重型柴油车实际道路排放颗粒物的粒度分布

利用车载颗粒物测试系统对在实际道路上运行的重型柴油车的颗粒物排放用市内公交车测试循环进行了试验研究。粒度范围为0.007~10μm的颗粒物排放的粒度分布用一台低压电冲击器进行测量。结果表明:对于粒度为0.3μm以下的排放颗粒物数量,达到国Ⅲ排放限值的车(国Ⅲ车)比达到国Ⅱ排放限值的车(国Ⅱ车)平均高出23.8%;对于粒度为0.3μm以上的排放颗粒物数量,国Ⅲ车比国Ⅱ车平均降低27.4%,而在此粒度区间,国Ⅲ车颗粒物排放质量比国Ⅱ车的平均降低65.4%。     

汽油車顆粒物排放特性

在底盤測功機上按NEDC循環工況,使用輕型汽油車、輕型柴油車排放測試系統以及電子低壓沖擊儀(ELPI)對滿足國Ⅲ、國Ⅳ的氣道噴射和缸內直噴汽油車進行了冷起動和熱起動條件下的顆粒物排放特性研究。結果表明:國Ⅲ汽油車冷起動排出的顆粒物數目和粒徑比其他汽油車都高,而國Ⅳ直噴汽油車排出的顆粒物的表面積濃度和質量濃度最大。各種汽油車排放的粒子數濃度的數量級相同,均為106,熱起動下的顆粒物排放比冷起動減少40%。汽油車的粒徑濃度90%以上都分布在0.007～0.378μm,表面積濃度90%以上都分布在0.055～9.83μm,顆粒物質量濃度99%分布在0.091～9.83μm。ELPI計算和顆粒測試系統測量的結果都證明,氣道噴射汽油車在EUDC循環下顆粒物質量排放比ECE循環高。試驗結果也發現,ELPI計算的顆粒物質量與法規測試系統測量的顆粒物質量之間存在差異。     

压电喷油器多次喷射对GDI汽油机颗粒物排放的影响

为了研究不同喷油策略对颗粒物排放的影响,本文基于一台单缸直喷汽油机,并使用排气粒径谱仪对压电晶体喷油器多次喷射策略下的颗粒物排放特性进行了研究。结果表明:单次喷射时颗粒物粒径分布呈一个核态峰值和两个积聚态峰值的三峰形态,而两次和三次喷射呈两个核态峰值和一个积聚态峰值的三峰形态;相对于两次喷油策略,三次喷射时两个核态峰值粒径和峰值数量有所增加,而积聚态颗粒物显著减少。同时,相比单次喷射,合理组织两次和三次喷射策略能够显著降低颗粒物总数以及两个模态的颗粒物排放,并且两次喷射对降低核态颗粒物作用显著,三次喷射对减低积聚态颗粒物作用显著。此外,多次喷射还能够减少NOx的排放。     

环境温度对点燃式甲醇发动机冷起动性能的影响

基于循环控制试验研究了环境温度对电控喷射点燃式甲醇发动机首循环起动着火特性和HC排放的影响。结果表明,环境温度对该发动机起动着火特性有显著影响。环境温度低于16℃时,不采取辅助起动方法,无论首循环喷射多少甲醇燃料,也无法使点燃式甲醇发动机起动。采用电热塞预热进气管和进气道喷射适量LPG均可使甲醇发动机低温下可靠起动,实现理想的"即喷即着"的首循环着火。环境温度显著影响甲醇发动机冷起动时燃料蒸发速度和混合气浓度。环境温度升高,甲醇发动机首循环可靠起动的喷射脉宽减小,起动性能改善。     

实际道路工况下“油改气”双燃料出租车的排放特征

为研究和评估传统汽油出租车开展“油改气”对排放的影响,在唐山市选择2辆典型的国Ⅳ和国Ⅴ阶段“油改气”双燃料出租车作为测试车辆,利用车载排放测试系统(PEMS)SEMTECH-DS和ELPI开展实际道路气态污染物(CO、CO₂、NO_x)和颗粒物数量(PN)排放测试,研究分析“油改气”双燃料出租车在不同道路类型和速度工况下污染物排放特征及差异。结果表明：相比汽油燃料,以天然气为燃料时2辆测试车辆CO、CO₂和PN综合排放因子分别降低31.0%～88.6%、19.8%～23.8%和79.3%～85.7%,而NO_x综合平均排放因子分别提高4.4和1.7倍。其中CO₂、PN以及国Ⅳ测试车辆CO在不同道路类型/速度区间的排放因子均明显降低,而国Ⅴ测试车辆CO除在市区道路/低速区间(车速<50 km/h)排放因子降低外,在郊区和车速>50 km/h中高速度区间内却相对升高。“油改气”双燃料有效降低各粒径段PN排放,在粒径9 nm处PN峰值浓度下降了79.7%～82.5%。在两种燃...     

不同结构型式建筑外窗缝隙通风对建筑室内细颗粒物（PM2.5）浓度的影响

为了把握不同结构型式建筑外窗对室外PM2.5阻隔特性及其影响规律,基于细颗粒物穿透机理与沉降特性,结合项目组2014年7月到2014年10月关于北京地区临街办公建筑室外及室内环境PM2.5质量浓度水平以及粒径分布特性的实时监测数据分析结果,重点比较分析了建筑外窗关闭且无室内源条件下,不同结构型式建筑外窗室外PM2.5渗透特性及其变化规律,并给出了建筑外窗缝隙通风条件下,缝隙渗透通风作用压力△p与建筑外窗缝隙结构特征、室外风速、室外空气相对湿度的关联式.研究结果表明：大气环境中粒径>1.0μm的颗粒物不到10%,且粒径<1.0μm的细颗粒物粒径分布随室外PM2.5质量浓度的增加呈向较大粒径0.7~1.0μm转化趋势,反之呈向较小粒径0.3~0.5μm转化趋势;2个不同结构特性建筑外窗对粒径<0.5μm细颗粒物的阻隔作用非常有限,对粒径>0.5μm,特别是0.7~1.0μm粒径细颗粒物的阻隔作用明显增加;建筑外窗渗透通风作用压力△p、渗透系数Fin与室外风速呈正相关性、与室外空气相对湿度呈负相关性;更高气密性等级建筑外窗对室外PM2.5侵入室内的阻隔性能始终优于低气密性等级建筑外窗.     

柴油机排放颗粒物特征及影响因素分析

采用二段撞击式单颗粒采样器进行采样,分析柴油机排放颗粒物的形貌、粒径、颗粒物排放的影响因素以及与国外柴油车的对比,最后发现:柴油机排放颗粒物以链状粒子为主,占粒子总数的72%,其次是矿物颗粒,矿物颗粒以单颗粒和粘附二次污染物两种形式存在,粒径大多集中在0.2～0.6μm。周围大气颗粒物以多边形粒子为主,粒径集中在0.3～0.5μm。随着柴油机负荷增大,颗粒物数量逐渐增加,但有机颗粒物数量表现出先增加后降低的趋势。     

单分散气溶胶的声波团聚实验

针对在声波团聚研究中最佳声波参数与气溶胶粒径分布情况之间的关系尚不明确的问题,提出采用单分散气溶胶作为颗粒源,研究不同粒径的单分散气溶胶对最佳声波团聚参数影响的方法.采用单分散癸二酸二异辛酯(DEHs)气溶胶作为颗粒源,研究在不同声场作用下,不同粒径、不同频率对单分散气溶胶数目浓度的影响.颗粒物数目浓度减少率越大,声波团聚的效果越好.结果表明,在选取的1 000~2 200 Hz频率段,大粒径的2μm颗粒物声波团聚效果好于小粒径的0.2和0.5μm的情况,而2μm颗粒物较优的声波团聚频率略低于0.2和0.5μm的颗粒物.     

筛板塔细颗粒物协同脱除特性实验

针对常规喷淋空塔无法满足颗粒物协同控制的难题,提出筛板塔强化传质实现协同脱除的方法.基于湿法烟气脱硫中试试验平台,考察湿法烟气脱硫关键工艺参数,包括烟气流速、浆液喷淋量、飞灰浓度、颗粒粒径等对细颗粒物脱除效率的影响规律,并与喷淋空塔脱除特性进行对比.结果表明,在实验工况下,细颗粒物脱除效率大于90%,最高超过95%;脱除效率随烟气流速、颗粒物浓度及浆液喷淋量的增大而提高.颗粒物分级脱除效率曲线呈"V"形分布特性,在0.2~1.0μm粒径范围内脱除效率最低;在相同条件下,筛板塔细颗粒物脱除效果显著优于喷淋塔,在0.2~1.0μm粒径段的脱除效率与总脱除效率较喷淋塔分别提高11%和5%以上.     

西安某高校图书馆真菌气溶胶浓度和粒径分布特征

高校图书馆人员流动频繁,且储藏大量珍贵的图书文献,易形成真菌气溶胶污染.真菌气溶胶污染不仅增加了人体患哮喘和呼吸道疾病的风险,还会加速纸张发霉减少图书的储藏年限.本文以西安某高校图书馆为研究对象,分析了真菌气溶胶的浓度、粒径等分布特征,对典型馆室颗粒物浓度进行对比,并分析了不同环境因素与真菌气溶胶的相关性.结果表明,测试期间图书馆四个典型馆室真菌气溶胶平均浓度为743 CFU/m~3,室内颗粒物平均浓度为大小为49.8μg/m~3,并且室内外颗粒物浓度比(I/O)平均为0.93.真菌气溶胶粒径范围主要集中在2.1～3.3μm和1.1～2.1μm.真菌气溶胶浓度与颗粒物浓度、相对湿度、人员数量和书籍年代之间存在正相关关系,相关系数分别为0.484、0.240、0.492、0.326,而与温度之间呈负相关性,相关系数为-0.338.     

氢燃料内燃机技术现状与发展展望

为了解决氢内燃机浓燃起动时由于润滑油进入燃烧室而造成的HC、CO排放较高问题,进一步优化氢内燃机冷起动性能,在一台经改装的1.6 L四缸进气道燃料喷射氢内燃机上,试验研究了浓燃条件下点火角对氢内燃机冷起动燃烧与排放特性的影响.试验中,将氢内燃机冷却水及机油温度控制在（24±0.5）℃,点火角由25° BTDC逐渐推迟至10° ATDC.试验结果表明：在过量空气系数为0.7条件下,随着点火角的逐渐推迟,氢内燃机冷起动转速与首循环缸内压力峰值均呈现先升高后降低的变化趋势,起动成功时间呈现先缩短后延长的变化趋势.其中当点火角为15° BTDC时,氢内燃机成功起动时间最短,首循环缸内压力峰值最大;随点火角的推迟,氢内燃机冷起动前50个循环火焰发展期平均值先缩短后有所延长,而快速燃烧持续期逐渐延长;由于蒸发的润滑油进入气缸内而导致排放中出现一部分HC和CO污染物.当点火角由25° BTDC推迟至10° ATDC时,氢内燃机冷起动前6 s内NO_x、HC及CO排放平均值分别降低约84.9%、33.6%和23.8%.由此可见,推迟点火角有利于降低纯氢内燃机冷起动过程中NO_x、HC及CO排放.

     

直喷汽油机暖机过程中两次喷射比例对燃烧和排放的影响

在一台缸内直喷汽油机(GDI)上进行两次喷射策略的暖机试验,研究了在暖机过程中,采用两次喷射策略时,两次喷射的喷油比例对缸内燃烧及排放的影响。试验结果表明:随着冷却水温度从30℃升高到80℃,燃烧和排放状况逐渐得到改善,在不同喷油比例下,缸内压力峰值提高了1%～10%,HC排放降低了32%～37%;随着两次喷油比例从9∶1减小到3∶1,冷却水温度从30℃升高到80℃,缸压峰值平均升高了16.68%,缸压峰值相位提前了4℃A,放热率峰值增加了2J/°CA,HC排放平均降低了15%,NOx排放量逐渐升高,微粒总数量浓度逐渐降低,微粒的粒径分布逐渐由核模态、积聚模态的双峰分布向核模态单峰分布转移。     

垃圾焚烧循环流化床锅炉污染物控制工业测试

针对垃圾焚烧带来的二次污染问题,介绍垃圾焚烧循环流化床锅炉的烟气处理技术,对一台日焚烧垃圾300t的循环流化床锅炉的主要污染物排放进行了工业测试,并对测试结果进行了对标分析。采用半干法脱酸+活性炭吸附+布袋除尘器的烟气处理系统后,并且保证炉膛温度高于850℃和维持炉膛氧量在7%左右,垃圾焚烧循环流化床锅炉的颗粒物、NOx、SO2、HCl和CO的排放浓度均低于现行排放标准;随着入炉垃圾量的增多,颗粒物和NOx排放浓度变化不大,SO2排放浓度有降低趋势,HCl排放浓度有升高趋势,CO的排放浓度增大。     

实际道路工况和法规工况下中型柴油机排放特性的对比分析

分别按照北京城市客车的实际道路驾驶循环BJCBC和重型柴油机的法规试验循环ETC,对满足国Ⅲ标准的中型柴油机及装配相同型号柴油机的整车进行排放测试,研究试验工况对柴油机NOx和PM排放特性的影响。研究结果表明:试验工况的变化对PM粒径浓度分布、NOx瞬时排放浓度和瞬时排放率产生明显影响,而且BJCBC的排放评价结果远远偏离ETC的排放评价结果,所以在满足认证标准工况的基础上,应按照北京市典型工况对排放控制进行优化标定。     

南京市夏季城市不同功能区气溶胶污染特征

利用WPS(宽范围颗粒粒径谱仪)、Anderson-Ⅱ型9级撞击采样器测量了2008年夏季典型日南京钟山风景区、鼓楼商业区与江北工业区大气气溶胶数浓度谱分布和质量浓度,分析了城市不同功能区气溶胶粒子的分布特征.结果表明:各功能区大气颗粒物浓度均比较高,达到104 cm-3,数浓度谱均为单峰型,峰值集中在0.01～0.04 μm;其中气溶胶粒子数浓度主要集中在0.01～0.2 μm粒径范围内,其日变化受汽车尾气排放、混合层高度变化的影响较大,且呈现明显的双峰型:粒径为0.01～0.1 μm的超细粒子对总数粒子贡献较大,鼓楼为93.28%,江北为81.66%,钟山为66.52%;细粒子(粒径<1.1 μm)与TSP质量浓度的比值钟山为9.2%,鼓楼33.77%,江北24.98%;质量浓度主要为粗粒子(粒径≥1.1 μm)贡献,但是鼓楼与江北的细粒子的贡献也非常大,说明这两个功能区的细粒子的污染值得关注;数浓度和相对湿度(RH)有密切联系,当RH<75%时其峰值随着相对湿度的增大而增大,当RH>75%时其峰值随着相对湿度的增大而减少,并且相对湿度对细粒子的影响要大于对大粒子的影响.     

邯郸市大气污染特征及变化趋势研究

利用邯郸市四个空气质量监测站点,2013~2014连续两年的颗粒物及气态污染物在线观测数据和气象数据对该市大气污染状况进行分析,结果表明:邯郸市大气污染以细颗粒物为主,2013、2014年邯郸市PM2.5年均浓度分别为139μg/m3和116μg/m3,为国家二级标准(35μg/m3)的近4倍和近3倍,2014年较2013年有所缓解,浓度下降比例为16.5%,超标率由2013年的74.4%降低到2014年的66.6%;邯郸市PM2.5浓度的空间分布并无明显差异;PM2.5季节变化规律为冬季秋季春季夏季,PM10季节变化规律为冬季春季秋季夏季;邯郸市PM2.5和PM10在一周内的浓度差异均较小,说明邯郸市污染物排放的周变化不明显,工业等排放较为稳定的行业占其排放的主导地位;与气象条件的相关性分析表明,邯郸市四季中静风频率最高,邯郸市的风向主要集中在从东到南到西这一方向带上,河南、山东、山西三省对于邯郸市颗粒物的贡献较大。     

煤矿区城市PM10单颗粒微观形貌及粒径分布特征

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术研究了可吸入颗粒物(PM10)的单颗粒微观形貌类型及粒度分布特征.研究表明,煤矿区城市夏季可吸入颗粒物的微观形貌类型主要有矿物、烟尘集合体、球形颗粒及未知细颗粒.前3种颗粒(未知细颗粒不做统计)的数量百分比分别为41.2％,28.0％和30.8％,体积百分比分别为71.5％,22.3％和6.3％.颗粒物的数量-粒度呈单峰分布,主要分布在0.1～0.4 μm范围内;体积-粒度分布则以大于1 μm的矿物颗粒为主.夏季空气中球形颗粒和规则柱状矿物较多,说明矿区SO2,NOx含量较高而引起的大气二次化学反应严重.强风天气PM10的质量浓度明显降低,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4 μm粒径范围内.轻微浮尘天气PM10的质量浓度增大,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4和1～2.5μm范围内,粒径大于1 μm的矿物颗粒占总体积(质量)80％.     

隧道施工洞口粉尘分布影响研究及防控措施

研究景区附近隧道施工产生的粉尘对洞口周边影响及防控措施.依托黄龙景区某隧道现场施工,结合理论分析粉尘运动模式、现场实测数据和数值模拟等方法,探究隧道不同工序对洞口粉尘浓度变化和掌子面推进过程中洞口粉尘浓度演变影响.模拟隧道洞口粉尘扩散模型,对洞口粉尘浓度引起的压力以及洞口附近影响分布进行研究,结果表明:洞口排出的粉尘绝大多数为可吸入粉尘,对洞口周围造成影响较大;隧道施工不同工序对洞口粉尘排放浓度呈时间非线性变化,钻爆出渣和喷射混凝土时产生洞口浓度最大;数值模拟出洞口粉尘扩散模式,当掌子面达到800m距离后,排出的粉尘浓度大致趋于平稳.通过粒径分析发现洞口粉尘颗粒平均个数最多的粒径范围小于7×10~(-6)m,其在洞口出现的概率和频率随粒径范围的减小而逐渐增大.最后科学地设计隧道洞口粉尘防控系统,可为今后隧道施工洞口粉尘防治提供借鉴.     

民用煤模拟燃烧排放细颗粒物的单颗粒特征及气态污染物分析

为了解民用燃煤排放的细颗粒物的单颗粒排放特征及气态污染物排放特征,选取烟煤、无烟煤和蜂窝煤三种煤型,在实验室内进行了民用煤燃烧模拟实验及污染物排放水平监测,并采集了燃烧不同煤种细颗粒物的单颗粒样品,对其进行了气态污染水平、单颗粒微观特征及元素组成等研究。结果表明：（1）烟煤引燃阶段以链状烟尘颗粒为主,燃尽阶段以不规则形貌的矿物颗粒为主,无烟煤和蜂窝煤整个过程都以近球形粒子的有机颗粒为主。三种煤型排放颗粒物皆以碳质颗粒为主。（2）燃煤颗粒的粒径分布在0.05~0.80 μm之间,烟煤排放的烟尘集合体粒径均值在0.45~0.55 μm之间,球形粒子与蜂窝煤的球形粒子大小相近,粒径均值在0.15~0.20 μm之间,无烟煤的球形粒子相对较大,粒径均值在0.25~0.35 μm之间。（3）三种煤型的CO排放因子皆比SO₂排放因子高,且烟煤的CO排放因子整体高于无烟煤和蜂窝煤。     

松江区大气气溶胶光学厚度对PM_(2.5)浓度的影响

探讨了大气气溶胶光学厚度在大气污染研究中的实用性,通过获取美国国家航空航天局和上海市松江区环境保护局的相关数据,针对松江区大气气溶胶光学厚度对细颗粒物(粒径≤2.5μm的颗粒物,PM2.5)浓度(质量浓度,全文同)的影响进行相关性分析,建立了最优回归模型,并进行了精度检验,同时对未来PM2.5浓度进行了预测.