机动车排放PM 2.5 单颗粒特征及老化机理研究
发布时间：2021-07-26 13:00
随着经济的飞速发展,我国机动车保有量快速增加。一方面使得我国对石油的需求量逐年升高,给国家能源安全带来明显挑战。另一方面导致大气污染的日益加剧,严重影响到社会发展和人们的正常生活。机动车污染物的排放是城市大气环境中PM2.5的主要来源之一,机动车排放控制已经成为中国大城市空气污染防治最重要的工作之一。机动车排放颗粒物物理化学性质的差异对气象、气候以及人体健康的影响也不同,因此研究机动车排放颗粒物的物理化学特征及其在大气环境中的老化机制对改善城市空气质量具有十分重要的意义。本文利用整车转鼓实验和发动机台架实验对机动车颗粒物排放特性进行了研究。整车实验选取了中国市场上常见的一辆缸内直喷（GDI）汽车、一辆进气道喷射（PFI）汽车和一辆柴油车,在北京驾驶循坏（BDC）上对排放颗粒物的数量浓度的特征和排放颗粒物的单颗粒特征进行了分析,同时还比较了不同驾驶状态下颗粒物的排放特性。发动机台架实验选取了一台市场上常用的GDI汽油机和一台PFI汽油机,探讨了发动机类型、燃油组分（烯烃、芳烃、乙醇组分和抗爆添加剂）、发动机负荷和三效催化器（TWC）等因素对汽油机颗粒物排放特性的影响...
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国大城市的PM2.5源解析[10]
分别是核膜态和积聚态（图1.4）。柴油车排放颗粒物数量主要分布在核膜态（0.005~0.1μm）的粒径范围内。柴油机排放的颗粒物质量主要分布在积聚态（0.1~1μm）的粒径范围内，在核膜态和粗膜态也有一定的分布。研究表明，核膜态颗粒是由，在燃烧过程中，未完全燃烧的碳氢化合物和硫酸等挥发性组分随尾气管排出后凝结而成的颗粒，约占排放总颗粒物质量的 1~20%。积聚态颗粒主要是以燃油的不完全燃烧所生成的碳烟颗粒为主，是排放总颗粒物质量的主要贡献者。粗膜态颗粒物主要来源于缸内及排气管的积炭脱落，其对颗粒物排放数量的贡献特别小[48]。汽油机排放的颗粒物粒径比柴油机更小，但 GDI 汽车、PFI 汽车和柴油车排放颗粒物的粒径分布相似，都呈现双模态分布。不同粒径的颗粒在人体内的沉积特性不同，粒径越小的颗粒越容易进入人体的呼吸系统，对人体的危害越大。因此对于汽油车排放颗粒物粒径的研究更加重要。本文对汽油机排放颗粒物的粒径进行了分析比较
图 1.5 柴油机与汽油机排放的颗粒物组成[51]Fig. 1.5 Size and chemical species distribution of particles emitted from gasoline-poweredvehicles and medium-duty diesel vehicles.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Potential of secondary aerosol formation from Chinese gasoline engine exhaust[J]. Zhuofei Du,Min Hu,Jianfei Peng,Song Guo,Rong Zheng,Jing Zheng,Dongjie Shang,Yanhong Qin,He Niu,Mengren Li,Yudong Yang,Sihua Lu,Yusheng Wu,Min Shao,Shijin Shuai. Journal of Environmental Sciences. 2018(04)
[2]煤与生物质燃烧生成碳黑团聚物的形态分析[J]. 殷金英,郑宇浓,周真. 安全与环境学报. 2017(01)
[3]北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究[J]. 韩力慧,张鹏,张海亮,程水源,王海燕. 中国环境科学. 2016(11)
[4]汽油机动车排放PM2.5的单颗粒类型及特征[J]. 幸娇萍,邵龙义,张文彬,彭剑飞,王文华,郭茜,胡敏,帅石金. 中国电机工程学报. 2016(16)
[5]缸内直喷汽油机排放颗粒有机物特征及影响因素分析[J]. 李梦仁,胡敏,吴宇声,秦艳红,郑荣,彭剑飞,郭庆丰,肖瑶,胡伟,郑竞,杜卓菲,肖建华,帅石金. 中国电机工程学报. 2016(16)
[6]缸内直喷汽油机排放PM2.5的理化特征及影响因素[J]. 秦艳红,胡敏,李梦仁,王银辉,彭剑飞,郑荣,郑竞,王玉珏,吴宇声,王渝,顾芳婷,杜卓菲,帅石金. 中国环境科学. 2016(05)
[7]燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响[J]. 郑荣,李梦仁,王银辉,牛贺,胡敏,帅石金. 内燃机学报. 2016(01)
[8]北京市机动车尾气排放因子研究[J]. 樊守彬,田灵娣,张东旭,曲松. 环境科学. 2015(07)
[9]机动车非尾气颗粒物排放研究[J]. 郝艳召,邓顺熙,邱兆文,高婵娟. 汽车工程. 2015(02)
[10]PM2.5 and PM10-2.5 chemical composition and source apportionment near a Hong Kong roadway[J]. Yan Cheng,Shuncheng Lee,Zhaolin Gu,Kinfai Ho,Yunwei Zhang,Yu Huang,Judith C.Chow,John G.Watson,Junji Cao,Renjian Zhang. Particuology. 2015(01)
博士论文
[1]公路隧道及城市道路PM2.5单颗粒特征及老化过程研究[D]. 侯聪.中国矿业大学(北京) 2017
[2]柴油车细颗粒物理化性质及其排放特征研究[D]. 张英志.清华大学 2016
[3]燃烧过程中碳烟微粒三维形貌及力学特性的研究[D]. 陈男.天津大学 2016
[4]汽油车尾气二次有机气溶胶生成的烟雾箱模拟[D]. 刘腾宇.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[5]中国典型城市机动车排放特征与控制策略研究[D]. 张少君.清华大学 2014
[6]机动车排放PM2.5和NOx的特征与减排对策[D]. 孙国金.浙江大学 2013
[7]缸内直喷汽油机排气微粒物理化学特征的研究[D]. 潘锁柱.天津大学 2012
[8]现代柴油机全气缸取样系统开发及缸内微粒理化特性研究[D]. 董素荣.天津大学 2007
硕士论文
[1]北京市机动车发展及颗粒排放物污染特征研究[D]. 于英汉.北京建筑大学 2015
[2]广州市机动车PM2.5及其金属元素排放特征研究[D]. 韩昊.暨南大学 2015
[3]汽油机一次颗粒物排放特性及二次颗粒物生成潜势的研究[D]. 郑荣.清华大学 2015
[4]兰州市机动车尾气排放对大气环境影响分析及对策研究[D]. 王莉莉.兰州交通大学 2013
[5]正庚烷燃烧过程中柴油机缸内微粒微观形貌及结构的研究[D]. 王磊.天津大学 2012
[6]汽车排放影响因素及微观排放模型研究[D]. 张西振.长安大学 2007
本文编号：3303611
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国大城市的PM2.5源解析[10]
分别是核膜态和积聚态（图1.4）。柴油车排放颗粒物数量主要分布在核膜态（0.005~0.1μm）的粒径范围内。柴油机排放的颗粒物质量主要分布在积聚态（0.1~1μm）的粒径范围内，在核膜态和粗膜态也有一定的分布。研究表明，核膜态颗粒是由，在燃烧过程中，未完全燃烧的碳氢化合物和硫酸等挥发性组分随尾气管排出后凝结而成的颗粒，约占排放总颗粒物质量的 1~20%。积聚态颗粒主要是以燃油的不完全燃烧所生成的碳烟颗粒为主，是排放总颗粒物质量的主要贡献者。粗膜态颗粒物主要来源于缸内及排气管的积炭脱落，其对颗粒物排放数量的贡献特别小[48]。汽油机排放的颗粒物粒径比柴油机更小，但 GDI 汽车、PFI 汽车和柴油车排放颗粒物的粒径分布相似，都呈现双模态分布。不同粒径的颗粒在人体内的沉积特性不同，粒径越小的颗粒越容易进入人体的呼吸系统，对人体的危害越大。因此对于汽油车排放颗粒物粒径的研究更加重要。本文对汽油机排放颗粒物的粒径进行了分析比较
图 1.5 柴油机与汽油机排放的颗粒物组成[51]Fig. 1.5 Size and chemical species distribution of particles emitted from gasoline-poweredvehicles and medium-duty diesel vehicles.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Potential of secondary aerosol formation from Chinese gasoline engine exhaust[J]. Zhuofei Du,Min Hu,Jianfei Peng,Song Guo,Rong Zheng,Jing Zheng,Dongjie Shang,Yanhong Qin,He Niu,Mengren Li,Yudong Yang,Sihua Lu,Yusheng Wu,Min Shao,Shijin Shuai. Journal of Environmental Sciences. 2018(04)
[2]煤与生物质燃烧生成碳黑团聚物的形态分析[J]. 殷金英,郑宇浓,周真. 安全与环境学报. 2017(01)
[3]北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究[J]. 韩力慧,张鹏,张海亮,程水源,王海燕. 中国环境科学. 2016(11)
[4]汽油机动车排放PM2.5的单颗粒类型及特征[J]. 幸娇萍,邵龙义,张文彬,彭剑飞,王文华,郭茜,胡敏,帅石金. 中国电机工程学报. 2016(16)
[5]缸内直喷汽油机排放颗粒有机物特征及影响因素分析[J]. 李梦仁,胡敏,吴宇声,秦艳红,郑荣,彭剑飞,郭庆丰,肖瑶,胡伟,郑竞,杜卓菲,肖建华,帅石金. 中国电机工程学报. 2016(16)
[6]缸内直喷汽油机排放PM2.5的理化特征及影响因素[J]. 秦艳红,胡敏,李梦仁,王银辉,彭剑飞,郑荣,郑竞,王玉珏,吴宇声,王渝,顾芳婷,杜卓菲,帅石金. 中国环境科学. 2016(05)
[7]燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响[J]. 郑荣,李梦仁,王银辉,牛贺,胡敏,帅石金. 内燃机学报. 2016(01)
[8]北京市机动车尾气排放因子研究[J]. 樊守彬,田灵娣,张东旭,曲松. 环境科学. 2015(07)
[9]机动车非尾气颗粒物排放研究[J]. 郝艳召,邓顺熙,邱兆文,高婵娟. 汽车工程. 2015(02)
[10]PM2.5 and PM10-2.5 chemical composition and source apportionment near a Hong Kong roadway[J]. Yan Cheng,Shuncheng Lee,Zhaolin Gu,Kinfai Ho,Yunwei Zhang,Yu Huang,Judith C.Chow,John G.Watson,Junji Cao,Renjian Zhang. Particuology. 2015(01)
博士论文
[1]公路隧道及城市道路PM2.5单颗粒特征及老化过程研究[D]. 侯聪.中国矿业大学(北京) 2017
[2]柴油车细颗粒物理化性质及其排放特征研究[D]. 张英志.清华大学 2016
[3]燃烧过程中碳烟微粒三维形貌及力学特性的研究[D]. 陈男.天津大学 2016
[4]汽油车尾气二次有机气溶胶生成的烟雾箱模拟[D]. 刘腾宇.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[5]中国典型城市机动车排放特征与控制策略研究[D]. 张少君.清华大学 2014
[6]机动车排放PM2.5和NOx的特征与减排对策[D]. 孙国金.浙江大学 2013
[7]缸内直喷汽油机排气微粒物理化学特征的研究[D]. 潘锁柱.天津大学 2012
[8]现代柴油机全气缸取样系统开发及缸内微粒理化特性研究[D]. 董素荣.天津大学 2007
硕士论文
[1]北京市机动车发展及颗粒排放物污染特征研究[D]. 于英汉.北京建筑大学 2015
[2]广州市机动车PM2.5及其金属元素排放特征研究[D]. 韩昊.暨南大学 2015
[3]汽油机一次颗粒物排放特性及二次颗粒物生成潜势的研究[D]. 郑荣.清华大学 2015
[4]兰州市机动车尾气排放对大气环境影响分析及对策研究[D]. 王莉莉.兰州交通大学 2013
[5]正庚烷燃烧过程中柴油机缸内微粒微观形貌及结构的研究[D]. 王磊.天津大学 2012
[6]汽车排放影响因素及微观排放模型研究[D]. 张西振.长安大学 2007
本文编号：3303611
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