柴油车燃料添加型催化剂研究进展

现代柴油机油耗低、动力强,但是排放的尾气中黑烟颗粒物PM(particulate matter)会对环境和人类健康造成危害。随着排放法规的日益严格,净化处理刻不容缓。当前对其排放控制的主要手段是使用颗粒物捕集器DPF(diesel particulate filter)捕集PM,并采用催化剂或提高尾气温度促其燃烧以实现DPF再生。燃料添加型催化剂FBC(fuel borne catalyst)能保证催化剂与PM紧密接触,使DPF在尾气温度范围内即可再生。文章对近年来FBC的研究开发进展进行了总结,并指出了该类催化剂的发展方向,即发展纳米级FBC。     

柴油机微粒捕集器技术发展现状

颗粒物是柴油机排气主要污染物之一,微粒捕集器能够将排气中的颗粒物过滤,实现90%以上的净化效率,是国际应对未来机动车排放法规的必然选择。文章通过分析近几年国际的研究成果,阐述了颗粒物的组成以及在微粒捕集器中的燃烧过程,并介绍了微粒捕集器的净化机理、材料技术和再生技术。国际研究表明:(1)颗粒物主要由固体碳、可溶性有机成分和硫酸盐三部分组成,在燃烧过程中,可溶性有机物、官能团、高度结晶碳随着温度升高依次燃烧;(2)壁流式微粒捕集器通过扩散、拦截、重力和惯性四种形式将颗粒物拦截过滤;传统的堇青石、碳化硅材料各有优缺点,可能被新型钛酸铝材料取代;过滤体通过增加入口通道体积的方式增加对颗粒物和灰分的容纳能力;(3)微粒捕集器再生技术种类繁多,被动再生技术由于对燃油硫含量由较高要求,因此主要在国外采用;国内主要应采用主动再生技术,同时使用燃油添加剂进行辅助再生。     

柴油机颗粒后处理技术对颗粒物排放的影响

本文利用一台满足国Ⅲ排放标准的电控共轨柴油发动机,研究了氧化型催化转化器(DOC)、燃油催化剂型的壁流式颗粒捕集器(FBC-DPF)和带有DOC的壁流式颗粒捕集器(DOC+DPF)三种不同的柴油机颗粒物净化装置对柴油机颗粒物排放的影响,定量研究了不同转速和负荷下,这三种后处理装置前后颗粒物数量和质量的变化。研究显示:DOC对颗粒物的净化效率大约在20%~30%之间,FBC-DPF对颗粒物的净化效率大约在90%~98%之间,DOC+DPF对颗粒物的净化效率也超过了90%。结果表明壁流式的颗粒捕集器对柴油机颗粒物有较高的净化效果。     

国六柴油机DPF再生时VOCs排放特性

颗粒物捕集器(DPF)是柴油机满足国六排放标准的必备装置之一.经台架实验证明,氧化型催化转化器(DOC)辅助DPF再生过程中挥发性有机物(VOCs)排放会大幅度升高,而2014年制定的《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南》并未考虑到DPF再生过程对VOCs排放的影响.通过台架实验,采集国六柴油机DPF再生过程的尾气,并用气相色谱质谱技术对尾气中的VOCs进行定量分析.结果表明,国六柴油机DPF再生过程中VOCs排放有显著增加,DPF再生阶段排放的VOCs总量是不再生时的4倍,增排量为2 419. 6μg·m~(-3),且DPF再生所排放的VOCs中,烷烃的含量最高,其次为芳香烃、醛酮和烯烃,分别占总排放VOCs的42. 5%、29. 7%、24. 9%和2. 9%;用臭氧和二次有机气凝胶生成潜势对增排VOCs的大气活性进行评价,发现DPF再生过程中增排的VOCs对环境的影响显著,由增排的VOCs所生成的臭氧和二次有机气溶胶分别为4 272. 8μg·m~(-3)和9. 0μg·m~(-3),其中芳香烃和烷烃对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的贡献率相对较高.因此,在计算柴油车VOCs排放因子时,应考虑DPF再生的影响;且该国六柴油机DPF再生时的VOCs排放因子为1. 03 mg·(k W·h)~(-1),可为制定国六标准柴油车VOCs排放因子提供参考.     

颗粒移动床除尘系统流化再生器（上）

一、前言颗粒移动床除尘是近十几年发展起来的新型除尘技术,具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点,用途广泛。它利用移动的颗粒层对粉尘的捕集能力实现对含尘气体的过滤除尘。图1为颗粒移动床除尘系统的流程示意图。载体颗料自料斗流过床体;含尘气体呈错流穿过床层,其中所含粉尘被颗料捕集。捕集粉尘后的颗粒进入再生器进行清灰再生,然后由提升系     

对我国中重柴油机排放控制研究策略分析

现有的柴油机废气排放控制技术主要有氧化催化器加废气再循环技术（DOC＋EGR）、选择性催化还原（SCR）、颗粒捕集器（DPF）等技术。现今,国内重型柴油机的运用表明选择性催化（SCR）还原技术最适合国IV重型车用柴油机。2010的商务年会上中国重汽曾宣告在高压共轨基础上采用选择性催化还原对尾气进行后处理。除此之外,国内众柴油机生产企业例如上柴也采用了高压共轨＋选择性催化还原技术。     

催化型连续再生颗粒捕集器对生物柴油发动机排放颗粒理化特性的影响

以某重型柴油机为原机,研究氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst,简称"DOC")与催化型颗粒捕集器(Catalyzed Diesel Particulate Filter,简称"CDPF")结合而成的催化型连续再生颗粒捕集器(Catalyzed Continuously Regeneration Trap,简称"CCRT")对燃用B20混合燃料柴油机颗粒排放理化特性的影响.试验结果表明:生物柴油发动机安装CCRT装置后排放的颗粒质量和数量均显著低于原机.CCRT装置对不同粒径颗粒的捕集效率不同,对聚集态颗粒的捕集效果略优于核态颗粒.与原机相比,安装CCRT后PAHs总排放量下降,在检测到的20种PAHs中有17种排放量减少.按环数比较,原机及安装CCRT装置后PAHs均以三环和四环为主.CCRT装置的安装使生物柴油发动机排放颗粒中化学成分毒性降低.     

烟气梯度浓度二氧化碳捕集技术运行经济效益分析

二氧化碳捕集技术按二氧化碳浓度划分为低浓度二氧化碳捕集技术、中浓度二氧化碳捕集技术和高浓度浓度二氧化碳捕集技术。对各浓度二氧化碳捕集技术进行归纳总结,同时对各捕集技术运行时的经济效益进行分析。结果显示:若仅从运行经济效益考虑,二乙醇胺(DEA)化学吸附分离低浓度CO2捕集技术运行成本最低,为123元/MW;其次是富氧燃烧高浓度CO2捕集技术,为227元/MW;整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)联合乙二醇二甲醚(NDH)中浓度CO2捕集技术运行成本最高,为259元/MW。     

电力行业碳捕集现状和发展趋势

全面介绍了燃煤电厂3种CO2捕集技术,包括燃烧前捕集,燃烧后捕集以及富氧燃烧捕集技术。通过对各种CO2捕集技术的对比,提出各种捕集方法的适用范围和优、缺点。在此基础上调查了我国碳捕集技术的研究以及碳捕集示范工程项目的进展,分析了我国电力行业碳捕集技术现状和面临的问题并对电力行业碳捕集发展趋势进行了探讨。     

PM_(2.5)细颗粒物捕集设备研究应用现状

PM2.5细颗粒物因其粒径小、吸附能力强、环境影响大,同时捕集困难而成为备受世界各国关注的大气环境问题,我国也将PM2.5作为空气质量标准的一项新指标。结合现有的标准和技术条件,对PM2.5细颗粒物有高效捕集效果的新型袋式除尘器、湿式电除尘器、电凝并器、电—袋混合式除尘器,特别是无机膜过滤器的特点、研究应用现状及存在问题进行了概述。     

柴油机排气微粒组分及尺寸分布研究现状分析

对柴油机微粒的研究是控制微粒排放的前提,也是满足未来排放法规的需要。从柴油机微粒形成的机理及其危害出发,介绍了柴油机微粒的检测方法,对柴油机微粒的组成及尺寸分布研究现状进行分析。对柴油机微粒的控制和净化技术的研究有一定的指导作用。     

柴油车尾气排放污染控制技术综述

从柴油机机内净化技术和柴油车尾气后处理技术2方面综述了国际、国内柴油车尾气排放污染控制技术研究现状,重点论述了柴油车颗粒物捕集技术和氮氧化物选择性催化还原技术的研究思路和进展,并展望了相关技术今后发展的方向.     

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30~89nm,而加装FBC-DPF后的颗粒物中位直径为41~98nm,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.      

中国重型柴油车后处理技术研究进展

我国柴油车（尤其是重型柴油车）污染问题突出,亟须重点控制.为此,对我国重型柴油车后处理技术的主要研究进展进行了综述与展望.结果显示:我国自柴油车国Ⅳ标准实施以来,后处理技术已经成为柴油车尾气污染控制的必备技术.目前发展出的主要后处理技术包括用于控制CO和HC排放的柴油机氧化催化剂（DOC）、用于控制PM排放的柴油颗粒捕集器（DPF）、用于控制NO_x排放的选择性催化还原技术（SCR）.我国国Ⅳ和国Ⅴ阶段主要采用SCR技术路线控制重型柴油车污染排放,而国Ⅵ阶段严苛的标准要求为柴油车污染物排放控制带来巨大挑战,需要将多种后处理技术进行耦合,并且需要将后处理系统与发动机系统进行融合.除柴油车新车外,我国在用柴油车也需要有针对性地开展污染治理,主要涉及NO_x和PM高效协同减排技术和排放在线监管技术.      

现代船舶柴油机节能减排技术研究

随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的不断增强,船舶柴油机废气排放已经引起人们的重视。通过研究柴油机燃烧特点、电喷柴油机结构,优化其结构达到节能减排目的;研究进气对柴油机燃烧特性的影响,采取优化措施,并通过实验研究柴油机无氮燃烧(O2&CO2)可行性;研究现代先进燃烧技术特点,探讨其船用柴油机上应用前景;最后阐述柴油机NOx后处理技术研究现状。通过机前、机内、机后各项技术的综合运用,是柴油机节能减排的未来研究发展方向。     

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.     

柴油车排气净化技术探讨

柴油车的排气污染受到了越来越多的关注。文章分别介绍了柴油机排气中氮氧化物的还原、碳烟颗粒物的氧化以及同时去除氮氧化物和颗粒物的各种催化净化技术及其最新研究进展,并对该研究方向存在的主要问题和应用前景进行了探讨。     

柴油发动机颗粒排放物研究进展

介绍了柴油机颗粒排放物的产生机理、组成成分及国内外现有的排放法规。结合近年来国内外对柴油机颗粒物检测分析方法和毒理学的研究进展,描述了现有分析方法的特点和尾气颗粒物的危害,并提出进一步研究的建议,为相关方面的研究提供借鉴。