีส่วนให้มากกว่า 80% ของ
ค่าใช้จ่ายพลังงานในโลกและประมาณร้อยละ 79 ในยุโรป [ 1 ] .
ส่วนน้ำมันยังคงมีบทบาทเด่น , ขอบเขตของถ่านหินและชีวมวลใช้
คาดว่า [ 2 , 3 ] เพิ่มในอีก 25
ปี ( รูปที่ 1 )
เพราะเชื้อเพลิงเหล่านี้มี n-bounded โครงสร้าง
( ตารางที่ 1 ) , ไฮโดรเจนไซยาไนด์ ( กรดไฮโดรไซยานิก ( nh3 )
) และแอมโมเนียเป็น intermediately เกิดขึ้นในระหว่างการเผาไหม้ของพวกเขา .
อัตราส่วนของ nh3 / กรดไฮโดรไซยานิกปล่อยตัวเป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์หลาย
( ดูย่อหน้าที่ 2 ) ระหว่างที่ควรอ้างถึง
ลักษณะของเชื้อเพลิงแข็ง , โครงสร้างทางเคมีปัจจุบัน
ในเชื้อเพลิง เงื่อนไข อัตราความร้อนและที่อยู่อาศัย
เวลา 4,7 ) [ 15 ]
ที่สุดของกรดไฮโดรไซยานิกออกมี oxidizes หยุ่น
ไนโตรเจนออกไซด์ ( NOx ) และเศษส่วนออกมา
บรรยากาศ ตามการศึกษาล่าสุด ชีวมวล
เขียนมีแหล่งกรดไฮโดรไซยานิกหลัก troposphere
( 1.4 ) 2.9 TG N / ปี ) ส่วนปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิล ( OH )
และมหาสมุทร การรับผิดชอบของการกำจัด
[ 16 ] ร่องรอยของกรดไฮโดรไซยานิกยังวัดใน exhausts ของ
ยานยนต์โดยสาร คงเป็นผลจากการน๊
การลดปฏิกิริยา [ 17 ] ในชั้นบนของบรรยากาศ กรดไฮโดรไซยานิกคือ
สลายตัวโดยการเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนอะตอมและอนุมูลไฮดรอกซิล
[ 18 ] .
กรดไฮโดรไซยานิก ( CAS 74-90-8 ) เป็นก๊าซมีพิษมาก ( ประมาณ 20 ครั้ง
พิษมากกว่าคาร์บอนมอนออกไซด์ที่มีผลต่อ
มนุษย์ระดับ ppm ในอากาศในขณะที่ 1 นาทีแสง
เพื่อความเข้มข้นของประมาณ 300 ppm คือร้ายแรง [ 19 ] มันมาก
ก๊าซไวไฟที่มีจุดวาบไฟ 17.8 1C .ของมันลดลงและการระเบิดในอากาศสูงกว่าขีดจำกัด
) 5.6 และ 40 เล่มที่ 2 กรดไฮโดรไซยานิกจุดเดือด 299 K ; มันมีความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอากาศ
0.94 และความดันไอ 87.6 กิโลปาสคาลที่
295 K [ 20 ] .
กรดไฮโดรไซยานิกเล่นบทบาทสำคัญในงบประมาณดังกล่าวของความหลากหลายของระบบการเผาไหม้ของอันควร
ไม่แหลกลาญถ่านหินหรือเตาชีวมวล [ 4 ] และ ไม่ reburning [ 21,22 ]
ที่กลางการก่อตัวเป็นเส้นทางที่จะไม่ลดใน 2
. นอกจากนี้ กรดไฮโดรไซยานิกเป็นสารตั้งต้นหลัก N2O [ 23 ] .
เคมีที่สําคัญมีก๊าซเรือนกระจกกับยาว
บรรยากาศของคุณ ( 120730 ปี ) ไนตรัสออกไซด์ออกมาสู่บรรยากาศจากธรรมชาติและมนุษย์
แหล่งรวมมหาสมุทร , ดิน , การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงชีวมวล
, ฟอสซิลไหม้ การใช้ปุ๋ยการลด NOx
รวมทั้งเทคนิครถยนต์ catalytic แปลง และกระบวนการต่าง ๆ 24,25
[ อุตสาหกรรม ] เนื่องจากปฏิกิริยาของ
ต่ำในชั้นโทรโพสเฟียร์ มันถึงชั้นบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์
เกือบเข้าสู่ . ในชั้นบนของบรรยากาศ เป็น photolyzed
N2O , ผลของปฏิกิริยา ( C ) ( D ) O3
o-2o2 ; ปฏิกิริยาของ ( c ) ( e ) ( F ) 2o3-3o2 .
ในที่สุดกรดไฮโดรไซยานิกที่พบในบรรยากาศ
อื่น ๆดาวเคราะห์ เช่น ไททัน และดาวพฤหัสบดี [ 26,27 ] ในดวงดาว
เมฆ [ 28 ] และกรดไฮโดรไซยานิกพอลิเมอร์เสนอเป็นการเชื่อมโยงเป็นไปได้
ระหว่าง cosmochemistry เคมีและพรีไบโอติก [ 29 ] .
หลายทางจลนศาสตร์กลไกปฏิกิริยามี
แล้วได้รับการตีพิมพ์สำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดไฮโดรไซยานิก [ 30 - 32 ] .
แต่การทดสอบเบื้องต้นของเรา ระบุว่า แผนการเหล่านี้
ที่ไม่เหมาะเพื่อจำลองการทดลอง
การแปล กรุณารอสักครู่..