生物柴油燃烧排放颗粒数量浓度测量的研究

杨伟浩／上海市计量测试技术研究院

0 引言

“生物柴油” 又名脂肪酸甲酯,作为“十一五”规划中发展的一种生物质替代能源，具有良好的发展前景，所以对其燃烧排放特性的研究显得十分重要。目前，国内外进行较多的是常规燃烧排放特性的研究，仅限于法规规定的排放物的特性，主要集中在烟度和质量控制上，颗粒的粒径限制也只在PM2.5(悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物)以上，对生物燃料的颗粒数量排放特性缺乏研究。但环境颗粒的医学研究表明，PM2.5以下的细小颗粒（尤其是纳米级颗粒），其危害性远大于大颗粒物质。颗粒愈小，悬浮在空气中的时间愈长，进入人体肺部后滞留在肺部及支气管中的比例愈大。＜0.1μm的颗粒进人肺部并吸附在肺细胞的组织中，有些还会被血液吸收[1-3]。由于柴油燃烧的颗粒直径大多＜0.3μm，因此对其燃烧排放气溶胶的研究十分必要。本文使用扫描迁移率粒度分析系统（Scanning Mobility Particle Sizer）[4]，对生物柴油系列油品的排气颗粒的数量浓度分布进行了测量。

1 总体思路

典型的柴油机颗粒排放的数量浓度水平在107个/cm3左右，已达SMPS系统的测量极限，为了得到更详细可靠的数据，对排气进行部分稀释，浓度控制在105～107个/cm3,并经过稳态的前置过滤处理。

采用稀释风道，通过孔板增加真空度，将排气管中的气体吸入稀释风道进行混合稀释，稀释风道中气流的雷诺数远大于4000，以保证排气和空气在稀释风道中的均匀混合,温度适当。用示踪气体（柴油机排放本身产生的气体CO2）浓度比来标定稀释比。……