基于丙烷催化部分氧化的微管式固体氧化物燃料电池系统特性研究

【目的】便携式固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)系统包含气体供给模块、燃料处理模块、SOFC发电模块、热管理模块、尾气处理模块和控制模块等,其中,燃料处理模块与SOFC发电模块之间存在复杂的耦合匹配关系,明确模块间的耦合特性对提升系统性能以及运行寿命十分关键。【方法】分析了温度、碳氧比等因素对以Rh为催化剂的丙烷催化部分氧化(catalytic partial oxidation,CPOx)性能的影响,并进一步测试了CPOx与SOFC电堆的耦合性能。【结果】随着体积空速的升高,CPOx重整效率先升高后下降,100、150 mL/min是较为合适的体积空速;而温度的升高则能一直提升重整效率,但是高温度下相同温度增幅带来的重整效率提升逐渐减小;实验得到的最优碳氧比为1.0;在CPOx的最优工况下,SOFC电堆的性能达到了8.38 W。【结论】在丙烷体积空速150 min^(-1),碳、氧摩尔分数比1.0,工作温度800℃的条件下,SOFC电堆与CPOx的耦合性能最佳,丙烷便携式发电系统在体积为12 L时发电功率达到150 W。

提高实验室气相色谱法测试非甲烷总烃准确度研究

为了解决固定污染源非甲烷总烃(NMHC)在线监测系统比对中,在实验室中气相色谱(GC)法检测样品结果偏低的问题,本文选取便携式分析仪和GC仪进行实验对比,从载气选择、标准参考气体、储存时间和样品前处理等方面,分析对NMHC检测的影响,以提高实验室测试结果的准确性。结果表明,现场采样完成后,样品需避光并低温保存运输。样品需放理化干燥箱中加热至液滴凝结现象消除后方可上机测试,从采样到分析要在8 h内完成;对于不同行业成分较复杂的废气组分,建议采用甲烷、丙烷混合标准气体,这样测定结果更接近固定污染源原始排放量。本研究结果可为环境管理部门监管污染源排放提供技术支持。

便携式催化氧化-FID和便携式GC-FID在监测人造石行业有组织排放非甲烷总烃中的差异

采用便携式催化氧化-FID及便携式GC-FID分析仪分别监测分析广东省8家典型人造石制造企业有组织排放非甲烷总烃浓度。结果表明,2种仪器测得岗石生产企业非甲烷总烃浓度均高于石英石生产企业。同一样品测量结果催化氧化-FID分析仪均高于GC-FID仪器,在测量低浓度VOCs时(质量浓度小于10 mg/m^(3)),2种仪器测量结果非常接近。在测量高浓度VOCs废气时,GC-FID分析仪更稳定。2种仪器在测量该行业排放的非甲烷总烃浓度时重复度较好。而对于测量甲烷浓度,催化氧化-FID分析仪测量结果有一定的变化。

便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法现场测定环境空气中非甲烷总烃的研究

现场快速监测方法在突发环境事件应急监测中发挥了越来越重要的支撑作用。本研究利用便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法快速测定环境空气中的非甲烷总烃。得出方法的检出限、精密度和准确度,并与实验室方法进行比对。结果表明,方法检出限为0.127 mg/m^(3),精密度为0.1%~3.6%,标样相对偏差-0.9%~-0.1%。方法便捷、快速,时效性强,可及时为突发空气环境事件处置提供技术支撑。

基于实际道路测试的大型客车排放特征研究

应用车载排放测试系统(PEMS)对天津市4辆大型客车(国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ柴油车和国Ⅴ液化天然气车)进行了实际道路尾气排放测试。结果表明,3辆柴油车CO、NOx、总碳氢化合物(THC)和颗粒物(PM)的平均排放因子分别为3.435、6.431、0.131、0.324g/km,天然气车CO、NOx、THC和PM的排放因子分别为1.240、17.451、6.535、0.003g/km。总体看来,3辆柴油车的污染物排放速率随着排放标准的提高而降低,与其相比,天然气车的CO和PM排放速率相对较低,而NOx和THC排放速率较高;4辆大型客车各污染物排放速率在加速工况下排放速率最高,怠速工况下排放速率最低。随着国Ⅳ柴油车行驶速度从0~<20km/h提高到80~<100km/h,尾气温度逐渐上升,选择性催化还原装置对NOx的削减率可从41.8%升高到64.5%。

基于便携式氢火焰离子化检测器法测定固定污染源废气中非甲烷总烃的研究

通过实验室和固定污染源废气现场比对测试,对便携式氢火焰离子化检测器法(催化氧化法和气相色谱法)测定非甲烷总烃的检出限、转化效率、精密度和准确度等性能指标开展研究。实验室测试结果表明,便携式氢火焰离子化检测器法测定非甲烷总烃的检出下限(0.3 mg/m^3)、转化效率(98.2%)、精密度(3.49%)、准确度(-2.38%)基本满足方法技术指标的要求,但是对于催化氧化法还需重点关注其转化效率。固定污染源废气现场比对测试结果表明,便携式氢火焰离子化检测器法与实验室方法测试结果的相对准确度(33.2%)、相对误差(-9.27%~23.7%)基本能满足测试方法的测试要求,趋势性也保持一致,适用于现场测试。

基于PEMS测量的SSCR系统整车道路排放测试研究

基于车载排放测试系统进行SSCR系统国Ⅴ重型柴油车实际道路排放测试研究。SSCR后处理系统使用前后整车NO_x排放特征的比较显示:对比原NO_x排放,在市区工况下,SSCR系统可降低61.3%的NO_x排放,在高速工况下可以降低85.3%的NO_x排放。测试研究表明:安装有SS-CR系统的国Ⅴ重型柴油车在实际道路工况下NO_x排放符合国ⅤPEMS标准(送审稿)。

便携式催化氧化-FID法测定固定污染源废气中非甲烷总烃

对便携式催化氧化FID法测定非甲烷总烃的检出限、精密度、准确度、催化效率等性能指标开展研究,考察该方法测定固定污染源废气中非甲烷总烃的适用性。结果表明:催化氧化装置的转化效率为98.1%~99.7%,方法检出限为0.05 mg/m^(3)(以碳计);2个质量浓度水平的甲烷和丙烷混合标准气体测定结果的相对误差分别为-6.4%~6.1%、-4.7%~-0.5%,实验室内、实验室间测定结果的RSD分别为2.9%~5.9%和1.6%~2.5%、1.5%和0.6%。用该方法和国标法同时测定实际样品,两种方法测定结果的相对误差为6.4%~21.4%。

固定污染源废气中非甲烷总烃便携式现场测定法与现行行业标准方法比较

该文通过对采用便携式高温催化氧化非甲烷总烃测试仪现场测定涉挥发性有机物(VOCs)排放重点行业企业固定污染源废气中的非甲烷总烃,与VOCs废气样品经气袋采集返回实验室采用传统分析方法所获得的数据进行比较,得出便携式非甲烷总烃测定仪可更加准确、实时地反映固定污染源中挥发性有机废气排放情况。同时可为VOCs排放企业废气中挥发性有机物处理设施的选型进行科学指导,从源头上控制VOCs的排放。

便携式载体催化甲烷检测报警仪自动测量系统

传统人工测量便携式载体催化甲烷检测报警仪(以下简称报警仪)时存在耗时常计算易错的问题。为了避免上述问题,设计了基于机器视觉的便携式载体催化甲烷检测报警仪基本误差测量系统。系统对摄像仪采集得的报警仪图像进行处理并保存,同时,用户可在人机交互界面中进行基本信息填写并操作。将报警仪显示值保存至在表格中并进行计算得基本误差,最终自动生成检验记录。通过以上方法,该系统实现了基于机器视觉对便携式载体催化甲烷检测报警仪自动测量。系统的测量过程、计算过程及测量结果符合安全行业标准要求,且保证了结果的可追溯性。检验员及审核员使用该系统后可节约重复输入及反复计算的时间,提高工作效率。