FBC-DPF在柴油机颗粒物控制中的应用研究

目前针对加装FBC-DPF(燃油添加剂-柴油机颗粒捕集器)后的柴油机放特性研究较少,并且缺乏FBC-DPF对颗粒物中PAHs排放量的影响效果研究.为全面评估加装FBC-DPF后柴油机颗粒物排放特性和FBC-DPF对柴油机尾气中的颗粒物排放污染控制效果,在发动机台架上对装有FBC-DPF的重型柴油机进行了颗粒物排放特性试验.利用电子低压撞击仪(ELPI)测量加装FBC-DPF前、后柴油机颗粒物的数浓度与粒径分布,用玻璃纤维滤膜采集加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs,利用色谱质谱联用仪对加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs进行定量分析.结果表明:①加装FBC-DPF后柴油机排放的颗粒物数浓度大幅降低,FBC-DPF对尾气中颗粒物的捕集效率平均值在95%左右;②加装FBC-DPF后柴油机固相PAHs总比排放量有所降低,在大负荷区域降幅在25.0%～88.0%之间;③加装FBC-DPF前的颗粒物中位直径为30～89 nm,而加装FBC-DPF后的颗粒物中位直径为41～98 nm,平均增幅为38.2%.对于国Ⅳ及未来国Ⅴ柴油机排放法规,FBC-DPF是解决柴油机颗粒物排放的有效手段;此外,FBC-DPF可以大幅降低柴油机尾气中的有毒成分,并且能够适应高含硫量的燃油环境.     

Unregulated emissions from diesel engine with particulate filter using Fe-based fuel borne catalyst

The alteration and formation of toxic compounds and potential changes in the toxicity of emissions when using after-treatment technologies have gained wide attention. Volatile organic compound（VOC）, carbonyl compound and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbon（PAH） emissions were tested at European Steady State Cycle（ESC） to study unregulated emissions from a diesel engine with a fuel-borne catalyst and diesel particulate filter（FBC–DPF）. An Fe-based fuel-borne catalyst was used for this study. According to the results, brake specific emissions of total VOCs without and with DPF were 4.7 and4.9 mg/kWh, respectively, showing a 4.3% increase. Benzene and n-undecane emissions increased and toluene emission decreased, while other individual VOC emissions basically had no change. When retrofitted with the FBC–DPF, total carbonyl compound emission decreased 15.7%, from 25.8 to 21.8 mg/kWh. The two highest carbonyls, formaldehyde and acetaldehyde, were reduced from 20.0 and 3.7 to 16.5 and 3.3 mg/kWh respectively. The specific reactivity（SR） with DPF was reduced from 6.68 to 6.64 mg/kWh. Total particle-phase PAH emissions decreased 66.4% with DPF compared to that without DPF. However, the Benzo[a]pyrene equivalent（BaPeq） with DPF had increased from 0.016 to 0.030 mg/kWh.Fluoranthene and Pyrene had the greatest decrease, 91.1% and 88.4% respectively. The increase of two- and three-ring PAHs with DPF indicates that the fuel-borne catalyst caused some gas-phase PAHs to adsorb on particles. The results of this study expand the knowledge of the effects of using a particulate filter and a Fe-based fuel-borne catalyst on diesel engine unregulated emissions.     

船舶柴油机选择性催化还原积碳臭氧直接氧化再生

为解决船舶柴油机SCR催化剂积碳再生问题,提出了臭氧直接氧化再生的方法。实验用玻璃纤维无胶滤筒采集PM,然后在管式炉中用臭氧氧化滤筒中的PM,研究了温度和臭氧浓度对PM氧化的影响。实验表明,臭氧的最佳氧化温度窗口为200~240℃,PM氧化速度随臭氧浓度提高明显加快,PM氧化率可以达到92%以上。根据实验结果,提出了船舶柴油机SCR积碳O3低温再生技术方案。     

柴油机微粒中可溶性有机成分的真空干燥条件

柴油机碳烟颗粒(PM)中可溶性有机组分(SOF)含量是其重要的特性参数,而真空干燥法可方便、高效、可靠地分析颗粒SOF含量,对其干燥条件的探索具有重要的研究意义和应用价值。首先采用模拟的柴油机颗粒,分析不同的干燥条件对模拟SOF(柴油、润滑油)挥发率的影响规律,得出模拟的SOF分析的最佳干燥条件;在此基础上,探索了真实柴油机颗粒SOF分析的最佳干燥条件为:干燥温度220℃、干燥时间3 h、真空度98 kPa,得知SOF组分干燥的难易程度介于柴油和润滑油之间;同时,根据此干燥条件,分析了排气管末端采集的真实碳烟颗粒的SOF含量特性。     

DOC/CCRT老化对柴油公交车气态物排放特性的影响

基于重型底盘测功机,研究新鲜及老化氧化型催化器(DOC)、氧化型催化器耦合催化型颗粒捕集器(DOC+CDPF,CCRT)对在用国Ⅲ柴油公交车进行中国典型城市公交车循环CCBC时一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO_2)和氮氧化物(NO_x)、二氧化碳(CO_2)等气态物排放特性的影响.结果表明:采用新鲜及老化DOC/CCRT,均可以降低CO、THC、NO排放,增加NO_2排放,NO_x及CO_2排放基本不变;在怠速、加速、减速及匀速这4种工况下,新鲜DOC比老化DOC对CO、THC氧化效率好,新鲜CCRT比老化CCRT对THC氧化效率好,但老化CCRT对CO氧化效率更好,新鲜DOC/CCRT比老化DOC/CCRT对NO减少幅度高,对NO_2增加幅度高,但对NO_x排放总量基本无影响.     

电解海水对模拟船舶柴油机废气的脱硝应用

采用无隔膜电解方法对海水进行电解,研究了电极间距、电解时间、电流密度等不同电解条件对电解海水中ρ（有效氯）的影响,并基于模拟船舶柴油机废气实验台以及自行搭建的喷淋反应系统,初步研究了电解海水的脱硝效果.结果表明:随电极间距由5 mm增至25 mm,电解电压逐渐增加,而电解溶液的pH变化不明显;随着电流密度与电解时间的增加,电解溶液中ρ（有效氯）近似呈线性增加.在电解电流密度为100 mA/cm2、电解时间为30 min时,电解溶液中ρ（有效氯）达到2 288 mg/L.当采用非循环喷淋模式进行脱硝试验时,随着电解海水中ρ（有效氯）的增加,NO去除率迅速提高,在ρ（有效氯）为872 mg/L时,NO去除率达到79%.电解海水溶液的初始pH对脱硝效果影响较大,当pH为6.0~8.0时,NO_x去除率高于40%.当采用循环喷淋模式进行脱硝试验时,随着电解海水中ρ（有效氯）的增加,NO去除率及其持续时间均明显改善,当ρ（有效氯）为2 288 mg/L时,电解海水的NO去除率高于80%,并且循环喷淋持续时间大于50 min.研究显示,电解海水溶液具有良好的脱硝效果,在船舶柴油机废气脱硝方面具有重要的应用潜力和研究价值.      

柴油机增压系统变海拔自适应技术研究现状与发展趋势

分析了高原环境条件下柴油机功率下降、油耗增加、增压器效率下降、涡轮超温超速等问题,考虑采用自适应增压系统改进柴油机和增压器高原运行存在的问题。介绍了可变截面涡轮增压系统(VGT)、普通二级可调增压系统(TST)、复合增压系统(C2T)、基于VGT二级可调增压系统(R~2T)几种典型的可调增压系统的结构原理和高原应用现状。最后,结合柴油机变海拔和变工况的运行特点,从增压系统结构布置、智能优化算法、控制理论、多系统协同控制和增压器内部流场优化控制五个方面提出了增压系统高海拔自适应技术的发展趋势。     

双燃料四冲程发动机拉缸的原因及防范措施

本文主要介绍海上油田作为主发电站的四冲程柴油机的拉缸现象和征兆及其产生的根本原因,并根据曹妃甸油田主电站所用德国MAN双燃料发动机所出现的问题来进行具体的技术分析,并提出较好的预防柴油机拉缸事故方面的预防措施。针对引起拉缸的典型故障情况,故障原因、应急处理以及预防措施进行总结分析,目的在于提高电站管理人员的警惕性,防止类似事故的发生,也为以后进一步提高电站的稳定性和安全性提供参考。     

不同CDPF贵金属负载量对柴油公交车VOCs组分排放影响

基于重型底盘测功机,利用质子转移反应质谱(PTR-MS)研究了柴油公交车在中国典型城市公交车循环(CCBC)下,不同CDPF贵金属负载量对尾气中挥发性有机物(VOCs)组分排放特性的影响.结果表明,柴油公交车VOCs主要组分为含氧有机物(OVOCs)、芳香烃和烯烃等,且OVOCs占比达50%以上;在贵金属成分、配比相同时,VOCs减排率随CDPF贵金属负载量增加而增加:贵金属负载量为15 g·ft~(-3)(A型后处理装置)、25 g·ft~(-3)(B型)和35 g·ft~(-3)(C型)时,VOCs总量的减排率依次为36.2%、40.1%和41.4%.C型后处理装置对烷烃全循环减排率高达70.2%,且对OVOCs的催化有微弱优势;对于不饱和烃类,3种不同贵金属负载量的后处理装置均有一定催化效果,但无明显差异;A型对含氮有机物减排率可达50.5%,但减排率随贵金属负载量增加而降低.采用DOC+CDPF后能较好地降低公交车VOCs排放量进而降低臭氧生成潜势(OFP).同时考虑不同方案减排效果与成本因素,当加权系数分别为0.8和0.2时,B型为最优方案.     

锅炉、有色、生活垃圾焚烧、非道路移动机械等4项污染物排放新标准部分解读

正环境保护部会同国家质检总局日前发布了《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271—2014)、《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485—2014)、《锡、铺、汞工业污染物排放标准》(GB 30770—2014)和《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》