柴油-甲醇組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)排放中甲醛檢測(cè)方法的初步研究.pdf

1、柴油機(jī)自1892年問世以來，憑借其良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性等優(yōu)點(diǎn)在各種動(dòng)力裝置、船舶和車輛上得到日益廣泛的應(yīng)用。但隨著汽車保有量的逐年增多，石油資源的嚴(yán)重短缺，排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格，柴油機(jī)發(fā)展面臨著前所未有的困難和挑戰(zhàn)。因此，尋求清潔有效的替代燃料和有效降低柴油機(jī)有害污染物排放是解決這一問題的主要途徑。 針對(duì)以上問題，本研究提出組合燃燒的新方式，即在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上根據(jù)性能與工況的要求而采用最優(yōu)的燃燒方式。在起動(dòng)、暖車及小負(fù)荷工

2、作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)僅以純柴油擴(kuò)散燃燒方式工作，避免醛類物質(zhì)生成；而在中高負(fù)荷時(shí)噴入部分醇燃料，利用醇高汽化潛熱特性，在形成均質(zhì)預(yù)混合氣過程中大量吸熱，降低進(jìn)氣溫度，進(jìn)而降低燃燒溫度以減少NOx排放；利用醇燃料含氧特性，加快燃燒，減少碳煙生成，實(shí)現(xiàn)同時(shí)降低NOx和碳煙排放的目標(biāo)。 前期研究表明，柴油/甲醇組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(DMCC)較純柴油模式動(dòng)力性增加，當(dāng)量柴油油耗減少，經(jīng)濟(jì)性有所提高。組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)與原機(jī)相比NOx和碳煙明顯減少，經(jīng)催

3、化轉(zhuǎn)化后尾氣排放得到了全面降低。但是，甲醇可能會(huì)在燃燒過程中產(chǎn)生醛類等有害物質(zhì)，其中甲醛具有強(qiáng)烈的毒性，是一種致癌物。然而，目前對(duì)汽車尾氣中醛類的檢測(cè)還沒有統(tǒng)一的方法。為此，本研究提出用氣相色譜儀檢測(cè)甲醛衍生物的方式來檢測(cè)柴油/甲醇組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的甲醛。 通過對(duì)不同采樣方法和采樣條件的比較，設(shè)計(jì)了采樣系統(tǒng)，確定了用吸收液吸收的方法采集尾氣中的甲醛。利用尾氣中的甲醛與2、4-二硝基苯肼(DNPH)酸性飽和溶反應(yīng)生成甲醛腙的特

4、性，通過檢測(cè)甲醛腙的濃度來檢測(cè)尾氣中的甲醛。采用的氣相色譜儀為SP-3420氣相色譜儀；檢測(cè)器為氫火焰檢測(cè)器(FID)；色譜柱為固定相1.5％OV-101/CW..D(80～100目)、2m×6mm的玻璃填充柱；確定了最佳色譜條件：氣體流速：氮?dú)?0ml·min-1，氫氣30ml·min-1，空氣300ml·min-1；柱溫為180℃；進(jìn)樣器溫度為270℃；檢測(cè)器溫度為270℃。然后對(duì)一臺(tái)經(jīng)過改裝的柴油/甲醇組合燃燒發(fā)動(dòng)進(jìn)行了檢測(cè)和色譜