液化石油ガス成分であるイソブタンの燃焼反応機構

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3種の衝撃波管及びマイクロコンピュタ-を使用して、イソブタンの燃焼反応機構の研究を1100Kから1600Kの温度範囲で行い、以下の結果を得た。1.燃料過剰組成(a)([酸素]/[イソブタン]=3)及び化学量論比組成(b)([酸素]/[イソブタン]=6.5)での燃焼中間物(炭素原子を持った化合物)を定量した。試料(a)を1200K(加熱時間が2500μs)に加熱した場合、40%のイソブタンが消費され、プロピレン22%、メタン9%、イソブテン7%、エタン6%1.3-ブタジエン5%、プロピン4%、エチレン3%、一酸化炭2%、アレン2%等を生成した。試料(b)を1200Kに加熱した場合も同様の結果を得、酸素量を変えてもイソブタンの消費量及び生成物の種類、量はほとんど変わらないことが明らかになった。又試料(a)を1500K(加熱時間が1600μs)に加熱した場合、98%のイソブタンが消費され、一酸化炭素270%、二酸化炭素42%、アセチレン25%、プロピレン2%、メタン6%、イソブテン1%、エタン2%、1.3-ブタジエン1%、エチレン5%等を生成した。又試料(b)を1500Kに加熱した場合、イソブタンが完全に消費され、一酸化炭素と二酸化炭素を生成し炭化水素はほとんど確認されなかった。2.赤外線レ-ザ-吸収法を用いてのイソブタンの経時変化を測定し、加熱から300μsの間のイソブタンの消費量を解明した。1300K以下の温度では各組成での差異は観測されなかった。高温になるほど各組成間の消費量の差は大きくなった。酸素過剰の組成(c)([酸素]/[イソブタン]=7.5)では1450Kの温度で、加熱してから200μs以内にイソブタンは完全に消費されることが明らかになった。3.赤外線発光法を用い、各組成・温度での一酸化炭素の生成過程を測定し、誘導期τと酸素濃度、イソブタン濃度と温度の関係を次のように求めた。τ_<CO2>=5.2×10^<-16>[i-C4H10]^1・^6[O2]^<-2>・^3exp(58200/RT)s^<-1>4.コンピュ-タを使用し、195個の素反応からなる反応機構を組み上げた。