PTV用于柴油機(jī)燃燒過(guò)程中氣-顆粒相多環(huán)芳香烴分布研究.pdf

1、本文以全氣缸取樣系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合先進(jìn)的儀器分析方法,研究了在柴油燃燒過(guò)程中氣相／顆粒相多環(huán)芳香烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的分布特性。實(shí)驗(yàn)采用聚氨酯泡沫／樹(shù)脂(PUF／XAD-2／PUF)吸附柱和玻璃纖維濾膜分別收集柴油燃燒過(guò)程中氣相和顆粒相PAHs。由于柴油燃燒過(guò)程生成的PAHs在單一工作循環(huán)中位于超痕量水平,因此在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GasChromatography-Mass

2、Spectrometric,CK2-MS)上選擇了程序升溫大體積進(jìn)樣方法(Programmed Temperature Vaporization,PTV),并使用試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)PTV的進(jìn)樣參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明該方法能完全滿足超痕量PAHs的分析要求。在此分析方法的基礎(chǔ)上,使用CO2模擬廢氣再循環(huán)(EGR),進(jìn)一步研究了EGR對(duì)柴油燃燒過(guò)程中氣相／顆粒相PAHs分布特性的影響。研究結(jié)果表明：
　　 ⑴使用PUF／XAD-2／PUF吸

3、附柱及玻璃纖維濾膜對(duì)氣相／顆粒相PAHs采樣,回收率范圍分別是71.83％～98.64％和86.41％～118.35％。采用2水平全因子設(shè)計(jì)和中心復(fù)合設(shè)計(jì)法優(yōu)化PTV進(jìn)樣條件,分別對(duì)進(jìn)樣量為50μL和25μL兩個(gè)條件下PTV參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終采取PTV進(jìn)樣量為25μL的分析方法,因子優(yōu)化結(jié)果的綜合合意性為0.83。PTV大體積進(jìn)樣與分流／不分流進(jìn)樣方式相比,既簡(jiǎn)化樣品分析步驟,又不影響分離效果,251μL進(jìn)樣量時(shí)檢出限提高3.8～59.

4、2倍。
　　 ⑵柴油機(jī)在在整個(gè)燃燒過(guò)程中,總PAHs(濾膜+吸附柱上PAHs)的質(zhì)量在有EGR的工況下隨著燃燒的進(jìn)行先增大后減小,無(wú)EGR的工況下先降低再升高,最后再降低。各工況燃燒結(jié)束時(shí),總PAHs的質(zhì)量在EGR率為19.5％時(shí)最低。
　　 ⑶在整個(gè)燃燒過(guò)程中,氣相PAHs質(zhì)量占總PAHs質(zhì)量的95.15％以上,萘在氣相PAHs中含量最多,占97.7％以上,其中燃燒初期和中期最易生成PAHs。燃燒進(jìn)行時(shí),低環(huán)數(shù)的萘、苊