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學科評估:初步建立了我國柴油機/車顆粒物排放后處理裝置評價方法體系

機動車中心、總工辦 | 2019-11-14 11:44:00

 

我國各類柴油車和非道路移動機械使用的柴油機排放的顆粒物占到了移動源顆粒物總體排放的九成以上,是環境空氣質量和居民身體健康的重要影響因素。柴油機/車顆粒物減排是我國《柴油貨車污染治理攻堅戰行動計劃》等環境管理政策的重要內容。利用排放后處理裝置進行柴油機/機顆粒物減排是近些年來國際上發展的新技術。通過科研積累和與國際同行廣泛的交流合作,本學科針對我國在用柴油機/車使用特點和排放狀況,有針對性地提出了我國柴油機/車顆粒物排放后處理裝置評價方法體系,為國家和地方出臺柴油機/車相關污染治理政策提供了技術支撐。

(1)吸收借鑒國際先進經驗,初步形成適合中國特點的柴油機/車顆粒物后處理裝置評價方法

長久以來,各類柴油車和非道路移動柴油機械排放測量主要使用臺架穩態測試方法,測試工況與柴油車和非道路移動柴油機械在實際使用過程中的行駛工況有所不同,該方法測量柴油機/車顆粒物后處理裝置的凈化效果不能有效反映真實的顆粒物減排效果。本學科研究建立了代表性的柴油車和非道路移動柴油機械排放測試方法:對于非道路移動柴油機械,提出了8種工況下穩態排放測試和利用便攜式排放檢測系統(Portable Emission Measurement System, PEMS)實車作業任意行駛工況下顆粒物凈化效果評價的測試方法;對于各類柴油車,提出了利用WHTC瞬態測試循環和利用PEMS進行實際行駛工況下綜合進行顆粒物凈化效果評價的測試方法。同時,結合國際交流合作經驗,開展了顆粒物后處理裝置顆粒物數量(Particle Number, PN)減排效果評價研究,把PN測量方法作為顆粒物后處理裝置減排效果評價的重要內容融入到柴油車和非道路移動柴油機械顆粒物后處理裝置整體測試評價方法,從而初步構建了適合中國柴油機/車使用和行駛工況的顆粒物后處理裝置評價方法。

圖1 柴油機/車顆粒物排放后處理裝置評價方法研究

(2)初步建立了評估顆粒物后處理裝置的指標體系

顆粒物凈化效果是評估各類后處理裝置性能好壞的主要內容,我國長久以來一直采用顆粒物質量(Particle Mass, PM)作為衡量柴油機顆粒物排放水平的指標。研究表明,PM作為柴油機后處理裝置凈化效果評價指標容易受到柴油中硫含量、測試條件等的影響,而PN則在各種測試條件下較為穩定,靈敏度更高;本學科還進行了顆粒物后處理裝置使用對其他污染物造成影響的實驗研究。通過實驗研究和國際經驗交流建立了評價顆粒物后處理裝置使用對顆粒物數量PN、顆粒物質量PM、各類常規氣態污染物(PM、CO、HC、NOx、NO2、CO2/油耗)和各類非常規污染物(烯烴類、酮醛類等化合物等)的指標評價體系。

圖2 顆粒物排放后處理裝置評價指標體系研究

(3)提出了利用顆粒物后處理裝置進行在用柴油機/車排放改造升級的方法體系,為地方進行用柴油機/車排放治理提供技術支撐

通過長期實驗和示范研究,提出了利用顆粒物后處理裝置進行在用柴油機/車改造應遵循的方法體系,包括高效顆粒物后處理裝置的篩選方法、擬改造在用柴油機/車篩選考慮內容和指標、顆粒物后處理裝置和柴油機/車匹配原則和實車運行考核方法、在線報警系統(OBD)和遠程在線監控系統在顆粒物后處理裝置安裝和運行監控應采用的方式方法和指標等,為地方和行業、企業進行在用柴油機/車排放改造提供技術支撐。

圖3 地方改造示范試驗

成果應用:柴油車/機污染以及治理方式、方法的提出等相關研究成果為我國《柴油貨車污染治理攻堅作戰行動計劃》、 《加強機動車污染防治工作推進大氣PM2.5治理進程的指導意見》、《非道路移動源排放清單編制技術指南》、黃標車淘汰等環境管理政策的制定提供支撐。相關成果已被生態環境部發布的《機動車污染防治技術政策等》、深圳市地標《在用柴油車及非道路移動機械改造治理安裝顆粒捕集器技術規范》(SZDB/Z 280-2017)等采納。科研成果推動了南京、廈門、深圳、鄭州等地市的移動源顆粒物治理或示范工作,預估可帶來1萬噸以上的顆粒物減排效果。

機動車中心、總工辦聯合供稿

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