Identyfikacja metodą GC-MS związków organicznych w spalinach silnika z zapłonem iskrowym zasilanego paliwem z dodatkiem bioetanolu

• Autorzy: Łomankiewicz D. , Brodzik K. , Bielaczyc P.

Warianty tytułu

EN

Identification of organic compounds emission from exhaust gases of a spark ignition engine fueled with different ethanol-gasoline blends by GC-MS analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono metodę pobierania oraz analizy chromatograficznej spalin generowanych z mieszanek benzyna-etanol (E0, E5, E10, E25, E50 i E85) samochodem spełniającym wymagania norm emisji Euro 5. Pobieranie próbek na dwa różne, uzupełniające się sorbenty, węglowy Carbograph 1TD oraz polimerowy Tenax TA, a następnie analiza chromatograficzna z detekcją mas pozwoliła na identyfikację ponad 120 lotnych związków organicznych. Związki te podzielono na trzy główne grupy: węglowodory alifatyczne łańcuchowe i cykliczne oraz węglowodory aromatyczne. Prawie połowę ze zidentyfikowanych VOC stanowiły niebezpieczne dla środowiska i zdrowia człowieka związki aromatyczne (benzen, toluen, ksyleny, etylobenzen i ich pochodne). Stwierdzono obecność prekursorów ozonu (m. in. pentan, heksan, oktan), a także dużej liczby związków cyklicznych (pochodne cyklopropanu, cyklopentanu i cykloheksanu). Obecność w spalinach węglowodorów oraz etanolu, acetaldehydu i kwasu octowego świadczy o niepełnym spalaniu mieszanek paliwowych benzyna-alkohol w komorze silnika samochodu.

EN

Method of samples’ collection and chromatographic analysis of exhaust gasses produced from gasoline-ethanol blends (E0, E5, E10, E25, E50 and E85) by car which meets Euro 5 requirements is discussed. Samples’ collection onto two different complementary sorbents, carbon based Carbograph 1TD and polymeric Tenax TA, followed by chromatographic analysis with mass detection allowed for identification of over 120 volatile organic compounds. These compounds were divided in to three main groups: aliphatic, cyclic and aromatic hydrocarbons. Dangerous for environment and human health aromatic compounds (benzene, toluene, xylenes, ethylbenzene and their derivatives) stand for almost half of identified VOCs. Ozone precursors (inter alia pentane, hexane, and octane) and also large number of cyclic compounds (cyclopropane, cyclopentane and cyclohexane derivatives) presence was revealed. Hydrocarbons, ethanol, acetaldehyde and acetic acid presence in exhaust gasses indicates incomplete combustion of gasoline-ethanol blends in car engine’s combustion chamber.

Słowa kluczowe

PL

mieszanki benzyna-etanol; analiza spalin; lotne związki organiczne; VOC; węglowodory

EN

gasoline-ethanol blends; exhaust gases analysis; volatile organic compounds; VOC; hydrocarbons

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 2901--2910, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Łomankiewicz D.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o.; 43-300 Bielsko-Biała; ul. Sarni Stok 93; tel. [phone]

autor

Brodzik K.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o.; 43-300 Bielsko-Biała; ul. Sarni Stok 93; tel. [phone]

autor

Bielaczyc P.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o.; 43-300 Bielsko-Biała; ul. Sarni Stok 93; tel. [phone]

Bibliografia

• 1. ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) NR 459/2012 z dnia 29 maja 2012 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 715/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady oraz rozporządzenie Komisji (WE) nr 692/2008 w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro 6), L142, 1.6.2012, (16-24)
• 2. Pang, X., Shi, X., Mu, Y., He, H., Shuai, S., Chen, H., Li, R.,Characteristics of carbonyl compounds emission from a diesel-engine using biodiesel–ethanol–diesel as fuel. Atmospheric Environment, nr 40, (7057-7065)
• 3. DYREKTYWA 2002/3/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 12 lutego 2002 r.odnosząca się do ozonu w otaczającym powietrzu, L 67, 9.3.2002, (14-30)
• 4. Clairotte M., Adam T.W., Zardini A.A., Manfredi U., Martini G., Krasenbrink A., Vicet A., Tournié E., Astorga C., Effects of low temperature on the cold start gaseous emissions from light duty vehicles fuelled by ethanol-blended gasoline. Applied Energy, 2013, nr 102,(44-54)
• 5. Hong Zhao H., Ge Y., Tan J., Yin H.,Guo J., Zhao W., Dai P., Effects of different mixing ratios on emissions from passenger cars fueled with methanol/gasoline blends. Journal of Environmental Sciences 2011,nr 23(11), (1831-1838)
• 6. Martini G., Astorga C., Adam T, Farfaletti A., Manfredi U., Montero L., Krasenbrink A., Larsen B., De Santi G., Effect of Fuel Ethanol Content on Exhaust Emissions of a Flexible Fuel Vehicle. EUR 24011 EN, European Communities, Luxembourg, 2009
• 7. Payri F., Bermudez V. R., Tormos B., Linares W. G., Hydrocarbon emissions speciation in diesel and biodiesel exhausts. Atmospheric Environment, 2009, nr 43, (1273–1279)
• 8. Caplain I., Cazier F., Nouali H., Mercier A., Dechaux J.-C., Nollet V., Juomard R. Andre J.-M., Vidon R., Emissions of unregulated pollutants from European gasoline and diesel passenger cars. Atmospheric Environment, 2006, nr 40, (5954–5966)
• 9. Wang J., Jin L., Gao J., Shi J., Zhao Y., Liu S., Jin T., Bai Z., Wu C.-Y., Investigation of speciated VOC in gasoline vehicular exhaust under ECE and EUDC test cycles. Science of the Total Environment, 2013, nr445-446, (110-116)
• 10. Bielaczyc, P., Pajdowski, P., Szczotka, A., Woodburn, J.,Development of vehicle exhaust emission testing methods – BOSMAL’s new emission testing laboratory, PTNSS-2011-SS1-101, Combustion Engines, 2011, nr 1/2011 (144), (3-12)
• 11. Directive 98/69/EC of the European Parliament and of the Council of 13 October 1998. 1998L0069, 1998
• 12. Clausen, P.A., Wolkoff, P.,Degradation products of Tenax TA formed during sampling and thermal desorption analysis: indicators of reactive species indoors, Atmospheric Environment, 1997, Vol. 31, No. 5, (715-725)
• 13. Lee, J.H., Batterman, S.A., Jia, C., Chernyak, S.,Ozone Artifacts and Carbonyl Measurements Using Tenax GR, Tenax TA, Carbopack B, and Carbopack X Adsorbents, Journal of the Air and Waste Management Association, 2006, nr 56, (1503-1517).