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.     

砂土中柴油的微生物降解研究

从加油站污染土壤中筛选出对柴油具有较强降解能力的菌株,比较研究菌株及菌群降解柴油的差异,探讨植物苜蓿和芥菜对菌株降解柴油污染物的影响.结果表明:①菌株Q18和菌群对砂土中柴油都具有较强的降解能力,菌群对柴油的降解率明显高于菌株Q18.菌株Q18 和菌群在5 d内对柴油的总降解率分别为40.29%和54.15%.与菌株Q18降解柴油相比,菌群主要是强化了中、长链烷烃化合物的降解.②在砂土中,苜蓿和芥菜都能显著地强化菌株Q18对柴油的降解,但苜蓿强化菌株Q18降解柴油的能力强于芥菜. 5 d内菌株Q18-芥菜和菌株Q18-苜蓿复合体系对柴油总降解率分别达到60.05%和56.68%.③菌群和苜蓿及芥菜复合体系降解柴油的能力也有显著提高,但芥菜强化菌群降解柴油的能力强于苜蓿.5 d内菌群-芥菜和菌群-苜蓿复合体系对柴油总降解率分别为75.53%和70.50%.      

柴油污染土壤生物修复对土壤酶活性的影响

在柴油污染土壤的生物修复过程中,分析了土壤中柴油降解菌数量和3种土壤酶活性(过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶)等生物活性指标与土壤中柴油去除率的相关性.结果表明,土壤受到柴油污染后的一段时间后过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶的活性上升,而后随着土壤中石油烃的降解,脂酶又不断降低.进一步分析表明脂酶活性与柴油降解率及柴油降解菌数量都具有很好的正相关性,可以采用土壤脂酶活性来指示柴油生物降解成效.     

柴油机微粒捕集器臭氧再生法离线再生

由R175型柴油机、微粒捕集器(Φ90 mm×150 mm)、CF-G10型臭氧发生器组成实验系统,进行了臭氧再生法离线再生研究。研究表明,在190℃温度下,再生气从DPF上游侧进气再生时,臭氧可以有效再生DPF,再生效率可达90%以上,再生效率达到65%左右时发生臭氧穿透,臭氧利用率下降;穿透时间点随微粒捕集时的柴油机载荷增大而提前,随微粒捕集时间增加而提前;臭氧供给量不变,再生气流量越大,再生效果越明显;再生气从DPF下游侧进气再生时,臭氧穿透时间点较上游侧进气再生滞后,但发生穿透后DPF几乎不再再生,总再生效率低于70%。结果表明,微粒捕集器臭氧再生法是可行的,对于如何提高臭氧利用率需进一步研究。     

轻质非水相流体(柴油)在多孔介质中的垂向运移

紫外分光光度计为测量手段,通过简易一维土柱实验装置模拟了在不同条件下柴油在多孔介质中的运移。实验发现:柴油在两种不同粒径的砂土中垂向迁移的规律大致相同,并在持续淋滤108 h后,约90%的残余柴油都聚集在距离表层30 cm的范围内;间歇淋滤比持续淋滤更容易使柴油聚集在毛细带,不易向深处迁移;并在一定程度上验证了LNAPLs在地下环境中运动的渗漏、顶托阶段。     

Studies on the use of low-volatile non-edible oils in a thermal barrier-coated diesel engine

Owing to the ever-increasing vehicle population, the consumption of diesel fuel in the transportation, agricultural and industrial sectors has increased at an alarming rate. This has led to rapid fossil fuel depletion, ozone depletion and environmental degradation, which have become a serious concern. Search for alternative renewable and clean energy fuel sources to mitigate the emissions of greenhouse gases is continuing, and attempts to find different techniques for efficient utilization of these fuels are also undertaken. Biodiesel being an oxygenated fuel obtained from vegetable oils has received greater attention over the years as a promising alternative to diesel fuel. However, vegetable oils exhibit high viscosity, poor volatility and poor cold-flow characteristics. These characteristics can cause the following problems in the engine when run for a longer duration: injector coking, severe engine deposits, filter gumming, piston ring sticking and thickening of lubrication. These problems can be eliminated or minimized by adopting suitable fuel processing techniques to obtain biodiesels from vegetable oils. The fuel processing techniques vary widely, which include transesterification, supercritical methanolysis, ultrasonic and continuous microwave-assisted transesterification methods. In the present study, the transesterification method is effectively used to obtain biodiesels from non-edible oils of honne and cotton seed. The biodiesels obtained from these oils were used in the unmodified diesel engine to check their feasibility as diesel engine alternatives. Different thermal barrier coatings (TBCs) were applied on the piston, cylinder head, and inlet and exhaust valve surfaces of the diesel engine in order to make it a fully adiabatic engine. The engine with such TBCs is called a low heat rejection engine. For the present study, the TBC of partially stabilized zirconia (PSZ) and aluminium oxide (Al₂O₃) were selected. Finally, the performance of the diesel engine fuelled with different biodiesels in both conventional and thermal barrier-coated modes was compared. The thermal barrier-coated engine with the PSZ version showed better performance with increased nitric oxide emissions when compared with the Al₂O₃ coating.     

基于生物表面活性剂的柴油微乳体系构建与性能研究

以生物表面活性剂鼠李糖脂（RL）为表面活性剂,中长碳链正构醇（正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇及正辛醇）为助表面活性剂,采用滴定法制备RL／柴油／正构醇／水柴油微乳体系,并考察了表面活性剂用量（Km）、助表面活性剂醇的种类及用量（δas）及离子强度对柴油微乳体系最大增溶水量（Wo）的影响,并对不同条件下获得的柴油微乳体系的运动粘度（μ）和表面张力（γ）进行了表征。通过荧光法测得RL在柴油中的临界胶束浓度CMC为7g／L。当生物表面活性剂与柴油的质量比Km为0．02,助表面活性剂选用正庚醇且醇与表面活性剂的质量比δgs为0．1,NaOH溶液质量分数为0．06％时,柴油微乳体系的肛和T较低,形。最大,性能较佳。     

Visual modflow在模拟实验室含水砂槽中柴油运移特征中的应用

Visual modflow是一个可以对三维地下水水流和溶质运移进行数值模拟评价的标准可视化专业软件.建立了砂箱物理实验模型来研究柴油在含水砂槽中的迁移特征.通过模型检验,各个监测时期观测值和预测值相关系数r值在0.564 ～0.669之间,证明这种建模方法是合理的和有效的.利用校正的模型对实验室含水砂槽中柴油运移特征进行模拟,发现所建模型可以较为准确地反映出含水砂槽中柴油污染物的分布特征,拟合、验证和预测结果显示该模型可作为地下水管理的有效工具,这为深入研究柴油污染地下水提供理论依据.     

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。     

柴油机Urea-SCR系统喷射雾化的数值模拟

为研究柴油机Urea-SCR系统喷射雾化规律,应用CFD软件建立喷射雾化模型,对喷嘴喷射距离、喷射位置与方向、喷孔数目与孔径对催化剂载体入口处的浓度分布情况的影响进行了数值模拟。结果表明,喷嘴距反应器距离为排气管直径5倍为宜;采用四喷孔、孔径为0.5 mm、喷嘴处于管道中心,喷射方向为径向时喷射雾化均匀性最好。通过台架实验,验证了采用喷距5D、径向、四孔、小孔径喷嘴方案可使NOx的转化率达到95%以上。