Experimental study on filtration and continuous regeneration of a particulate filter system for heavy-duty diesel engines

This study investigated the filtration and continuous regeneration of a particulate filter system on an engine test bench, consisting of a diesel oxidation catalyst（DOC） and a catalyzed diesel particulate filter（CDPF）. Both the DOC and the CDPF led to a high conversion of NO to NO2 for continuous regeneration. The filtration efficiency on solid particle number（SPN） was close to100%. The post-CDPF particles were mainly in accumulation mode. The downstream SPN was sensitively influenced by the variation of the soot loading. This phenomenon provides a method for determining the balance point temperature by measuring the trend of SPN concentration.     

柴油低温临界吸收法回收装车挥发油气

研究了采用柴油低温临界吸收法回收装车挥发油气的效果。实验结果表明：按装车挥发油气中的总烃体积分数为20.88%、装车挥发油气流量为280 m³/h、年运行时间为2 668 h计,装置年回收油气量为291 t,装置年最大运行功率为206.770 MW,装置投资回收期为3 a;处理后净化气中的总烃体积分数为1.24%,排放质量浓度低于25 g/m³,油气回收率达95%。处理后净化气满足GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》,取得了较好的环保效益和经济效益。     

pH-dependent leaching behaviour and other performance properties of cement-treated mixed contaminated soil

Portland cement has been widely used for stabilisation/solidification (S/S) treatment of contaminated soils. However, there is a dearth of literature on pH-dependent leaching of contaminants from cement-treated soils. This study investigates the leachability of Cu, Pb, Ni, Zn and total petroleum hydrocarbons (TPH) from a mixed contaminated soil. A sandy soil was spiked with 3000 mg/kg each of Cd, Cu, Pb, Ni and Zn, and 10,000 mg/kg of diesel, and treated with ordinary Portland cement (CEM I). Four different binder dosages, 5%, 10%, 15% and 20% (m/m) and different water contents ranging from 13%-19% dry weight were used in order to find a safe operating envelope for the treatment process. The pH-dependent leaching behaviour of the treated soil was monitored over an 84-day period using a 3-point acid neutralisation capacity (ANC) test. The monolithic leaching test was also conducted. Geotechnical properties such as unconfined compressive strength (UCS), hydraulic conductivity and porosity were assessed over time. The treated soils recorded lower leachate concentrations of Ni and Zn compared to the untreated soil at the same pH depending on binder dosage. The binder had problems with Pb stabilisation and TPH leachability was independent of pH and binder dosage. The hydraulic conductivity of the mixes was generally of the order, 10^-8 m/sec, while the porosity ranged from 26%-44%. The results of selected performance properties are compared with regulatory limits and the range of operating variables that lead to acceptable performance described.     

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。     

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.     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、Enterococcus faecalis-L2、Lysinibacillus-L3、Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH = 7.0,30 ℃,转速150 r·min⁻¹时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L⁻¹的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。     

孔道结构对柴油机DPF压降及再生特性的影响

针对微粒捕集器（DPF）内部碳烟及灰分颗粒特征,运用AVL-Fire软件建立了六边形孔道结构柴油机微粒捕集器模型。 针对不同排气流量、进口温度、孔密度、碳烟和灰分沉积量,对六边形孔道及四边形孔道DPF压降特性和碳烟再生特性进行分析,并研究灰分分布形式对不同孔道形状DPF的影响。 结果表明：排气质量流量越大,进口温度越高,不同孔道结构的压降敏感性增大;与传统四边形孔道DPF相比,当碳烟沉积量较低时,六边形孔道DPF压降损失较高;随着碳烟沉积量的增加,六边形孔道DPF压降损失较低,且碳烟承载量较大;灰分在DPF孔道表面层状分布可以有效阻止碳烟深床捕集模式,降低压降损失;六边形孔道DPF能够有效提高碳烟及灰分容量,且碳烟捕集及再生效率较高,再生速率较快,热应力较小,可以降低DPF主动再生频率,延长使用寿命。     

不同气氛下微粒捕集器的离线再生

基于NO2、NO2/O2以及O3与PM的化学反应模型,探究了气氛对微粒捕集器（DPF）离线再生效果的影响。研究结果表明,NO2/N2的气氛下,PM的起燃温度为250℃,而在NO2/O2/N2气氛下,PM的起燃温度降至150℃左右,但在O3/N2气氛下,PM可在低于100℃的再生温度下起燃。在3种气氛下,DPF的再生效率受再生温度的影响均较为明显。当再生温度较低（≤250℃）时,O3/N2气氛下,DPF的再生效果最好,且实现完全再生的时间最短;当再生温度较高（>250℃）时,NO2/O2/N2气氛下,DPF再生效果最好,且温度越高,实现完全再生的时间越短。在所选的再生温度范围内,O3/N2气氛下的壁面最大温度梯度峰值均高于NO2/N2和NO2/O2/N2气氛,但远小于DPF安全的温度梯度极限。     

DOC/SCR组合方式及关键参数对NOx转化效率的影响

在柴油机中等转速下,通过改变柴油机氧化催化器（DOC）和选择性催化还原催化器（SCR）的组合方式,以及改变喷嘴位置、两级SCR载体间距和催化剂成分,获得各种条件下的NOx转化效率,为优化组合方式和关键参数提供重要数据支撑。结果表明：增加尿素喷嘴与SCR入口的相对距离,NOx转化效率升高,喷嘴距离为45 cm较为合适;载体间距的增大,NOx转化效率先略有升高,后急剧下降,间距为2 cm较为合适;载体体积增大,NOx转化效率明显升高,在满足目标NOx转化效率的前提下,载体体积不宜过大;DOC与SCR的组合方式对NOx转化效率具有明显差异,前置DOC能够有效的提高NOx转化效率;在催化条件下,NOx转化效率由高到低排序为：铜基 > 钒基 > 铁基;对于复合催化剂而言,铜铁复合基>铁铜复合基。     

基于全生命周期法的矿用柴油重卡碳核算

矿用柴油重卡因工作任务量大和工作环境恶劣,导致其碳排放量巨大。从使用矿用柴油重卡的企业角度出发,采用全生命周期法,理清了矿用柴油重卡全生命周期各个阶段的碳排放量及影响碳排放的因素,建立了矿用柴油重卡碳核算模型。以内蒙古某煤矿4种柴油重卡为案例,对矿用柴油重卡全生命周期碳排放量进行了核算,分析了核算结果,并从车辆重量与经济性角度,分析比较了几种车辆的单位重量排放量和单位价格排放量。结果表明：矿用柴油重卡全生命周期碳排放量由车辆重量和燃料消耗量共同作用,其中燃料消耗量占绝大比重。综合考虑节能减排和经济性,重量为156 t和85 t的车辆是最佳选择,煤矿企业可适当提高该类车辆的占比。在保证工作量的情况下,将138 t和65 t车辆代替为156 t和85 t的车辆,全生命周期内可减少1.275×10⁵ t 的碳排放量,节省9 936.704 万元的花费。本研究结果可为重卡企业开展节能减排工作提供参考。