柴油机排放颗粒物净化技术研究进展

柴油机被认为是城市大气微粒的主要污染源.柴油机颗粒物组成复杂并且颗粒粒径甚小,大都属于亚微米级粒子和纳米级粒子.因而柴油机颗粒物对人类健康和大气环境的影响受到世人的广泛关注.本文主要对柴油机排放颗粒物的生成机理、化学组成及危害、物理性质、检测方法和净化技术等方面进行综述与探讨.     

柴油机排放颗粒物净化技术研究进展

柴油机被认为是城市大气微粒的主要污染源。柴油机颗粒物组成复杂并且颗粒粒径甚小,大都属于亚微米级粒子和纳米级粒子。因而柴油机颗粒物对人类健康和大气环境的影响受到世人的广泛关注。本文主要对柴油机排放颗粒物的生成机理、化学组成及危害、物理性质、检测方法和净化技术等方面进行综述与探讨。     

北京道路降尘排放特征研究

道路扬尘是城市大气颗粒物主要来源之一,本研究采用降尘法监测北京道路扬尘并分析降尘排放特征。对北京不同类型道路共40条,每条道路布置2个降尘监测点,并对背景降尘值进行了监测,道路降尘(DFr)与背景降尘(DFb)的差值作为道路自身降尘(ΔDF)。结果显示,快速路、主干道、次干道和支路的ΔDF分别为18.9、13.9、9.9和9.7 t/(km2.30 d),降尘值比例为100∶74∶52∶51,单辆车引起的降尘比例为1.00∶2.55∶5.20∶5.67;夏季道路降尘量最大,其次为冬季。以一年为周期,道路月均降尘为ΔDF,则1~4月份交通降尘量为0.72~0.94ΔDF,5~8月份降尘量为1.10~1.30ΔDF,9~12月份月降尘量为0.96~0.99ΔDF;不同类型道路ΔDF数据均呈偏态分布,道路降尘不同季节也均为偏态分布。道路降尘量与车流量呈正线性相关。     

柴油机颗粒物及重金属比排放特征研究

测定了国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ3种排放水平道路柴油机及一种非道路国Ⅱ柴油机的颗粒物与重金属比排放。结果表明,国Ⅴ排放水平的道路柴油机在颗粒物及重金属比排放方面均远低于国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机,重金属比排放仅为国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机的约75%。国Ⅳ道路柴油机瞬态工况(ETC)试验的颗粒物及重金属比排放均显著高于稳态工况(ESC)试验,且大排量柴油机在ETC试验中重金属比排放比小排量柴油机高出20%以上。道路与非道路柴油机7种重金属比排放顺序基本为As>Zn、Cu、Cr>Ni、Pb>Cd。非道路国Ⅱ柴油机重金属总比排放是道路柴油机重金属比排放的近16倍,表明非道路柴油机在颗粒物和重金属比排放方面对环境的污染风险均显著高于道路柴油机。     

电除尘技术新方向—脉冲荷电除尘

一、引言为了有效地除去0.1μm以下的微小尘粒,开发一种低能耗、高除尘效率、新型的除尘技术已引起人们的普遍关注。八十年代,电除尘技术发展较快,主要有脉冲荷电,电极间距加大,微机过程控制等。尤其是脉冲荷电除尘,由于它能防止通常电除尘中反电晕现象,能耗低、除尘率高、可控制,对SO_2和NO_x等亦能有效地消除,因此特别引人注目。本文对这技术作一简略介绍。     

沸腾炉大气污染物初始排放因子的研究

以20台沸腾炉(≤60MW)的燃料特性分析数据和大气污染物的排放实测数据为基础,研究了颗粒物(PM)、SO2和NOX初始排放因子EFP0M、EF0SO2、EF0NOX的变化规律,并利用SPSS13.0统计分析软件,分析了EFP0M、EFS0O2、EF0NOX与影响因子间的相关性。结果表明,在沸腾炉运行负荷≥80%的条件下,EF0PM基本不受锅炉出力(W)、燃煤灰分质量分数(Aar)及过量空气系数(α)的影响,EFP0M与W、Aar、α不具有相关性;EF0SO2主要受燃煤硫质量分数(Sar)的影响,两者具有显著正相关关系;W、α、燃煤干燥基挥发分质量分数(Vdaf)对EF0NOX具有显著影响,EF0NOX与α具有显著正相关关系,而EF0NOX与W、Vdaf具有显著负相关关系;EFS0O2和EF0NOX影响因子由强到弱的顺序为:①EFS0O2:SarαW;②EF0NOX:VdafαW燃煤氮质量分数(Nar)。     

燃煤工业锅炉PM2.5排放规律

当前我国工业锅炉中最主要应用炉型为链条炉,是大气污染物排放的重要污染源之一。本研究利用基于荷电低压捕集器(ELPI)的颗粒物排放稀释系统,选取5台典型链条燃煤工业锅炉,对其除尘器的进口、出口和脱硫后3处进行细微颗粒物(PM2.5)的现场测试。粒径分布结果表明,粒数浓度较多在0.04~0.3μm范围内,质量浓度分布在0.08~0.25μm范围内呈单峰上升形态。除尘装置对PM2.5的捕集效率在50%左右,除尘效果较差;脱硫后有些级的颗粒物浓度不降反升。目前环境日趋恶劣,燃煤工业锅炉作为PM2.5的重要排放源,将是今后重点控制对象。     

机动车细微颗粒物及气体污染物排放的隧道实测研究

利用隧道实验法对澳洲Vulturestreet公交专用隧道的细微颗粒物和气体污染物进行连续4d实测,分析了自然通风和纵向通风下隧道内NOX、细微颗粒物数目浓度以及细微颗粒物粒度分布特征。结果表明,隧道内细微颗粒物粒径谱呈双峰分布,峰值区段细微颗粒物粒径分别在19～25、70～105nm,判定为低硫柴油公交车和CNG公交车共同作用结果。隧道内NO2/NOX比值与NOX具有很强的相关性(R2=0.8320),当NOX大于1.000×10-6时,NO2/NOX渐进于(0.088±0.001),同时,NOX与细微颗粒物数目浓度、细微颗粒物总体积(VFP)呈明显的线性相关关系。柴油公交车和CNG公交车的混合条件下,细微颗粒物数目浓度、NOX平均排放因子分别为(2.48±1.53)×1014个/km、(12.8±5.1)g/km,柴油车和CNG公交车细微颗粒物数目浓度排放因子和NO排放因子没有明显差异。     

柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术的研究进展

本文从柴油机排放的特点、柴油机排放的标准、柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术等方面进行了综述与探讨,就柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术的研究提出了一些建议和设想。     

渭南主城区道路积尘负荷及交通扬尘颗粒物排放

对渭南主城区道路积尘负荷进行了实测,并计算了2018年不同道路类型和不同车型的交通扬尘颗粒物排放量。结果表明:渭南主城区支路积尘负荷最大,为1.79g/m~2,高速积尘负荷最小,为0.05g/m~2,洒水作业能有效降低积尘负荷;渭南主城区道路交通扬尘PM_(2.5)和PM_(10)的年排放量分别为1 149.65、4 751.88t;小型客车引起的交通扬尘颗粒物排放在城市道路(包括主干道、次干道、支路)和国省道(包括国道和省道)上的分担率最高,分别为59.49%、41.46%,重型货车在高速上的分担率最高,为63.35%;城市道路交通扬尘颗粒物排放有明显的双峰日变化规律,而国省道和高速不明显。     

柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术的研究进展

本文从柴油机排放的特点、柴油机排放的标准、柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术等方面进行了综述与探讨,就柴油机排放碳颗粒物和NOx催化净化技术的研究提出了一些建议和设想.     

固定源可凝结颗粒物中金属元素组分特征研究

参考2017年美国环境保护署(USEPA)推荐的Method 202和中国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836—2017),对中国华北、华东地区正常稳定运行的燃煤电厂、燃煤供热锅炉、垃圾焚烧发电厂、建筑陶瓷厂、焦化厂、石化厂等涉气重点行业企业排放的固定源可凝结颗粒物(CPM)及其中的金属元素进行了测试。结果表明，不同行业企业废气CPM中金属元素的种类和排放水平不同，主要与燃烧源、原(辅)材料、生产工艺、废气治理设施的CPM治理效果等因素有关。CPM中Zn、Al是主要金属组分，多数企业Fe、Ba占比也较高。燃煤电厂中As、Pb,燃煤供热锅炉中Pb、Cr、As,石化厂中Hg、Pb,建筑陶瓷厂中Cr,垃圾焚烧发电厂和焦化厂中As,分别是CPM中值得关注的有毒有害重金属元素。     

非道路柴油机排放颗粒物中的重金属形态及其风险评价

采集6种典型非道路柴油机排放的颗粒物样品,利用BCR连续提取法分析了颗粒物中重金属的形态。结果表明,6种典型非道路柴油机的颗粒物比排放达154~343mg/(kW·h),小功率的非道路柴油机颗粒物比排放较高;各重金属平均质量浓度排序为ZnCrAsMnPbNi≈Cu≈Cd,重金属总量约占颗粒物质量的2.22%;Ni和Cu以有机物结合态为主,其他重金属均以残渣态为主,约占总提取形态的71.83%~96.74%;所有非道路柴油机颗粒物中均存在有机物结合态重金属且比例较高,说明排放颗粒物中有机污染物和重金属结合紧密。基于风险评价法和污染系数法对重金属的生态风险进行评价,结果表明,非道路柴油机排放颗粒物中Cd的生态风险最高,Pb、Cr和Mn的风险次之。     

烧结机细颗粒物PM_(2.5)排放特性

利用基于荷电低压颗粒物撞击器(ELPI)的颗粒物排放稀释采样系统,对不同烧结机组的机头、机尾、配料和整粒后的烟粉尘进行了PM2.5的现场测试。结果表明了各测试点位排放的PM2.5粒径分布和质量浓度分布特点。烧结机机头脱硫后虽然降低PM2.5的质量浓度,却增大了其粒数浓度,因此应对脱硫工艺进行优化。PM2.5单体颗粒形态有:球形颗粒、超细颗粒、不规则颗粒和烟尘集合体。PM2.5中SO2-4、有机碳(OC)、无机碳(EC)和铁(Fe)的含量较高,分别为2.65%~10.76%,6.15%~12.6%,3.05%~10.05%和4.14%~26.78%。     

石油加工企业脱硝、除尘工程经济性及超低排放潜力分析

基于多家石油加工企业大气污染控制工程案例,利用层次分析模型对脱硝、除尘工程的经济性进行了评估,并对未来不同情景下的工程技术成本、效益进行了比较分析。结果表明,在基准情景下,采用不同控制技术的石油加工企业经济性评价综合值差别较大。现有控制技术单一的企业,由于投资成本高或环境效益较低导致经济性下降;采用多种技术控制污染物排放的企业,绝对的投资费用较高,但可带来良好的环境效益,因而经济性更高。与基准情景相比,在超低排放情景下,系统总成本显著增加,系统总效益显著提升,但是总效益的增幅与总成本的增幅相差不大。通过研究发现,石油加工企业推行超低排放,经济性较高,技术上也可行。上述研究结果可为石油加工企业推行超低排放提供参考。     

冶金企业无组织排放颗粒物影响评价

以上海市某冶金企业为例,该厂有正常运行的冶炼炉13座,每年向大气中排放大量颗粒污染物.基于高斯倾斜烟羽模式,整理了2003年上海市全年的气象资料,运用气象概率矩阵法计算了该厂直排点源及无组织面源排放颗粒物的影响,得出了厂区内无组织排放颗粒物落地浓度等值线图.计算结果表明,厂区内颗粒物污染主要来自无组织面源,污染集中在厂区中心的污染源附近;直排点源对环境的影响较小,污染主要集中在下风向.     

公路隧道空气颗粒物净化实验研究

研制了窄极距双区电除尘公路隧道空气颗粒物净化系统,研究了粉尘浓度、粉尘粒度、工作电压及电场风速等主要因素对其净化性能的影响。结果表明,该技术方案可行,颗粒物净化效率随粉尘浓度及电场风速增大而降低,随工作电压及粉尘粒径增高而提高。     

蚊香类散发污染物排放因子及颗粒物分布特征研究

应用大型空气质量实验舱平台,分别测试盘式固体蚊香、片型电蚊香和液体电蚊香的PM2.5和主要气态污染物散发量。采用定释放浓度法,获得PM2.5和主要气态污染物排放因子。结果显示,盘式固体蚊香、液体电蚊香、片型电蚊香的PM2.5排放因子分别为12.9、1.3、2.6mg/h,总挥发性有机物(TVOC)排放因子分别为103.4、69.5、58.8mg/h,甲醛排放因子分别为16.0、8.9、12.5mg/h,3种蚊香排放的主要苯系污染物排放水平相当,此外盘式固体蚊香还散发CO,排放因子为925.4mg/h。对盘式固体蚊香散发颗粒物的数浓度谱分布进行了拟合分析,发现数浓度谱分布具有良好的自模性,拟合得出计数中位径(CMD)为90nm,几何标准差(GSD)为1.65;假设蚊香释放颗粒物为密度1.4g/cm3的球形颗粒,利用质量浓度和数浓度谱分布特征反算得出各类蚊香散发颗粒物的数浓度排放因子。通过案例计算,发现房间在正常通风条件(换气次数为2.0次/h)下使用各类蚊香时散发的TVOC浓度将超标1.8~3.2倍,甲醛超标1.5~3.0倍;盘式固体蚊香散发的PM2.5超标近1.5倍,CO超标1.7倍。对封闭环境下,通风条件很差(换气次数为0.5次/h),此时所有污染物浓度将增大4倍,污染更加严重。