《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》
甲醇燃料相关情况介绍20200410
甲醇燃料相关情况汇报发展替代能源是保障国家能源安全、减轻石油进口压力、缓解资源环境约束的一项重大战略举措。
党中央、国务院对此高度重视，党和国家领导人曾多次做出重要批示。
按照科学发展观统筹规划、突出重点、扎实推进，加强替代能源科研开发，加快产业化步伐是为社会发展提供清洁、安全、经济、可持续供应的能源保障。
甲醇燃料作为一种调整传统能源结构、促进循环经济发展的新型替代能源，是以“降低消耗、减轻污染、低碳利用、循环发展”为特征的典型低碳能源。
甲醇燃料以其环保性好、性价比高、技术成熟、资源有保障等优越性能，成为石油替代的首选产品。
河南是我国的农业大省，经济发展后劲不足已初步显现，产业结构调整任务依然艰巨，但河南省地处中原，交通十分发达，辐射带动能力较强。
河南省是我国煤化工产业强省，由于受国际能源价格暴跌和世界甲醇产能快速增长释放的影响，全球金融危机以来，国内甲醇市场处于低迷态势，制约了相关行业的发展。
积极推进甲醇燃料产业化是解决甲醇过剩产能的重要举措，带动甲醇相关产业发展，还可以使我省能源结构多元化，是开发低碳能源、发展循环经济最重要的举措之一。
一、甲醇燃料简介甲醇燃料主要是指在常规燃料如汽油、柴油中按一定比例掺烧甲醇的混合燃料。
燃料需要加入添加剂，形成不同标号的甲醇燃料产品，其掺入比例的不同可分为低比例、中比例和高比例。
低比例主要指甲醇与汽柴油掺烧比例不大于30％，如M5、M15、M30；中比例主要指甲醇掺烧比例不大于50％，如M50；高比例主要指甲醇比例大于85％，如M85、M100。
其中M15甲醇汽油是目前技术最成熟，产业化示范面最广，最能形成规模化替代的首选产品。
该产品可以借助中石化、中石油现有的储存、运输、加注设施，迅速地在全国大面积推广。
多年来，燃料甲醇的研发生产与推广使用虽几经起伏，目前已呈快速上升趋势。
实践证明，在多种车用替代燃料中，甲醇燃料技术成熟、经济可行、环境友好、安全可靠，势在必行、前景广阔。
非常规污染物排放试验方法
T/CAEPI XXX-201X附件E（规范性附件）非常规污染物排放试验方法E.1范围本方法适用于测量采用FBC添加剂辅助再生的柴油机颗粒捕集器的非常规污染物排放。
主要包括：挥发性有机物（苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲苯）、醛酮类（甲醛、乙醛、丙烯醛）、多环芳烃、二噁英。
E.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
HJ/T 400《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定□法》HJ 734《固定污染源废气的测定挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附／气相色谱质谱法》HJ 646《环境空气和废气气相和颗粒物中多环芳烃的测定气相色谱质谱法》HJ 647《环境空气和废气气相和颗粒物中多环芳烃的测定高效液相色谱法》HJ 77.2《环境空气和废气二噁英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法》E.3方法概要非常规排气污染物试验在发动机试验台架上进行，先在不使用FBC+DPF装置的条件下运行表E.1中循环，并全程对排气取样；然后使用FBC+DPF装置，发动机在额定工况运转1小时后，运行表E.1中循环并全程对排气取样。
根据引用文件HJ400、HJ734、HJ646、H647和HJ 77.2中规定的方法，分别测量两种条件下的样气，计算FBC+DPF装置引起的非常规污染物排放增加量。
表E.1 非常规污染物测试循环工况 1 2 3 4 5 转速中间转速额定转速中间转速负荷（%）100 50 50 100 100 时间（min）10 10 15 15 10_________________________________19。
汽车和发动机排气中甲醛和甲醇的采样方法、测定
附录 A（规范性附录）汽车和发动机排气中甲醛和甲醇的采样方法A.1 适用范围A.1.1 本附录规定了轻型甲醇燃料汽车和重型甲醇燃料发动机排气中甲醛和甲醇的采样方法，包括采样系统、方法、运输和保存，以及采样过程中的质量保证和控制等内容。
A.1.2 本附录适用于轻型或者重型汽车在底盘测功机上，或者发动机在全流排放试验台架上进行排放试验时，汽车或发动机排气经定容稀释系统（CVS）稀释后，在采样气袋中或者稀释通道中采集稀释排气中的甲醛和甲醇。
A.2 采样A.2.1 样品采集系统A.2.1.1 样品采集系统由恒流气体采样器、采样导管、填充柱采样管等组成。
A.2.1.2 恒流气体采样器的流量在0 ~2000 ml/min范围内可调，流量稳定。
当用填充柱采样管调节气体流速并使用一级流量计（如一级皂膜流量计）校准流量时，应满足前后两次流量误差小于±5％的要求。
A.2.1.3 采样导管应使用聚四氟乙烯管或者硅橡胶管。
采样导管的进气口固定在采样气袋的出口，以适当的方式从气袋引出，不可破坏采样系统整体的密封性。
采样导管的出气口与采样气袋外的填充柱采样管连接，填充柱采样管末端与恒流气体采样器连接。
也可以在稀释通道中采集稀释排气，可参考稀释气袋采样的连接方式。
A.2.1.4 应保证整个样品采集系统的气密性。
A.2.1.5 填充柱采样管应符合附录B和附录C中的相应规定。
A.2.2 样品采集过程A.2.2.1 使用符合本标准规定的固相吸附剂填充柱采样管采集排气中的甲醛和甲醇，采样可选取在图A.1所示的A点或B点进行（A点对应CVS系统各组集气袋，B点对应CVS系统稀释通道内采样，在热交换器前后采样均可），然后将填充柱采样管两端分别安装在样品采集系统上，使用恒流气体采样器进行样气采集。
图A.1 甲醛或者甲醇排放取样示意图A.2.2.2 应使用两根采样管串联连接采样，分析结果为上、下游采样管吸附量之和。
在后续分析中，如果下游采样管中测得甲醛或者甲醇质量大于上游采样管采集质量的5.0%，则试验结果无效，需调整采样流量，重新进行试验。
汽车非甲烷有机气体排放测试方法和影响因素
汽车非甲烷有机气体排放测试方法和影响因素张凡;高俊华;张仲荣【摘要】目前在国内并没有系统开展汽车非甲烷有机气体(NMOG)排放测试技术的研究工作,有必要针对汽车NMOG排放的测试方法和影响因素进行探索性研究.对国内外涉及到NMOG测试方法和排放机理的文献进行了综述,系统阐述了NMOG的法规定义、标准限值、测试方法、排放特性和生成机理等内容.NMOG 测试以EPA规定的4种方法作为基础进行改进.燃料中醇类含量对碳氢氧化物(OHC)中醇类和醛类有正相关影响,NMOG与非甲烷碳氢化合物(NMHC)的比值随着醇类比例的增加而增加.醇类和醛类污染物在三效催化器上的转化效率没有统一的结论.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】6页(P16-21)【关键词】汽车尾气;非甲烷有机气体;非常规污染物;测试方法;影响因素【作者】张凡;高俊华;张仲荣【作者单位】中国汽车技术研究中心;中国汽车技术研究中心;中国汽车技术研究中心【正文语种】中文随着排放标准的逐步加严和污染物后处理技术的不断升级，轻型车国Ⅴ标准[1]和欧洲标准体系[2]规定的汽车尾气排放中HC，CO，NOx等常规污染物排放已经降低到较低的水平，而毒性更强的醇类、羰基化合物和芳香烃类等非常规污染物日益受到人们的关注。
美国法规体系[3]中规定的非甲烷有机气体（NMOG）能够有效衡量汽车排放中常规和非常规的碳氢类污染物总量，也开始受到了国内环保部门和研究机构的重视。
目前在国内并没有系统开展汽车NMOG排放测试技术的研究工作，也没有国内的文献涉及机动车尾气中NMOG测试，因此为了更好地推动国内汽车尾气排放的减排工作，文章针对汽车NMOG排放的测试方法和影响因素进行了研究。
1 NMOG定义和标准限值1.1 NMOG法规定义美国加州环保署空气委员会（CARB）颁布的加州非甲烷有机气体测试程序[4]，将汽车排放的NMOG进行了细分，包括醇类化合物（ROH）、C2-C5碳氢化合物、C6-C12碳氢化合物及醛酮类化合物（RHO）等。
甲醇燃料汽车VOC排放实验研究
龙源期刊网
甲醇燃料汽车VOC排放实验研究
作者：刘生全李佳王琪等
来源：《北方环境》2011年第05期
摘要：为了充分了解汽车中挥发性有机物(VOC)的排放，减少其对人体健康产生的危害，因此文章采用选择离子流管质谱(SITT-MS)装置，对M15蒸气和装有催化转化器燃用M15的
汽油车的尾气中的挥发性有机(voc)物进行分析。
M15甲醇燃料蒸汽几乎完全由甲醇，链烃和
芳香烃碳氢化合物组成。
尾气中含有大量的碳氢化合物。
含氧有机物以及NH3和NO2等污染成分。
关键词：voc排放；选择离子流管质谱技术；M15燃油蒸汽；汽车尾气。
《甲醇汽车非常规污染物排放测量方法(征求意见稿...
附件3《甲醇汽车非常规污染物排放测量方法（征求意见稿）》编制说明标准编制组2020年6月目录1项目背景 (1)1.1 任务来源 (1)1.2 工作过程 (1)2甲醇燃料汽车行业概况 (2)2.1 我国车用甲醇燃料的应用背景和行业现状 (2)2.2 我国甲醇汽车行业现状和历史回顾 (2)3标准制定的必要性分析 (3)3.1国家和生态环境主管部门的相关要求 (3)3.2 甲醇汽车发展带来的主要环境问题 (4)3.3标准体系有待进一步完善 (5)4. 主要国家、地区及国际组织相关标准研究 (5)4.1 美国加州排放标准 (5)4.2 巴西排放标准 (7)5. 标准制定的技术路线 (8)5.1制定标准的技术路线 (8)5.2 制定标准的主要技术依据 (8)6.标准主要技术内容 (9)6.1 标准适用范围 (9)6.2 标准结构框架 (9)6.3 主要技术内容及其制定依据 (9)7. 标准的验证 (9)7.1甲醇分析方法的验证 (9)7.2 “61号文件”推荐限值的验证 (11)8. 标准实施的社会和环境效益分析 (12)8.1标准实施的社会效益 (12)8.2 标准实施的环境效益 (12)9. 标准实施的可行性分析 (12)9.1 排放控制技术可行性分析 (12)9.2 测试设备经济可行性分析 (12)参考文献 (13)1项目背景1.1 任务来源原环境保护部于2014年发布了“燃用甲醇汽油的轻型汽车污染物排放限值及测量方法”国家标准的编制计划，项目统一编号：2014—6。
本项目承担单位为：北京理工大学、中国环境科学研究院、厦门环境保护机动车污染控制技术中心、广州广电计量检测股份有限公司等。
1.2 工作过程标准立项后，承担单位成立了标准编制组。
标准编制组先后调研走访了工信部节能司、中国化工联合会醇醚燃料专委会、中国内燃机工业协会、吉利汽车集团、山西省新能源汽车办公室、山西和浙江等地甲醇汽油生产企业，以及相关管理部门，通过座谈、实地考察等方式了解我国甲醇汽车行业现状和发展规划、甲醇燃料车的排放状况等。
汽车排放污染物的检测方法
5810.16638/ki.1671-7988.2018.20.020汽车排放污染物的检测方法邓雅蓝（中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 400000）摘 要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断地提高，几乎每个家庭都有私家车，这种汽车数量的急速增加，给大气环境造成了严重的负担。
据有关数据表明汽车尾气已经成为了大气污染的主要污染源之一。
此种情况在一线城市中尤为明显。
随着我国经济水平和技术水平的提升，汽车工业和汽车数量呈现逐年上涨的趋势，对于环境造成的污染程度也原来越严重，范围越来越广，所以对排放污染物进行准确检测，并找到相应的解决方法是现阶段的首要问题。
要想解决汽车排放污染物的污染，第一步就是认真做好汽车排放污染物的检测工作，对汽车排放物里面的含量分析透彻，使其在国家规定的允许范围内。
文章对改善汽车排放污染物的方法进行了简单的探索，希望本文能为相关的领域研究者提供一些基础资料，并在基础上改善大气环境的污染现状。
关键词：汽车；排放；污染物；检测方法中图分类号：U473.9 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)20-58-03Method for detecting pollutants emitted by automobilesDeng Yalan( China Automotive Engineering Research Institute Co., Ltd.,Chongqing 400000 )Abstract: With the rapid development of social economy, continuously improve people's living standard, almost every family has a car, the sharp increase in the number of cars to atmospheric environment caused serious burden. According to relevant data, automobile exhaust has become one of the main pollution sources of air pollution. This is especially true in first-tier cities.Along with our country economy level and technical level of ascension, the car industry and car number to present the trend of rising year by year, for the environment pollution caused by the original, the scope of more and more widely, so accurate tests for discharge of pollutants, and find the corresponding solution is a primary issue at this stage. To solve vehicle emission pollutants, the first step is to seriously do a good job in vehicle emission pollutants detection on the inside of the automobile emission content analysis thoroughly, in the range of allowable as stipulated by the state. In this paper, the simple way to improve vehicle emission pollutants of exploration, hope this paper can offer some basic data for related researchers, and improve the atmospheric environment pollution on basis of the status quo. Keywords: automobile; Emissions; Pollutants; Detection methodCLC NO.: U473.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)20-58-03前言现在人们生活水平越来越提高，生活质量也随之提高，作者简介：邓雅蓝，女，汉族，（1989-），重庆人，职务：轻型车排放测试工程师，助理工程师，大学本科，就职于中国汽车工程研究院股份有限公司，研究方向：数据挖掘，轻型车节能减排。
《甲醇汽车燃料消耗量试验方法》编制说明
《甲醇汽车燃料消耗量试验方法》编制说明（征求意见稿）（一） 工作简况1.任务来源为加快推动甲醇汽车技术标准体系建设，2017年5月26日，工业和信息化部节能与综合利用司在京组织召开甲醇汽车技术标准体系建设座谈会。
会议围绕甲醇汽车技术标准体系建设思路进行了讨论，研究提出了标准体系建设架构，对重点领域标准分类进行了细化。
为加快推动相关标准编制工作，满足甲醇汽车发展需求，会议上提出：将根据标准应用的紧迫程度，按照国家标准、行业标准和团体标准分类推进标准编制工作。
2018年5月22日，甲醇汽车标准预研项目组启动会在天津召开。
与会专家围绕《甲醇汽车燃料消耗量试验方法》、《甲醇燃料发动机技术条件》、《柴油/甲醇双燃料发动机技术条件》等标准的立项草案进行了讨论，就标准的适用范围、要求和试验方法等内容基本达成一致，并提出标准应坚持突出甲醇汽车特殊性原则。
项目组将在充分总结甲醇汽车试点工作经验的基础上，利用1-2年时间完成4-5项甲醇汽车标准的制定工作，并根据政府管理及行业发展需求，不断完善甲醇汽车标准体系，为甲醇汽车产业化发展提供标准化支撑。
2.背景和意义作为低碳含氧燃料，甲醇的生产原材广泛，燃烧清洁，替代石油燃料可以提高燃烧效率。
发展甲醇燃料汽车有利于车用燃料多元化发展，降低机动车污染排放，不仅对改善大气环境、保障能源安全有重要意义，更将促进我国汽车产业转型升级、成为抢占国际竞争制高点的突破口。
工信部在2012年1月30日发布《关于开展甲醇汽车试点工作的通知》（工信部节【2012】42号），先后在山西、上海、陕西、贵州、甘肃5省市10个城市陆续开展甲醇汽车试点工作。
2016年11月份工信部节能与综合利用司巡视员李力在甲醇汽车发展论坛强调将进一步深化甲醇汽车试点、建立完善相关标准体系、积极加强政策引导、探索甲醇汽车发展模式。
2017年12月，工信部、国标委委托全国汽车标准化技术委员会开展《汽车行业节能与绿色标准研究》课题研究，建立甲醇汽车标准体系，支持甲醇汽车的产业化发展，本标准项目为该课题的研究内容之一。
内燃机非常规排放物检测方法综述
内燃机非常规排放物检测方法综述闫妍;张煜盛;曾东建;孟忠伟;田维;暴秀超【摘要】代用燃料醇醚类物质燃烧会产生醛酮类、苯系物、多环芳香烃等剧毒类非常规排放物质,由于其排量较小,也被称之为微量排放物,目前对痕量级别的非常规排放物检测还处于摸索阶段.本文综述了国内外近年来对非常规排放物的检测现状,针对目前发展相对较成熟的色谱技术、质谱技术、红外技术以及联用技术,分别阐述了各自的优缺点和检测原理,最后总结了非常规排放检测技术的发展方向.%The unregulated emissions (aldehydes and ketones, benzene, polycyclic aromatic hydrocarbons and other toxic substances) testing of alternative fuels alcohol and ether is still in the exploratory stage. This research summarizes on the detection of unregulated emissions from home to abroad in recent years, focuses on the four more mature testing techniques, including chromatogra-phy, mass spectrometry, infrared technology, as well as hyphenated techniques, respectively described their advantages , disadvantages and testing principle. Finally, the paper makes a summary on the development direction of unregulated emissions testing.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P23-26)【关键词】内燃机;非常规排放物;检测技术;代用燃料【作者】闫妍;张煜盛;曾东建;孟忠伟;田维;暴秀超【作者单位】西华大学交通与汽车工程学院,四川成都 610039;华中科技大学能源动力工程学院,湖北武汉 430074;西华大学交通与汽车工程学院,四川成都 610039;西华大学交通与汽车工程学院,四川成都 610039;西华大学交通与汽车工程学院,四川成都 610039;西华大学交通与汽车工程学院,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TK411+.5近年来，石油资源的日趋紧张以及不断加剧的环境问题使得内燃机的发展面临严峻考验，而相关研究发现，醇醚类燃料作为新型代用燃料，可使发动机具有良好的性能和超低的排放水平，如显著降低NOx以及烟度排放[1]。
甲醇汽车尾气排放中未燃甲醇含量的测定
10.16638/ki.1671-7988.2021.05.044甲醇汽车尾气排放中未燃甲醇含量的测定李凌燕，赵绍伟，周昭露，刘剑（重庆车辆检测研究院有限公司国家客车质量监督检验中心，重庆401122）摘要：文章建立了一种利用顶空-气相色谱-质谱联用法测定甲醇汽车尾气排放中未燃甲醇含量的检测方法，采用硅胶采样管吸附甲醇汽车尾气排放中的甲醇，再用水将硅胶采样管中的甲醇洗脱，洗脱液用顶空气相色谱质谱仪测定。
此方法的最低检出限是0.035μg/mL，线性范围为0.1μg/mL-40μg/mL，加标回收率在98%-101%。
结果表明，此方法简单灵敏，线性范围宽，检出限低，精密度好，经实际样品测定，完全满足甲醇汽车尾气排放中未燃甲醇含量的测定。
关键词：甲醇；顶空-气相色谱-质谱法；甲醇汽车中图分类号：U469.75 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)05-151-04Determination of Unburned Methanol in Methanol Automobile ExhaustLi Lingyan, Zhao Shaowei, Zhou Zhaolu, Liu Jian（National Bus Quality Supervision and Inspection Center, Chongqing Vehicle Test &research Institute Co., Ltd., Chongqing 401122）Abstract: In this work，a detection method for the content of unburned methanol in the exhaust of methanol automobile determined by headspace gas chromatography-mass spectrometry was established. The methanol in the exhaust of methanol vehicles was adsorbed by silica gel sampling tube, then eluted by water, and the eluent was determined by headspace gas chromatography-mass spectrometer. The minimum detection limit of this method was 0.035 μg/mL, the linear range was 0.1 μg/mL-40 μg/mL, and the standard recovery ranged from 98% to 101%. The results showed that the method was simple and sensitive,with wide linear range, low detection limit and good precision. The approach can completely satisfy the determination of unburned methanol in methanol automobile exhaust via the actual sample determination.Keywords: Methanol; Headspace gas chromatography-mass spectrometry; Methanol automobileCLC NO.: U469.75 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)05-151-04前言近年来，节能减排的呼声越来越高。
HJ1137—2020甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法
HJ1137—2020甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法HJ 1137—2020甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法Measurement Methods for Non-Regulated Emissions From MethanolFuelled Vehicles(发布稿)本电子版为发布稿。
请以中国环境科学出版社出版的正式标准为准。
目次前言.............................................................................. II 1适用范围.. (1) 2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4非常规污染物测量分析方法 (2)5试验用燃料 (5)6标准的实施 (6)附录A （规范性附录）汽车和发动机排气中甲醛和甲醇的采样方法 (7)附录B （规范性附录）汽车和发动机排气甲醛的测定高效液相色谱法 (9)附录 C （规范性附录）汽车和发动机排气甲醇的测定固相吸附/顶空—气相色谱质谱联用法.. 13前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》，防治机动车污染物排放，改善环境空气质量，制定本标准。
本标准规定了燃用甲醇燃料的轻型汽车、重型发动机和汽车（含柴油/甲醇双燃料发动机和汽车）排气中甲醛和甲醇的测量方法。
本标准附录A～附录C 为规范性附录。
本标准为首次发布。
本标准由生态环境部大气环境司、法规与标准司组织制定。
本标准起草单位：北京理工大学、中国环境科学研究院、厦门环境保护机动车污染控制技术中心、广州广电计量检测股份有限公司。
本标准生态环境部2020 年11 月10 日批准。
本标准自发布之日起实施。
本标准由生态环境部解释。
甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法1适用范围本标准规定了燃用甲醇燃料的轻型汽车、重型汽车和发动机，包括使用甲醇单燃料和柴油/ 甲醇双燃料汽车和发动机排气中甲醛和甲醇的测量方法。
车用甲醇燃料M15排放物实验研究
车用甲醇燃料M15排放物实验研究孙志春;张腾;唐琛;金盼盼【摘要】进行了车用甲醇燃料M15和RON93汽油在一定工况下的常规排放物———CO、HC和非常规排放物———甲醛的检测。
结果表明：发动机燃用M15甲醇汽油比燃用RON93常规排放物明显减少;燃用M15甲醇汽油与RON93排气中都会含有醛类排放物,M15甲醛排放略高于RON93。
%Through testing the emissions of car use methanol fuel M15 and gasoline RON 93,including the conventional emissions CO and HC,and the unconventional emissions methanal for some operating conditions.The result showed that when the engine used the car use methanol M15,the conventional emissions was significantly reduced,no matter which fuel were used,and there was aldehyde emissions in the exhaust,when the car used methanol fuelM15,and the methanal emissions was higher.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)015【总页数】3页(P184-185,198)【关键词】汽油机;甲醇燃料;常规排放;甲醛【作者】孙志春;张腾;唐琛;金盼盼【作者单位】长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064;陕西延长中立新能源股份有限公司,陕西西安710065;长安大学汽车学院,陕西西安710064【正文语种】中文【中图分类】TK411大自然以石油和天然气的形式给予了我们一份厚礼，然而人类却相当迅速地消耗着这些千万年才能形成的资源。
生态环境部关于发布国家环境保护标准《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》的公告
生态环境部关于发布国家环境保护标准《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》的公告
文章属性
•【制定机关】生态环境部
•【公布日期】2020.11.10
•【文号】生态环境部公告2020年第49号
•【施行日期】2020.11.10
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】环境标准
正文
生态环境部公告
2020年第49号
关于发布国家环境保护标准《甲醇燃料汽车非常规污染物排
放测量方法》的公告
为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护生态环境，保障人体健康，规范甲醇汽车环境监督管理工作，现批准《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》为国家环境保护标准，并予发布。
标准名称、编号如下：
《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》（HJ1137-2020）
本标准自发布之日起实施，由中国环境出版集团有限公司出版，标准内容可在生态环境部网站（）查询。
特此公告。
生态环境部
2020年11月10日
附件：《甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法》（HJ1137-2020）。
轻型车在欧美日法规下非常规污染物排放的试验对比
轻型车在欧美日法规下非常规污染物排放的试验对比张凡;于津涛;田冬莲【摘要】在同一辆汽车上使用相同的汽油,在轻型车底盘测功机上分别进行了欧洲、美国、日本标准规定的排放试验.使用 FTIR、HPLC、GC-MS 多种方法联合测量了轻型汽车尾气中甲醇、甲醛、乙醛、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯和异丁烯等非常规污染物的排放.试验结果说明,整个循环工况的非常规污染物排放水平主要取决于催化剂尚未完全起燃的冷起动前的100,s.同一车辆在不同循环工况的各种污染物平均排放水平存在差异,最大变化量不超过2倍.CO、HC、CO2、CH4常规污染物和醇醛酮类、芳香烃类、烯烃类非常规污染物的平均排放水平呈现出相同的规律:日本JC08>欧洲NEDC>美国FTP75,而NOx排放呈现出相反的规律.%Using a light-duty vehicle fuelled with the same gasoline sample,tests referring to European,US and Japanese emission regulations were carried out on a chassis dynamometer.FTIR,HPLC and GC-MS methods were used to measure unregulated emissions ofmethanol,formaldehyde,acetaldehyde,acetone,benzene,toluene,xylene,ethy lene, propylene,1,3-butadiene and isobutylene in the vehicle exhaust.The test results indicate that unregulated emissions dur-ing the entire driving cycles depend primarily on the emission level of the first 100,s during cold start before the catalyst is completely lighted-off.Although there are differences in the average emission levels during different driving cycles,the largest variation is no more than 2,times.In addition to NOx emissions,the average levels of CO,HC,CO2,CH4,alcohols,aldehydes,ketones,aromatic hydrocarbons and olefins have the same tendency:Japanese JC08>European NEDC>American FTP75.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2016(043)001【总页数】6页(P21-25,29)【关键词】轻型汽车;非常规污染物排放;排放法规【作者】张凡;于津涛;田冬莲【作者单位】中国汽车技术研究中心北京100176;中国汽车技术研究中心北京100176;中国汽车技术研究中心北京100176【正文语种】中文【中图分类】TK411+.5世界汽车排放法规可以划分为欧洲、美国、日本3大体系。
乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量
2014年(第36卷)第7期汽 车 工 程Automotive Engineering2014(Vol.36)No.72014153乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量原稿收到日期为2012年9月21日,修改稿收到日期为2012年11月22日㊂张 凡1,2,王建海1,田冬莲1,王建昕2(1.中国汽车技术研究中心,天津 300162; 2.清华大学汽车工程系,北京 100084)[摘要] 通过一辆轻型汽油车分别燃用纯汽油㊁E10㊁E20燃料,在轻型车底盘测功机上进行了NEDC 工况的排放测试㊂汽车尾气中主要污染物的瞬态排放和循环工况平均排放测量结果的对比,验证了MEXA㊁FTIR㊁HPLC㊁GC-MS 等各种测试方法具有较好的一致性㊂在冷起动第1个汽车加速工况时,乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯瞬态排放会有最高峰值,而在催化剂起燃后逐渐降低到零排放附近,并维持到NEDC 工况结束㊂随着燃料中乙醇比例的增加,尾气排放中的乙醛增加,HC㊁CO㊁CH 4㊁苯㊁甲苯㊁二甲苯㊁乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯和异丁烯减少,而CO 2㊁NO x 甲醛和丙酮基本不变㊂关键词:轻型汽车;乙醇汽油;非法规污染物排放;测量方法Multi-method Joint Measurement of Unregulated Pollutant Emissionsfrom an Ethanol-gasoline VehicleZhang Fan 1,2,Wang Jianhai 1,Tian Donglian 1&Wang Jianxin 21.China Automotive Technology &Research Center ,Tianjin 300162;2.Department of Automotive Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084[Abstract ] An emission test is carried out on a chassis dynamometer for a light-duty vehicle fuelled withpure gasoline and ethanol gasoline E10and E20with NEDC cycle.The comparison between transient emissions andaverage emissions in a driving cycle of major pollutants verifies the good consistency of different measuring methods including MEXA,FTIR,HPLC and GC-MS.The transient emissions of acetaldehyde,toluene,propylene and 1,3-butadiene during the first acceleration condition after cold start have the highest peaks and then with catalyst light off,the emissions levels gradually lower to nearly zero and remain until the end of driving cycle.As the ethanol pro-portion in the fuel increases,acetaldehyde in tail gas rises,HC,CO,CH 4,benzene,toluene,xylene,ethylene,propylene,1,3-butadiene and isobutene decrease,while CO 2,NO x ,acetone and formaldehyde remain basically un-changed.Keywords :light-duty vehicle ;ethanol-gasoline ;unregulated emissions ;measurement methods前言进入WTO 后,我国汽车工业步入一个高速发展的新时期㊂汽车保有量的猛增将给我国的能源需求和环境保护带来巨大压力,因此迫切需要寻找合适的替代燃料㊂欧洲汽车制造商研发组织于2004年对各种汽车燃料和动力系统进行了全生命周期的性能评价[1],做出了汽车工业在未来几十年内将会呈现燃料多元化和动力系统多元化发展的预测㊂乙醇作为一种生物质燃料,具有来源广泛的优点,可以从淀粉质原料㊁糖质原料和纤维素原料中制取㊂目前,乙醇主要以掺混的形式广泛应用在汽油车上,已成为在汽车上应用最广泛的生物质替代燃料之一,特别是在巴西和美国,已经成功实现了规模化和市场化㊂中国也在黑龙江㊁吉林㊁辽宁㊁河南㊁安徽等十多个省市进行了E10乙醇汽油的试点运行㊂2014(Vol.36)No.7张凡,等:乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量㊃811㊃由于乙醇有氧含量,在汽油中掺烧乙醇燃料时,可以在一定程度上降低汽车尾气排放中的CO㊁HC等法规污染物,对大气污染有一定的改善作用[2-3],但是乙醇燃料发生不完全燃烧时却会生成大量的甲醛㊁乙醛㊁丙酮等非法规污染物[4-5]㊂这些醛酮类物质对人体健康都有较大的影响,具有潜在的遗传毒性和致癌活性[6]㊂随着法规限制的法规污染物排放日益降低和替代燃料逐步推广应用,乙醇汽油车的非法规污染物排放问题日益受到人们的重视㊂针对乙醇汽油发动机和汽车的非法规污染物排放,国内外的汽车企业和研究机构分别使用不同的测量方法开展了定性和定量分析㊂西安交通大学[7]㊁清华大学[8]和天津大学[9]使用气相色谱仪(GC)测量了乙醇汽油发动机的甲醛㊁乙醛和乙醇排放㊂天津大学[10]使用气相质谱联用仪(GC-MS)测量了乙醇汽车尾气排放中的乙醛和芳香烃化学物排放㊂奥地利AVL公司㊁芬兰国家技术研究中心[11]使用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)测量了乙醇汽油车在不同循环工况下的甲醛㊁苯等瞬时排放㊂总的来说,各研究使用的测量方法有所区别,测量的非法规污染物种类不尽相同,测量结果缺乏全面完整的分析㊂为了更为全面系统地测量乙醇汽油车的主要非法规污染物排放,首先须对国际上通用的各种测量方法进行深入细致地对比分析㊂本文中依据GB 18352.3 2005标准的规定,在轻型车底盘测功机上进行了新欧洲行驶循环(NEDC)工况的排放测试,同时使用FTIR㊁高效液相色谱仪(HPLC)㊁GC-MS多种方法联合测量了同一台轻型汽车在燃用不同比例乙醇汽油时的非法规污染物排放㊂通过在不同测试方法中CO㊁CO2㊁NO x㊁甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯排放结果的对比分析,验证了MEXA㊁FTIR㊁HPLC㊁GC-MS等各种测试方法的准确性和一致性㊂另外通过多种方法的联合测量研究了燃料中乙醇含量对汽车尾气中甲醛㊁乙醛㊁丙酮㊁苯㊁甲苯㊁二甲苯㊁乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯和异丁烯等非法规污染物排放的影响㊂1 试验装置和仪器本文中使用的试验车辆为一辆2011年生产的1.6L自动挡轻型轿车,行驶里程约为20000km,其相关参数如表1所示㊂试验用汽油是燕山石化公司提供的93#国Ⅳ标表1 试验车辆相关参数整备质量/kg排量/L工作方式最大功率/kW最大转矩/(N㊃m)燃油标号环保标准1285 1.6自然吸气7715593#国Ⅳ+OBD 准油㊂试验用乙醇是从国药集团化学试剂北京有限公司直接购买的无水乙醇(分析纯),乙醇含量ȡ99.7%㊂试验前分别在汽油中掺混10%和20%体积分数的乙醇,经过充分搅拌后得到E10和E20两种乙醇汽油燃料㊂试验时首先将汽车中的原有燃油放空,然后分别加入试验用纯汽油㊁E10㊁E20燃料20L进行试验㊂试验结束后,从汽车中放出剩余的燃料,采集2L油样送至上海SGS检测中心进行分析,油样参数的相关结果如表2所示㊂表2 试验用油样相关参数油样名称汽油E10E20密度(20ħ)/(g/cm3)0.76850.75920.7628研究法辛烷值94.297.499.0蒸气压/kPa55.453.249.3乙醇含量/%0.18.7318.8510%馏出温度/ħ65.656.259.750%馏出温度/ħ117.0106.674.290%馏出温度/ħ163.6168.8158.1本文中进行的试验为GB18352.3 2005规定的Ⅰ型排放试验,循环曲线如图1所示㊂图1 Ⅰ型排放试验循环曲线试验测试系统主要由底盘测功机㊁排放环境试验仓㊁排放分析系统等部分组成,具体的试验装置及仪器型号如表3所示㊂试验中稀释用的背景空气进行了净化处理,可以达到稀释空气中质量分数(w)分别为w COɤ0.1ˑ10-6㊁w HCɤ0.1ˑ10-6㊁w NO xɤ0.1ˑ10-6的水平,以降低稀释空气对测量结果的影响㊂㊃812㊃汽车工程2014年(第36卷)第7期表3 试验装置及仪器型号装置名称仪器型号生产公司底盘测功机ECDM-48L-4WD德国MAHA排放环境试验仓SFTP德国IMTECH定容稀释系统CVS-7400日本HORIBA法规排放分析系统MEXA-7400LE日本HORIBA多组分排放分析仪MEXA-6000FT日本HORIBA空气净化系统DAR-3300日本HORIBA 2 不同方法测量结果的对比分析本试验使用MEXA㊁FTIR㊁HPLC㊁GC-MS多种仪器同时测量了汽车尾气中的法规和非法规污染物瞬态排放和循环工况平均排放㊂为了验证各种测试方法的准确性和一致性,试验中对比分析了各种测试方法得到的CO㊁CO2㊁NO x的瞬态排放结果和CO㊁CO2㊁NO x㊁甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯的循环工况平均排放结果㊂2.1 不同测试方法的瞬态排放测量结果试验中CO㊁NO x㊁CO2法规污染物的瞬态排放同时通过MEXA和FTIR两种方法进行测量,并对比分析了测量结果㊂2.1.1 法规污染物瞬态排放的测试方法MEXA方法的采样对象是通过混合室后的稀释排气㊂在MEXA-7400LE系统中分别使用不分光红外线吸收型分析仪测量CO和CO2,使用化学发光型分析仪测量NO x的瞬时值㊂测量结果记为CO (MEXA)㊁NO x(MEXA)㊁CO2(MEXA)㊂FTIR方法是在MEXA-6000FT中使用FTIR测量了在混合室前汽车直排尾气中的CO㊁NO x㊁CO2瞬时值㊂根据在GB18352.3 2005中规定的方法计算出稀释系数,并将FTIR测得的汽车尾气直排浓度转换为稀释排气的浓度,分别记为CO(FTIR)㊁NO x (FTIR)㊁CO2(FTIR)㊂2.1.2 法规污染物瞬态排放测量结果的对比分析以E20燃料的测量结果为例,对比了MEXA和FTIR两种方法的CO㊁NOx㊁CO2在整个NEDC工况下的瞬态排放曲线,如图2所示㊂从图2(a)和图2(b)中可以看出,在整个NEDC 工况下两种方法测量得到的CO和NO x瞬态排放无论是曲线形状还是数值大小都基本相同㊂即使是在排放变化最大的冷起动前100s,以及在汽车车速和负荷变化最大的最后200s,两种方法的CO和NO x 测量结果都能够较为准确地反映汽车尾气排放浓度随汽车运行工况变化的情况,两种方法的一致性能够得到保证㊂图2 两种方法的E20燃料的法规污染物瞬态排放曲线由于两种测试方法的采样对象(稀释排气和直排尾气)和分析原理(不分光红外线吸收和傅立叶变换红外光谱)有所不同,因此造成测量结果存在一定差异,特别是针对排放量最大的CO2㊂从图2(c)中可见,CO2(FTIR)在整个NEDC工况下都要略大于CO2(MEXA)㊂由于FTIR测量的是汽车尾气的直排浓度,而MEXA的测量对象是稀释排气,汽车尾气经过与环境空气稀释后,峰值变化幅度会有所降低,瞬时稀释系数的计算存在一定的误差,因此FT-IR的瞬态排放测量结果要略高于MEXA㊂2.2 不同测试方法的循环工况平均排放测量结果循环工况的平均排放能够更为准确地反映汽车尾气的排放水平,因此本试验通过比较不同方法得2014(Vol.36)No.7张凡,等:乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量㊃813㊃出的CO㊁NO x㊁CO2法规污染物和甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯非法规污染物的循环工况平均排放测量结果,进一步验证了不同测试方法的一致性㊂2.2.1 循环工况平均排放的测试方法本试验使用MEXA袋采分析㊁FTIR瞬时值积分和MEXA瞬时值积分3种方法计算了CO㊁NO x㊁CO2法规污染物的循环工况平均排放㊂第1种方法是在试验的循环工况结束后使用MEXA-7400LE直接测量了采样气袋中稀释排气的CO㊁NO x㊁CO2法规污染物排放水平,记为MEXA袋采分析结果㊂第2和第3种方法都是根据瞬态排放曲线通过积分计算来得出循环工况的平均排放水平㊂按照GB18352.3 2005的规定,本试验利用定容采样系统记录了稀释排气的瞬时流量,并分别与上述的FTIR和MEXA瞬时排放测量结果进行积分计算,再除以汽车行驶总距离,得出CO㊁NO x㊁CO2在整个NEDC工况下的平均排放水平,分别记为FTIR瞬时值积分结果和MEXA瞬时值积分结果㊂本试验使用FTIR瞬时值积分和袋采化学分析两种方法计算了甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯非法规污染物的循环工况平均排放㊂第1种方法是使用MEXA-6000FT测量了甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯非法规污染物的瞬时排放值,根据稀释系数将直排浓度转换为稀释排气的浓度,然后与稀释排气的瞬时流量进行积分计算,再除以汽车行驶总距离,得出甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯在整个NEDC工况下的平均排放水平,记为FTIR瞬时值积分结果㊂第2种方法是使用化学分析方法直接测量了采样气袋中稀释排气的非法规污染物排放水平㊂在试验循环结束后,使用美国SKC公司的PCXR8型气体采样泵从采样气袋中抽出适量的稀释排气,分别使用TENAX-TA吸附管采集稀释排气中的挥发性有机化合物,使用2,4-DNPH吸附柱采集稀释排气中的醛酮类化合物㊂对于TENAX-TA吸附管,采样后经过热脱附后使用GC-MS进行定性定量分析,得出样品中苯㊁甲苯的排放值㊂对于2,4-DNPH吸附柱,利用固相萃取装置进行样品洗脱后,经HPLC测量可以得到甲醛㊁乙醛的排放水平㊂在采集过程中,使用校准后的流量计精确地测量流经各吸附管的采样流量,然后根据稀释排气总流量和采样流量的比值,计算出在整个NEDC工况下各种非法规污染物的排放值㊂为了避免采样㊁分析过程对试验结果的干扰,本试验对同一稀释排气进行了两次采样,分别在中国汽车技术研究中心和北京市理化分析测试中心进行独立分析㊂相关的测量结果分别记为袋采分析结果(样品1)和袋采分析结果(样品2)㊂2.2.2 3种方法的法规污染物平均排放的对比以E20燃料的尾气排放测量结果为例,对比分析了MEXA袋采分析㊁MEXA瞬时值积分和FTIR瞬时值积分3种方法得出的CO㊁CO2㊁NO x平均排放水平,如图3所示㊂图3 3种方法的E20法规污染物平均排放的对比从图3可以看出,无论是CO㊁CO2还是NO x,3种方法的测量结果顺序都是相同的,依次为:FTIR 瞬时值积分结果>MEXA袋采分析结果>MEXA瞬时值积分结果㊂这与图2所示的瞬态排放结果是一致的㊂为了更为准确地评价不同测试方法的一致性,本试验以3种方法测量结果的平均值作为标准值,分别计算使用不同方法测量汽油㊁E10㊁E20燃料的CO㊁CO2㊁NO x平均排放的相对误差,如表4所示㊂由表可见,3种方法测量法规污染物平均排放的误差基本都在ʃ10%范围之内㊂总的来说,作为GB 18352.3 2005规定的方法,MEXA袋采分析方法的误差最小,测量值介于另外两种方法测量结果之间,表4 3种方法的法规污染物平均排放的误差污染物计算方法误差/%汽油E10E20 COMEXA袋采分析 3.5 5.0 3.0MEXA瞬时值积分-10.9-11.0-10.2FTIR瞬时值积分7.4 6.07.1 CO2MEXA袋采分析-2.9-2.6-1.4MEXA瞬时值积分-7.2-6.7-7.2FTIR瞬时值积分10.19.38.6 NO xMEXA袋采分析-0.6 1.1-0.5MEXA瞬时值积分-8.8-7.9-7.4FTIR瞬时值积分9.3 6.87.9㊃814 ㊃汽 车 工 程2014年(第36卷)第7期能最准确地测量法规污染物的平均排放㊂2.2.3 两种方法的非法规污染物平均排放的对比以E20燃料的尾气排放测量结果为例,本试验对比分析了两种测试方法得到的在NEDC 工况下的甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯平均排放水平,结果如图4所示㊂从图中可以看出,甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯的FTIR 瞬时值积分结果㊁袋采分析结果(样品1)和袋采分析结果(样品2)基本一致㊂图4 两种方法的E20非法规污染物排放的对比以FTIR 瞬时值积分结果㊁袋采分析结果(样品1和样品2)的平均值作为标准值,分别计算使用两种方法测量汽油㊁E10㊁E20非法规污染物平均排放的误差,如表5所示㊂两种方法测量非法规污染物平均排放的误差都在ʃ10%范围之内㊂表5 两种方法的非法规污染物排放的误差污染物计算方法误差/%汽油E10E20甲醛FTIR 瞬时值积分-0.3-2.2-1.9袋采分析(样品1)-4.9-7.50.0袋采分析(样品2) 5.29.6 1.9乙醛FTIR 瞬时值积分2.7 5.1-1.1袋采分析(样品1)-9.8-5.7-7.2袋采分析(样品2)7.10.68.3苯FTIR 瞬时值积分-0.40.5 6.2袋采分析(样品1) 1.6 2.1-2.8袋采分析(样品2)-1.2-2.6-3.3甲苯FTIR 瞬时值积分0.4-3.5-2.9袋采分析(样品1)-2.6 1.1 2.7袋采分析(样品2)2.22.40.2总的来说,通过汽车尾气中法规污染物和非法规污染物的瞬态排放和循环工况平均排放测量结果的对比,验证了MEXA㊁FTIR㊁HPLC㊁GC-MS 等各种测试方法具有较好的一致性㊂3 不同比例乙醇汽油的排放分析本试验在同一辆轻型汽车上分别燃用纯汽油㊁E10和E203种燃料进行了Ⅰ型排放试验,研究了燃料中乙醇含量对汽车尾气中法规污染物和非法规污染物排放的影响㊂本试验使用袋采化学分析和FTIR 瞬时值积分两种方法的平均值作为甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯排放的测量结果,使用袋采化学分析方法的测量值作为丙酮㊁二甲苯的排放结果,使用FT-IR 瞬时值积分方法的计算值作为乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯㊁异丁烯的排放结果㊂3.1 瞬态排放的测量结果与分析3.1.1 乙醇比例对法规污染物瞬态排放的影响以MEXA-7400LE 测得的稀释排气中法规污染物的瞬态排放结果为例,本试验探讨了在汽油㊁E10㊁E203种燃料中乙醇比例对CO㊁NO x ㊁HC 法规污染物瞬态排放的影响,如图5所示㊂图5 不同比例燃料的法规污染物瞬态排放曲线2014(Vol.36)No.7张凡,等:乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量㊃815㊃由图可见,HC的瞬态排放主要集中在NEDC工况开始的冷起动前100s,催化剂起燃后瞬态排放就降低到很低的水平,一直持续到试验结束㊂CO和NO x的瞬态排放除在开始的冷起动过程有峰值外,在最后连续加速过程中也会有较高的峰值出现㊂总的来说,在整个NEDC工况下3种燃料的CO㊁NO x㊁HC瞬态排放曲线形状基本相同,没有出现明显的阶梯分布情况㊂但在冷起动的前100s以及汽车连续加速的最后200s期间,3种燃料的排放峰值还是有所差别,说明燃料中的乙醇比例会对汽车的瞬时运行状态产生一定的影响,须进一步仔细分析㊂3.1.2 乙醇比例对非法规污染物瞬态排放的影响以FTIR测得的在混合室前汽车直排尾气中非法规污染物的瞬态排放结果为例,本试验探讨了在汽油㊁E10和E203种燃料中乙醇比例对乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯非法规污染物瞬态排放的影响,如图6所示㊂从图6中可以看出,乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯的瞬态排放曲线基本相似,都是在冷起动刚开始的第1个汽车加速工况产生一个最高的瞬时峰值,然后逐渐在100s左右降低到零排放附近,直到NEDC工况结束㊂这些非法规污染物的瞬态排放曲线与图5(c)中所示的HC排放曲线具有相同的规律,瞬态排放降低到零点的时间都是一致的,即为汽车催化剂完全起燃的时间㊂测量结果说明,由于乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯本质上都是碳氢化合物,因此与HC一样,都能够被起燃后的车用三效催化剂完全转化,使汽车尾气中的非法规污染物排放水平保持在较低的水平㊂总的来说,汽车在整个NEDC工况的非法规污染物排放水平主要取决于催化剂尚未完全起燃的冷起动前100s㊂为了进一步分析燃料中乙醇比例对非法规污染物瞬态排放的影响,图7特别给出了乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯在第1个ECE工况的瞬态排放放大曲线㊂从图7(a)可以看出,随着3种燃料中乙醇比例的增加,乙醛瞬态排放明显呈现出阶梯形增加的规律㊂E20的乙醛瞬态排放出现了两个明显的峰值,分别约为100ˑ10-6和60ˑ10-6㊂这是由于汽车在加速工况时的燃料加浓,燃料中的乙醇发生了不完全燃烧,生成了大量的乙醛排放㊂而E10的乙醛瞬态排放在相同的时刻也出现了两个高峰,但是峰值分别降低到70ˑ10-6和40ˑ10-6㊂汽油在相同时刻的排放峰值最低,分别只有约为45ˑ10-6和25ˑ10-6图6 NEDC工况的非法规污染物瞬态排放曲线图7(b)~图7(d)分别给出的E20㊁E10㊁汽油3种燃料的甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯瞬态排放曲线也呈现出明显的阶梯状分布规律,但与乙醛排放不同,这些污染物的排放随着燃料中乙醇比例的增加反而减少㊂从图中可以看出,汽油㊁E10燃料的甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯瞬态排放在冷起动前100s的相同时刻都有两个高峰,但是E20燃料的排放只有一个高峰,而且峰值明显降低㊂3.2 循环工况平均排放的测量结果与分析一般认为,循环工况平均排放能够更为准确地㊃816㊃汽车工程2014年(第36卷)第7期图7 第1个ECE工况的的非法规污染物瞬态排放曲线评价汽车尾气中的污染物排放水平,因此本试验通过瞬时值积分和袋采分析方法进一步研究了燃料中乙醇比例对循环工况平均排放的影响㊂3.2.1 乙醇比例对法规污染物平均排放的影响本试验使用MEXA袋采分析㊁MEXA瞬时值积分和FTIR瞬时值积分3种方法的平均值作为CO㊁NO x㊁CO2排放的测量结果,使用MEXA袋采分析㊁MEXA瞬时值积分两种方法的平均值作为HC排放的测量结果,使用MEXA袋采分析㊁FTIR瞬时值积分两种方法的平均值作为CH4排放的测量结果,如图8所示㊂图8 燃料中乙醇比例对法规污染物排放的影响从图中可以看出,汽油㊁E10㊁E203种燃料的CO2和NO x排放基本相同,而CO㊁HC㊁CH4排放都随燃料中乙醇比例的增加而减少㊂测量结果说明,乙醇的氧含量能够促进燃料的充分完全燃烧,有效降低CO㊁HC㊁CH4法规污染物的生成,而对于NO x生成的影响较小㊂此外,由于乙醇的低热值约为汽油的60%,因此在整个NEDC工况的燃料消耗量E20>E10>汽油,但是乙醇的碳质量成分约为汽油的60%,相同质量的燃料消耗之后生成的CO2排放量E20<E10<汽油,这两种相反的影响因素造成CO2排放基本不变㊂3.2.2 乙醇比例对非法规污染物平均排放的影响本试验使用MEXA袋采化学分析和FTIR瞬时值积分两种方法的平均值作为甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯排放的测量结果,使用MEXA袋采化学分析方法的测量值作为丙酮㊁二甲苯的排放结果,使用FTIR瞬时值积分方法的计算值作为乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯㊁异丁烯的排放结果㊂汽油㊁E10㊁E203种燃料的主要非法规污染物可以分为醛酮㊁芳香烃和烯烃3大类,其平均排放水平如图9所示㊂在图9(a)所示的醛酮类排放中,乙醛排放随着燃料中乙醇比例的增加而成比例地增加,E20和E10的乙醛排放水平分别是汽油的171.2%和142.2%,这与图7(a)所示的乙醛瞬态排放结果是一致的㊂测量结果说明,燃料中的乙醇经过不完全的氧化反应后会在汽车尾气中产生大量的乙醛排放,而甲醛和丙酮排放则基本不受燃料中乙醇比例的影响㊂由图9(b)可见,苯㊁甲苯排放随燃料中乙醇比例的增加而成比例地减少,而汽油㊁E10㊁E203种燃料的二甲苯排放也有逐步减少的趋势,但是幅度不大㊂E20的苯排放是汽油的81.0%,而E10是汽油的92.1%㊂E20和E10的甲苯排放约为汽油的2014(Vol.36)No.7张凡,等:乙醇汽油车非法规污染物排放的多方法联合测量㊃817㊃图9 燃料中乙醇比例对非常规污染物排放的影响90.4%和94.8%,这与图7(b)所示的3种燃料的甲苯瞬态排放变化规律相同㊂E20和E10的二甲苯排放约为汽油的93.0%和95.0%㊂测量结果表明,由于乙醇不含芳香烃成分,汽油燃料中添加乙醇,能够在一定程度上降低汽车尾气中的苯㊁甲苯㊁二甲苯等芳香烃污染物的排放㊂从图9(c)中可以看出,随着燃料中乙醇比例的增加,乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯㊁异丁烯等烯烃类排放近似线性地减少㊂E20的乙烯排放是汽油的82.1%,而E10是汽油的92.8%㊂E20和E10的丙烯排放约为汽油的80.1%和87.3%,而E20和E10的1,3-丁二烯排放约为汽油的76.6%和91.4%,这与图7(c)㊁(d)所示的丙烯㊁1,3-丁二烯瞬态排放结果相同㊂E20和E10的异丁烯排放约为汽油的82.4%和94.0%㊂测量结果说明,燃料中乙醇的氧含量有助于汽油中烯烃的完全氧化,能够有效降低汽车尾气中的烯烃排放㊂4 结论(1)通过汽车尾气中CO㊁NO x ㊁CO 2等法规污染物和甲醛㊁乙醛㊁苯㊁甲苯等非法规污染物的瞬态排放和循环工况平均排放测量结果的对比,验证了MEXA㊁FTIR㊁HPLC㊁GC-MS 等各种测试方法具有较好的一致性㊂(2)在冷起动的第1个汽车加速工况,乙醛㊁甲苯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯排放会有一个最高的瞬时峰值,然后逐渐在100s 左右降低到零排放附近,并维持到NEDC 工况结束㊂汽车在整个NEDC 工况的非法规污染物排放水平主要取决于催化剂尚未完全起燃的冷起动前100s㊂(3)随着燃料中乙醇比例的增加,CO 2和NO x排放基本保持一致,HC㊁CO㊁CH 4排放成比例地减少,乙醛排放成比例地增加,苯㊁甲苯㊁二甲苯㊁乙烯㊁丙烯㊁1,3-丁二烯和异丁烯排放成比例地减少,甲醛和丙酮排放基本维持不变㊂参考文献[1] Edwards R,Mahieu V,Griesemann J C,et al.Well-to-Wheels A-nalysis of Future Automotive Fuels and Powertrains in the EuropeanContext[C].SAE Paper 2004-01-1924.[2] 何邦全,闫小光,王建昕,等.电喷汽油机燃用乙醇汽油燃料的排放性能研究[J].内燃机学报,2002,20(5):399-402.[3] Hasan M A.Effect of Ethanol-unleaded Gasoline Blends on EnginePerformance and Exhaust Emission [J].Energy Conversion and Management,2003,44(9):1547-1561.[4] Knapp K T,Stump F D,Tejada S B.Effect of Ethanol Fuel on theEmissions of Vehicles over a Wide Range of Temperatures [J].Journal of the Air &Waste Management Association,1998,48(7):646-653.[5] Poulopoulos S G,Samaras D P,Philoppopoulos C J.Regulated andUnregulated Emissions 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