Combination of biodiesel-ethanol-diesel fuel blend and SCR catalyst assembly to reduce emissions from a heavy-duty diesel engine

In this study, the efforts to reduce NOx and particulate matter （PM） emissions from a diesel engine using both ethanol-selective catalytic reduction （SCR） of NOx over an Ag/Al2O3 catalyst and a biodiesel-ethanol-diesel fuel blend （BE-diesel） on an engine bench test are discussed. Compared with diesel fuel, use of BE-diesel increased PM emissions by 14% due to the increase in the soluble organic fraction （SOF） of PM, but it greatly reduced the Bosch smoke number by 60%-80% according to the results from 13-mode test of European Stationary Cycle （ESC） test. The SCR catalyst was effective in NOx reduction by ethanol, and the NOx conversion was approximately 73%. Total hydrocarbons （THC） and CO emissions increased significantly during the SCR of NOx process. Two diesel oxidation catalyst （DOC） assemblies were used after Ag/Al2O3 converter to remove CO and HC. Different oxidation catalyst showed opposite effect on PM emission. The PM composition analysis revealed that the net effect of oxidation catalyst on total PM was an integrative effect on SOF reduction and sulfate formation of PM. The engine bench test results indicated that the combination of BE-diesel and a SCR catalyst assembly could provide benefits for NOx and PM emissions control even without using diesel particle filters （DPFs）.     

中国氮氧化物排放清单及分布特征

根据能源消费历史状况和氮氧化物(NO_X)排放因子,估算了近20年来中国NO_X的排放变化,并讨论了1995～1998年分省区、分行业、分燃料的NO_X排放清单及特征.中国NOX排放总量已由1980年的4.76Mt快速增加到1996年的12.0Mt,之后,NOX排放持续增加的趋势得到遏制,1998年NO_X排放总量与1996年峰值相比下降了约0.82Mt.NO_X排放在燃料、行业及地域分布上均不平衡的特征没有根本改变:燃煤排放NO_X一直占总量的70%以上;绝大部分NO_X来自工业、电力和交通部门,约占90%左右,且交通部门NO_X排放比例逐年上升,已由1995年的10.4%快速增长到1998年的约13.0%;中东部的河北、辽宁、江苏、山东、河南、广东等省区NO_X排放量较大,均超过0.5Mt而宁夏、青海和海南等边远省区NO_X排放量很低,小于0.1Mt.     

Optimization of gasoline hydrocarbon compositionsfor reducing exhaust emissions

Effects of hydrocarbon compositions on raw exhaust emissions and combustion processes were studied on an engine test bench. Theoptimization of gasoline hydrocarbon composition was discussed. As olefins content increased from 10.0% to 25.0% in volume, thecombustion duration was shortened by about 2 degree crank angle ( CA), and the engine-out THC emission was reduced by about 15%.On the other hand, as aromatics content changed from 35.0% to 45.0%, the engine-out NOx emissions increased by 4%. An incrementin olefins content resulted in a slight increase in engine-out CO emission, while the aromatics content had little e ect on engine-out totalhydrocarbon (THC) and CO emissions. Over the new European driving cycle (NEDC), the THC, NOx and CO emissions of fuel with25.0% olefins and 35.0% aromatics were about 45%, 21% and 19% lower than those of fuel with 10.0% olefins and 40.0% aromatics,respectively. The optimized gasoline compositions for new engines and new vehicles have low aromatics and high olefins contents.     

东亚春季边界层臭氧的数值模拟研究

利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)对2004年4月东亚边界层(距地面.km以下)臭氧进行了数值模拟.并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明.东亚春季臭氧呈带状分布,其高值.〔φ(O3)>55×10-9.主要集中在30°N～40°N.受东亚季风气候控制.沿蒙古、中国东北以及日本一线有一强臭氧输送通道.输送通量达3×10-.mol/(m2·s).通过计算边界层O3光化学净生成率可知.光化学影响主要集中在高污染源排放地区.其与水平输送对臭氧影响的分布具有负相关性.说明光化学生成的O3可被输送至下风地区,而不仅限于局地.      

小型燃油锅炉大气污染物排放特征

燃料燃烧是大气污染物的重要来源之一,对人体健康、空气质量和气候变化产生严重影响. 以85台小型燃油锅炉(≤10.5 MW)的颗粒物(PM),SO₂和NO_x排放实测数据为基础,通过统计分析方法,研究了大气污染物PM,SO₂和NO_x的排放特征及其影响因素,分析了我国小型燃油锅炉PM,SO₂和NO_x的排放现状. 结果表明,在未采取控制措施的条件下,ρ(PM)与燃油灰分〔w(灰分)〕和硫含量〔w(S)〕无关;而在过量空气系数(α)>1时,ρ(SO₂)与燃油w(S)之间呈现显著的正线性相关性;ρ(NO_x)与燃油氮含量〔w(N)〕不具有相关性,而随过量空气系数的增大而增大. 实测得到ρ(PM),ρ(SO₂)和ρ(NO_x)平均值分别为20.0,259.9和318.2 mg/m3;所有测试锅炉的ρ(PM)远远小于《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)所规定的最高允许排放限值,有90%以上的锅炉达到ρ(SO₂)最高允许排放限值,有84%的锅炉达到ρ(NO_x)最高允许排放限值.      

石家庄市城区春季VOCs污染特征及来源解析

利用苏码罐采样-气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）监测石家庄市2019年、 2021年和2022年春季挥发性有机物（VOCs）,并收集同期臭氧（O₃）和PM_2.5在线监测数据,分析了挥发性有机物（VOCs）浓度水平特征和时序变化,并利用臭氧生成潜势（OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAFP）评估了VOCs的化学活性,通过潜在源贡献因子法（PSCF）和浓度权重轨迹分析（CWT）识别石家庄市春季VOCs潜在源区,通过特征比值法对VOCs进行来源解析.结果表明：①2019年、 2021年和2022年石家庄市春季（即观测期）污染期ρ（VOCs）均值为191.17 μg·m^-3,清洁期ρ（VOCs）均值为122.18 μg·m^-3. ②OFP在污染期为361.23 μg·m^-3,在清洁期为266.96 μg·m^-3;SOAFP在污染期为1.98 μg·m^-3,在清洁期为1.61 μg·m^-3,控制好苯系物,尤其是苯、甲苯、乙苯和二甲苯是减少PM_2.5和O₃污染的关键. ③观测期VOCs潜在源区主要分布在裕华区东部、高新区和栾城区北部,权重CWT分布与主要权重PSCF分布相统一,除本地排放外还受到临近区域传输的影响. ④由B/T/E及X/B的值,石家庄市春季VOCs的主要来源为移动源和燃烧源,且气团老化较严重,控制机动车排放、开展区域联防联控是改善石家庄市空气质量的有效手段.     

次级燃料还原燃烧产物内NOx的动力学特性研究

提出了在燃煤电站锅炉炉膛内添加次级燃料建立ＮＯｘ的还原区，以控制ＮＯｘ的排放，建立了描述ＮＯｘ还原动态过程的数学模型和化学动力学模型，对计算值和实测值作了比较分析。     

基于包扎法的石化乙烯装置挥发性有机物排放特征

装置泄露是石油炼化生产过程中重要的挥发性有机物(VOCs)无组织排放源.基于动态吹扫包扎法采样和预浓缩­­-GC/MS分析方法,对我国南方某石化企业乙烯生产过程中裂解装置的压缩、分离系统及芳烃抽提装置的泄漏组件进行了VOCs排放特征研究.结果表明:烷烃(49.7%~82.4%)含量最高,其次是烯烃(3.2%~35.7%)和芳香烃(5.5%~14.4%); 2-甲基戊烷、甲基环己烷、3-甲基己烷及2,3-二甲基丁烷在整个乙烯生产中都有重要比重.乙烯和反-2-丁烯是裂解装置的重要标志,而苯和甲苯是芳烃抽提装置的重要标志;臭氧生成潜势主要来自于烯烃,尤其是乙烯的贡献率最大,占总烯烃贡献的47.0%~73.0%.参考美国环保局推荐的Method-21,计算了轻液介质阀门的排放速率,获得其泄露排放速率与泄露浓度之间的定量关系为y=3×10^-7x^0.993(R²=0.788).     

四川乡村点新粒子生成特征及其对云凝结核数浓度的贡献

为揭示成渝地区大气复合污染成因,选择乡村点资阳站的冬季,实测了颗粒物数浓度及其粒径谱分布、云凝结核(CCN),在二氧化硫、光解速率(JO1D)实测值基础上估算了新粒子生成的重要前体物气态硫酸的浓度.2012年12月5日到2013年1月5日观测期间,3~582nm颗粒物数浓度水平较高,平均值为(16072±9713)cm-3.颗粒物数谱分布呈现以积聚模态为主体的特征,占总颗粒物数浓度的46%,此比值高于我国北京、上海、广州等城市和珠江三角洲及长江三角洲的乡村点和背景点.在较高颗粒物凝结汇(CS)水平下[(4.3±3.6)×10-2s-1],甄别出7次新粒子生成(NPF)事件,占观测天数的23%.NPF事件发生时,颗粒物生成速率与增长速率分别为(5.2±1.4)cm-3s-1,(3.6±2.5)nm/h. NPF事件对CCN数浓度有明显贡献,NPF发生后CCN数浓度平均增长19%.     

煤化工企业火炬NO_x排放的模拟燃烧实验

针对煤化工企业火炬气燃烧特点,设计了一套模拟燃烧装置,分别研究液化气添加量及燃烧温度对NO x的影响,并对火炬系统NO x的排放系数进行核算。结果表明,火炬系统NO x排放浓度和排放量随液化气添加量的增加而增大;同时研究发现,NO x与燃烧温度之间成正比关系,即温度升高有利于NO x的产生。根据核算结果,火炬系统NO x排放系数在0.099~0.185 kg/t之间,平均为0.139 kg/t。