ELPI在重型车车载PM测试中的应用研究

把ELPI用于重型柴油车车载试验中的PM测量,探索ELPI在车载试验中的可行性。通过一个瞬时工况的颗粒物排放分析,研究重型柴油车辆在实际工况中的颗粒物排放特征。发现ELPI在车载试验中的数据具有较好的重复性,根据颗粒物排放的数量浓度峰值,认为控制1μm以下粒径的颗粒物排放是降低重型车颗粒物排放的研究方向。

用ELPI测量颗粒物的分级荷电量

提出了一种利用静电低压撞击器(ELPI)测量颗粒物分级荷电量的新方法,利用此方法可以将每种颗粒在 0．03-10μm范围内按其动力学粒径分为12级,然后可以获得每一级粒径的单个颗粒的平均荷电量。应用此方法首次实际测量了3种飞灰在自然荷电与强制荷电两种工况下的分级荷电量,获得了比较合理的结果,结果显示飞灰主要荷负电,且小于1 μm的飞灰颗粒的荷电量随粒径变化不大,而大于1 μm的颗粒的荷电量随粒径增加迅速增加。

ELPI设定条件对卷烟主流烟气气溶胶检测结果的影响

为准确测定卷烟主流烟气气溶胶的粒径分布,建立了＂分流＋轴向稀释器＋20倍射流稀释器＂的电子低压撞击器（ELPI）的配套稀释系统和相应的检测方法,并对19个不同焦油量（7.79~12.88 mg/支）的卷烟样品进行检测。结果表明：1采用该稀释系统,可满足ELPI分析仪在测定卷烟主流烟气气溶胶过程中对检测稳定性和仪器检测限的要求。2采用该ELPI方法检测卷烟烟气气溶胶时,测试时间对检测结果的影响较小,组间相对标准偏差（RSD）〈10%。3该方法的稳定性良好,气溶胶总质量检测结果的RSD〈15%。该方法准确、稳定和可靠,适用于不同焦油量卷烟样品烟气气溶胶颗粒的检测。

基于ELPI^+测量的上海市区大气可吸入颗粒物粒径分布

PM2.5等颗粒物已成为我国大气的首要污染物。为了测量上海大气中的颗粒物浓度及其粒径分布,使用电称低压撞击器对其进行采样并分析。测量结果表明,PM2.5颗粒物数量占据了PM10颗粒物数量的99%以上(其中亚微米颗粒数量更是高达89.76%)PM2.5的质量百分比为52.5%。由此可见,上海雾霾大气颗粒物中PM2.5颗粒是主要污染物,并成为降低上海市大气可见度的主要因素。

ELPI在柴油发动机微粒排放测试上的应用

介绍了静电低压撞击器(Electrical Low Pressure Impactor)的结构及工作原理.利用ELPI得到柴油发动机的微粒排放和粒径分布,发现柴油机排放的微粒粒径主要集中在1μm以下,因此控制小微粒排放将成为控制柴油机微粒排放的主要方向.

ELPI测定环境空气PM_(2.5)的现场比对研究

采用ELPI自动监测方法与手工采样-重量法对环境空气PM2.5监测进行现场比对研究,按照两种方法数据的相对偏差来评价ELPI方法的数据质量。实验结果表明,两种方法数据的相对偏差范围为-12.9%17.4%,加权平均值为3.0%;相对偏差的绝对值范围为1.1%17.4%,平均值为9.3%。ELPI法的数据质量总体较好,方法的准确度尚可。只是随着空气PM2.5浓度测定值的升高,ELPI法与重量法相对偏差的绝对值显著减小,可见,在低浓度下,ELPI法的数据质量相对较差,此时方法的准确度有待进一步验证、提高。

燃煤电厂PM2.5电荷法(ELPI)实测案例及方法总结

采用电荷法PM2.5测试仪器(ELPI)对燃煤电厂电除尘器、湿法脱硫装置及湿式电除尘器等开展工程实测,并对测试技术和方法进行归纳、总结,为制订我国相应标准测试方法的提供参考。

汽油车颗粒物排放特性

在底盘测功机上按NEDC循环工况,使用轻型汽油车、轻型柴油车排放测试系统以及电子低压冲击仪(ELPI)对满足国Ⅲ、国Ⅳ的气道喷射和缸内直喷汽油车进行了冷起动和热起动条件下的颗粒物排放特性研究。结果表明:国Ⅲ汽油车冷起动排出的颗粒物数目和粒径比其他汽油车都高,而国Ⅳ直喷汽油车排出的颗粒物的表面积浓度和质量浓度最大。各种汽油车排放的粒子数浓度的数量级相同,均为106,热起动下的颗粒物排放比冷起动减少40%。汽油车的粒径浓度90%以上都分布在0.007～0.378μm,表面积浓度90%以上都分布在0.055～9.83μm,颗粒物质量浓度99%分布在0.091～9.83μm。ELPI计算和颗粒测试系统测量的结果都证明,气道喷射汽油车在EUDC循环下颗粒物质量排放比ECE循环高。试验结果也发现,ELPI计算的颗粒物质量与法规测试系统测量的颗粒物质量之间存在差异。

烟草烟雾对室内空气颗粒物浓度的影响

采用电称冲击低压系统(ELPI)将无烟室和吸烟室内的空气颗粒物(0.03～10.00μm)分成12级,对其粒子数和质量浓度进行测定。结果表明,吸烟室PM0.03～10.00的日平均粒子数和质量浓度分别是无烟室的1.50、1.13倍。烟草烟雾对室内颗粒物粒子数的影响集中在0.03～1.00μm粒径段;对室内颗粒物质量浓度的影响表现为双模态结构,峰值分别在0.20～0.70、5.00～8.20μm粒径段。烟草烟雾颗粒物的粒子数和质量浓度随烟雾消散时间的增加而减少,粒径越小,减小的越明显;烟草烟雾颗粒物在室内消散缓慢,会在长时间内造成影响,应引起足够关注。

循环测量工况下汽油车颗粒物排放试验研究

利用电子低压冲击仪对4辆采用不同技术的国Ⅳ排放汽油车进行了颗粒物分布特性的试验研究。试验按照国Ⅳ测试循环(NEDC)在转鼓试验台上进行,测量了冷启动下排气中颗粒物的特性分布。试验结果表明:汽油机排气中包含有大量的超细颗粒物,其中以0.02～0.5μm的粒子居多;颗粒物排放主要在NEDC循环的冷启动阶段和加速过程中产生;汽油直接喷射车辆颗粒物数量比气道汽油喷射的高。

北京市冬季大气细粒子数浓度的粒径分布特征

考虑到对人体的健康危害,大气颗粒物的数浓度值可能比质量浓度值更重要。通过对北京市交通道路边、生活区和远郊背景点大气细粒子数浓度的监测,对北京市大气细粒子数浓度的主要来源、浓度和粒径分布特征进行研究。文章认为交通源是城市大气细粒子数浓度的主要来源。城市生活区的大气细粒子主要是污染源稀释后扩散而来。远郊区既可能存在气象污染物光化学成核生成的超细颗粒物,也存在外部运移而来的细粒子。与国外其他城市相比,北京市大气细粒子数浓度在道路边处于中等偏下水平,但生活区和背景点处于相当或偏高的水平。

汽油车燃用乙醇汽油的颗粒物与醛酮排放特性

依据国家第4阶段排放标准(GB 18352.3—2005),使用电子低压冲击仪和高效液相色谱仪、在底盘测功机上对汽油车燃用汽油及E10乙醇汽油的颗粒物及醛酮排放进行了对比研究.结果表明:车辆燃用E10乙醇汽油后,颗粒物排放的数密度、表面积浓度和体积浓度比燃用汽油时的低,但醛酮类污染物总量比燃用汽油时高,其中乙醛的增幅最大,是汽油车的5倍左右;车辆燃用汽油和乙醇汽油所排放的颗粒物中,PM2.5所占比例分别为99.98%和99.99%,PM0.1的比例为别为95.79%和95.33%.

混合动力客车颗粒物排放特性的研究

利用ELPI测量了一辆混合动力客车在我国典型城市公交循环(CCBC)工况下的颗粒物排放情况。试验结果表明,车辆排放的颗粒物主要分布在1.5μm以下;匀速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度随着车速的升高而明显增加,尤其是高速时增长更快,其粒数浓度和质量浓度分别约为怠速工况的3倍和3.5倍;在各种工况中,加速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度均最高;CCBC工况下,试验车辆的质量排放因子为0.864g/km,比传统国Ⅲ柴油客车降低了28.6%。

国Ⅳ汽油车颗粒物数目排放特性研究

在底盘测功机上按NEDC循环工况,使用电子低压冲击仪(ELPI)对2辆满足国IV的气道喷射(PFI)和缸内直喷技术(GDI)的汽油车进行颗粒物排放特性研究.研究结果表明:直喷汽油车所产生的颗粒物数目浓度大于气道喷射的车子.车辆冷热状态对颗粒数目浓度的影响大于不同循环的影响.PFI汽车比GDI汽车更容易受车辆冷热状态的影响.在冷启动ECE循环颗粒数目浓度最高.在高速和加速工况下颗粒数目浓度较大.速度的增加导致颗粒的细小化.EUDC循环的颗粒数目浓度比ECE循环的大.

带电颗粒流动过程中电荷损失的研究

静电增强过滤是电袋复合除尘技术的重要优势之一,其作用强弱与颗粒的带电量有关,自静电除尘区逃逸的带电颗粒在流动过程中存在电荷损失。文中建立了颗粒荷电、流动与采样测试实验系统,在空气相对湿度21%~73%的条件下,利用静电低压撞击器对不同流动时间的带电二氧化硅和飞灰颗粒带电量分布进行了在线测量。实验结果表明,带电颗粒在流动过程中存在电荷损失,带电量衰减速度基本不受颗粒成分、粒径和空气的相对湿度的影响。分析认为造成颗粒电荷损失的主要机制是空气中离子对颗粒的中和作用。基于库伦定律与离子迁移-扩散方程,推导了颗粒带电量在自然流动过程中随时间变化的关系式,与实验结果吻合良好。理论分析表明颗粒带电量随时间推移呈现指数衰减,衰减速度随空气离子的迁移率Z和平衡离子浓度n的增加而加快。

正、负电晕对大肠杆菌气溶胶收集的影响

为开发出新型有效的微生物气溶胶静电采样系统,考察了线筒式正、负电晕放电对大肠杆菌气溶胶带电荷情况的影响及收集作用。通过TK-3微生物气溶胶发生器产生大肠杆菌气溶胶,利用在线气溶胶分析装置ELPI(electrical low pressure impactor)研究了大肠杆菌气溶胶的带电荷情况。实验结果显示:大肠杆菌气溶胶空气动力学直径主要集中在0.8μm,不加电场时单个大肠杆菌气溶胶携带约9个正电荷;随着外加电场强度的改变,大肠杆菌微粒所带的电荷数也随之改变。单个大肠杆菌气溶胶在负电晕条件下最高可带26个负电荷,在正电晕条件下,最高可带14个正电荷。负电晕对微生物的收集作用要比正电晕高,最高可达到97%的收集效率,而正电晕最高可达到82%。

轻型汽油车排气颗粒粒子排放特性试验研究

利用ELPI和加热双稀释系统对轻型汽油车的颗粒粒子排放特性进行了试验研究。在底盘测功机上按照欧洲排放循环进行了汽油车的排放颗粒物粒子分布尺寸和浓度的实时测量,研究发现汽油车排放粒子属于亚微米粒径范畴,且主要在0.1μm以下按粒子数量浓度计算,峰值分布在0.04μm。汽油车瞬态粒子排放主要在冷启动过程和加速过程,特别是在突然加速过程中出现数量浓度峰值,可以达到108#/cm3。因此,汽油车粒子排放对环境的影响是不容忽视的。

荷电雾滴蒸发过程中雾滴的粒径及粒子数密度变化

为研究蒸发对荷电雾滴粒径与粒子数密度的影响,以电称低压冲击器(electrical low pressure impactor,ELPI)作为测试仪器,通过实验的方法系统测试了荷电与未荷电雾滴蒸发过程中PM10雾滴的粒径及粒子数密度变化。结果表明,无论雾滴荷电还是未荷电,水量不变、不同雾化气压下产生的雾滴经过蒸发段后以中值粒径(D50)0.2μm以下的颗粒为主,其粒子数密度均呈单峰分布,峰值处雾滴中值粒径为0.07μm;随着雾化气压的升高,未荷电时测点处的雾滴总粒子数密度逐渐增加,荷电后测点处的雾滴总粒子数密度先增加后减小;雾滴荷电后经过同样的蒸发过程,各级粒径对应的颗粒粒子数密度均明显减少,仅为未荷电时对应粒子数密度的20%～40%。

电子低压冲击仪的颗粒物测试

介绍了颗粒物测试设备电子低压冲击仪(ELPI)的结构和测试原理,研究了国内外学者应用ELPI测试柴油发动机和汽油发动机颗粒物排放测试方法及技术策略。指出ELPI是目前测试机动车颗粒物全粒径范围排放最有效的设备之一,ELPI的广泛应用,定会对机动车的颗粒物排放,特别是粒径小于2.5μm的颗粒物排放的形成机理、分布特性及控制策略等方面起到了积极作用。

不同电场中细颗粒物的荷电特性研究

为了研究细颗粒物在直流电晕放电和脉冲电晕放电条件下的不同荷电特性,采用静电低压撞击器分别测试直流电场和脉冲电场中不同电压条件下的单个颗粒平均荷电量,并与理论计算结果进行对比,结果表明:在直流电晕放电中细颗粒物直径小于0.2μm时主要以扩散荷电为主,大于0.2μm时主要以场致荷电为主;在脉冲电晕放电中细颗粒物主要通过自由电子和离子的迁移扩散进行荷电,最终小粒径段颗粒物荷正电且荷电量非常少,大粒径段颗粒物荷负电;在相同的线板式反应器中,脉冲电场可以比直流电场施加更高的峰值电压,加剧带电粒子与颗粒物之间的碰撞荷电,最终提高颗粒物的荷电量。