燃用生物柴油對柴油機顆粒生成和排放特性研究進展
關鍵詞：顆粒 生物柴油 理化特性 形態(tài)和結構 柴油機
摘要：為深入研究生物柴油對柴油機顆粒排放的影響,在總結國內外相關研究進展的基礎上,通過研究生物柴油的化學組成和物理特性,討論了生物柴油產生顆粒的特殊性及其對環(huán)境的影響.在此基礎上,從PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons,多環(huán)芳烴)的形成途徑角度簡要分析了生物柴油顆粒形成的機理,并從生物柴油的3個關鍵性質入手,分析了其對顆粒排放的規(guī)律和影響.最后,以實際柴油機運行時的5項參數為基礎,討論柴油機實際使用生物柴油對顆粒排放的影響.結果表明:①不同材料和產地生物柴油的理化特性和對顆粒排放的影響有很大不同,但總體有利于減少對人體和環(huán)境的有害排放.②生物柴油將改變顆粒形成過程中半揮發(fā)性物質在微晶核表面的吸附,富氧作用也使燃燒熱解后生成的顆粒尺寸更小,減少40%~50%;同時,納米結構上的變化增加了生物柴油顆粒的反應活性,形成了更多30 nm以內的核態(tài)模式顆粒,更容易被人體吸收.③脂肪酸鏈的長度、不飽和度和含氧量對生物柴油顆粒排放量的減少發(fā)揮了重要作用,而柴油機參數的不同也對生物柴油的顆粒排放十分重要.④生物柴油對顆粒生成機理的關鍵在于復雜的含碳前驅物的生成路徑.使用生物柴油總體上可減少前驅物的排放量,其主要成分為四元環(huán)和五元環(huán),占總排放量的58.70%以上,但苯并蒽和艸屈分別上升了44%和340%.研究顯示,柴油機燃用生物柴油對顆粒排放有積極的一面,但在超細顆粒和某些特定前驅物控制上仍需引起高度重視.
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