低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水与污染物排放

对低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水、CO、HC、NOx和CO2排放特性进行了研究,并对5种排放物的形成机理和排放趋势进行了分析。ECE工况(-20、-10和0℃)和怠速工况(-30、-20、-10和0℃)下,乙醇汽油和普通汽油的冷凝水排放量主要受含氢量、车辆构造和外界环境的共同影响。ECE工况中冷凝水的总体排放趋势是随着温度降低而增加,乙醇汽油的总排水量持平或略低于普通汽油。-10℃时乙醇汽油的高含氧量能促进燃烧速度和燃烧效率,减少CO和HC排放,增加NOx排放;0℃时低温环境和乙醇的高汽化潜热会影响可燃混合气形成和燃烧速度,降低缸壁温度,增加CO和HC排放。     

车用柴油机燃用生物柴油的排放特性

为了研究生物柴油对发动机排放污染物的影响,采用台架实验研究了直喷自然吸气式4缸柴油机使用纯柴油B0、混合燃料B10、B20和B30以及纯生物柴油B100的污染物排放特性,通过进行不同转速和扭矩工况台架实验,分析发动机负荷和转速对柴油机排放污染物的影响。实验结果表明,在所有实验工况下,使用生物柴油能减少柴油机THC、CO和PM排放,增加NOx排放,随着混合燃油中生物柴油掺混比例的升高,THC、CO、PM和NOx排放的变幅逐渐增大,THC和CO的排放不断降低,而NOx和PM的排放变化呈现trade-off关系,相同掺混比例下,PM降低的幅度都大于NOx增加的幅度。     

水泥分解炉掺烧干污泥对NO_x排放的影响

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加而减少。在保持干污泥掺烧量、CO浓度在一定范围内相对不变的情况下,NOx排放浓度随着含氧量的增加而增加,表明在富氧环境下,NOx比较容易生成。在保持干污泥掺烧量、含氧量不变的情况下,NOx排放浓度随着CO浓度的增加而减少,说明在高温环境下,干污泥暴露在烟气中的碳不断与氧反应,加快了干污泥活性炭化的进程,并促使NOx不断被吸附。同时,NOx生成所需的氧被碳原子掠夺,从而使CO浓度增加,并抑制了NOx的生成。     

基于EGR的乙醇-生物柴油-柴油发动机排放性能

在单缸风冷四冲程直喷柴油发电机上,燃用柴油、生物柴油、10%乙醇-45%生物柴油-45%柴油(E10B45D45)和20%乙醇-40%生物柴油-40%柴油(E20B40D40),采用16%、28%EGR率,测试并分析了经济性,NO_x、HC和CO的排放性能和烟气的光吸收系数。研究表明:柴油的油耗最低,生物柴油次之,随着乙醇含量的增加,混合燃料的油耗增加;随着乙醇含量的增多,NO_x排放量降低,与燃用柴油相比,E10B45D45和E20B40D40平均可降低约16.1%和30.2%;采用EGR可有效降低NO_x排放,对应16%、28%EGR率,E10B45D45的NO_x排放可平均降低19.3%和39.5%,E20B40D40平均降低10.7%和43.5%;随着乙醇含量的增多,HC排放量显著升高,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了59.8%和172.1%;采用EGR后,HC排放增加;随乙醇含量的增加,CO排放也明显增大,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了58.6%和131.1%;采用EGR后CO排放增加;各燃料中,柴油在小、中负荷烟气的光吸收系数最低,大负荷时却最高;不宜在小负荷时采用较高的乙醇掺混比和较大的EGR率。     

气氛含氧量对DDT热处理特性的影响

滴滴涕属于有机氯农药,其所含成分DDTs在环境中难以降解,并具有生物毒性。利用高温管式炉研究气氛中含氧量对滴滴涕热处理特性的影响,为研发废弃滴滴涕高温热处理技术提供理论依据。实验结果表明,在600℃时,滴滴涕去除率最高为含氧量21%时的70.48%;在900℃条件下,当含氧量为21%时DDT去除率≥99%;在1 200℃条件下,当含氧量≥12%时DDT去除率≥99.9%。在滴滴涕热处理残渣中,o,p’-DDT占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量的增加而增长,DDT则都随含氧量增加而减少,且上述变化随温度升高而幅度加大。在尾气中,p,p’-DDE占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量增加而递增,在1 200℃条件下尤为明显。     

行驶速度对机动车尾气排放的影响

利用COPERTIV模型计算和车载尾气测量系统实测得到不同行驶速度下的机动车尾气排放因子,并分析不同车型不同排放标准等级车辆的行驶速度对排放的影响。调查研究北京市城区路网早高峰、平峰、晚高峰和夜间的车流量、车型构成、行驶速度,基于Arc GIS建立平均车速和行驶里程的网格分布数据库,并对比车速修正前后不同道路类型不同污染物的排放强度。结果表明,基于COPERT IV模型和车载测量系统计算的小客车NOx和HC排放因子随车速的变化趋势类似,均随车速的增加呈现U型分布;柴油公交车与柴油卡车NOx和HC排放因子随着车速的升高而减小。4个时间段平均车速大小排序为:夜间(44 km·h~(-1))晚高峰(34 km·h~(-1))平峰(32 km·h~(-1))早高峰(28 km·h~(-1))。车速修正后CO和HC的排放量上升,上升幅度分别为10.6%~11.8%和8.8%~9.2%,NOx和PM排放量下降,下降幅度分别为22.1%~23.3%和12.7%~13.5%。     

DOC系统催化性能的仿真和分析

以Langmuire Hinshelwood机理为理论依据,基于MATLAB/Simulink建立DOC系统的数值计算模型,研究不同参数(如空速、氧气浓度、NO2/NOx比例)对氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)转化效率的影响,并对部分工况进行了实验研究,从而验证数值模型的准确性。结果表明,空速的降低可以增大DOC对CO、HC、NO的氧化性能,这是由于排气在催化器内的反应时间增长。当排气温度为225~300℃时,减小空速对增大HC的氧化效率效果明显,当排气温度在175~450℃范围内,减小空速对增大NO的氧化效率影响明显;当O2浓度低于1%,排气温度在175~250℃时,CO转化效率增大,在250℃之后均接近100%。当O2浓度为10%时,温度的变化对CO的转化效率影响很小。当O2浓度大于1%时,温度的变化对NO的氧化效率影响较大;当排气温度在300~550℃时,NO2/NOx比例的变化对NO的转化效率影响较大。降低排气中NO2/NOx比例,能够在排气温度高于300℃时,明显提高NO的转化效率。     

混合动力轿车城市典型道路排放特性

基于车载式排放测试系统(PEMS),对混合动力轿车进行典型城市道路行驶工况下的排放测试,对比分析实验车辆速度、加速度和比功率区间下的排放特性。混合动力轿车在车速低于50 km/h时,发动机处于关闭状态无排放,温度也下降,会降低NOx排放。主干道上NOx排放最少,快速路上NOx排放较高,高速公路上NOx排放最多。车速超过50km/h时发动机再起动,产生CO和HC排放峰值。主干道上CO和HC排放峰值最频繁,总平均排放因子最高;快速路上排放峰值稀少,总平均排放因子居中;高速公路上没有很大的排放峰值,总平均排放因子最低。     

基于COPERT 4模型的杭州市机动车排气污染特征研究

以2015年为基准年,利用COPERT 4模型计算了杭州市分车型分排放标准下的机动车排气污染物(CO、碳氢化合物(HC)、NO_x、PM_(2.5))的排放因子,并估算了各污染物排放量及分车型分排放标准下的各污染物分担率。结果表明,随着排放标准的提升,机动车排气污染物排放因子总体呈现下降的趋势。汽油车的CO和HC排放因子高于柴油车,而柴油车的NO_x和PM_(2.5)排放因子高于汽油车;天然气车的各污染物排放因子基本接近汽油车,而汽油电混动车的各污染物排放因子则明显低于其他动力车;各污染物排放因子随车型的增大(重)而增大。2015年杭州市机动车排气污染物CO、NO_x、HC和PM_(2.5)排放量分别为48 923.0、44 713.7、7 014.7、837.9t,其中汽油车CO和HC分担率较高主要是因为小型汽油客车CO和HC分担率高,并且其保有量占比也高,应重点控制小型汽油客车的保有量;柴油车NOx和PM_(2.5)分担率较高主要是因为重型柴油货车NO_x和PM_(2.5)分担率高,但其保有量占比不高,应重点控制重型柴油货车的排放因子。     

我国移动源主要大气污染物排放量的估算

在考虑我国移动源主要大气污染物排放标准变化的基础上,分别对我国2000—2012年道路移动源和非道路移动源主要大气污染物(CO、NOx、HC、PM2.5)的排放量进行了估算。研究表明:2000—2012年间,我国移动源主要大气污染物排放总量呈现先增后减的趋势,2005年达到最大值,为4 233万t,其中道路移动源的排放量占80%以上;各类大气污染物的排放量的差异性较大,CO和NOx的排放量较多,占排放总量的87%以上,从整体趋势上来看,CO的排放量逐年较少,NOx的排放量逐年增大,而HC和PM2.5变化不大;摩托车和重型柴油货车是道路移动源主要排放源,农业机械是非道路移动源的主要排放源;移动源排放的主要大气污染物在地区间的分布极不平衡,2012年排放量最高的5个省份依次是山东、河北、河南、广东和江苏;排放强度较大的地区主要集中在环渤海经济圈、长三角地区和珠三角地区,其中又以上海、北京、天津3个直辖市的排放强度最大。