Analysis of hydrocarbon–oil or raps–oil fueled diesel engine exhaust emissions of polycyclicaromatic hydrocarbons and aldehydes

• Autorzy: Ekert K.

Warianty tytułu

PL

Analiza emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i aldehydów w spalinach silnika z zapłonem samoczynnym zasilanego olejem napędowym lub paliwem rzepakowym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano wyniki badań i analiz emisji "wielopierścieniowych wybranych węglowodorów aromatycznych PAH i aldehydów A w spalinach aldehydy Am. Silnik stosowany w samochodach ciężarowych, zasilano węglowodorowym olejem napędowym DO lub estrem metylowym oleju rzepakowego ROME. Wyniki badań emisji PAH i A powiązano z wynikami badań emisji głównych składników spalin: cząstek stałych PM, cząstki stałe PM, węglowodorów łącznie HC i tlenków azotu NOx. Badania i analizy składu paliw i emisji spalin porównano z wybranymi parametrami pracy silnika i procesu spalania. Opracowano modele i algorytmy badawczo-obliczeniowe umożliwiające porównania emisji bezwzględnych i względnych PAH i A. Rezultaty badań i obliczeń porównawczych opracowano przy pomocy rozwijanego w Instytucie Lotnictwa Systemu CAER (Komputerowy System Wspomagania Badań Emisji Silników). Opisano stosowane metody badawcze, w tym analizy z wykorzystaniem systemu chromatografu gazowego z detektorem widma masowego (GC-MS). Wykryto i zidentyfikowano jakościowo kilkadziesiąt składników spalin. Oznaczono emisję masową wybranych PAH (benzen, toluen, meta i para ksylen, pseudokumen i inne) oraz A (aldehyd octowy, formaldehyd, aldehydpropionowy, akroleinę i inne). Wyciągnięto wnioski dotyczące kierunków zmian emisji spalin oraz wybranych składników PAH i A przy zasilaniu silnika paliwem DO lub ROME.

EN

Paper presented results of research and analysis of selected Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAH and Aldehydes A emissions in diesel engine exhaust. Transport truck diesel engine was fuelled with hydrocarbon Diesel Oil DO fuel or Raps Oil Methyl Esters ROME fuel. Results of the PAH and A emissions research were compared to results of emissions research of basic components: solid Particulate Matter PM, Carbon Monoxide CO, total Hydrocarbons HC and Nitrogen Oxides NOx. Research and analysis fuel composition and exhaust emission were compared to selected engine running parameters and combustion process research. Computational models and research-and-computational algorithms of total and specific PAH and A emissions estimations were formulated. Results of research were analysed with the help of the computational system, named CAER (Computer Aided Emission Research). Applied all research methods presented here, with use of Gas Chromatograph-Mass Spectrometer (GC-MS) analysis system. Most components of engine exhaust were qualitative identified. Mass emissions of selected PAH (benzene, toluene, meta i paraksylene, pseudokumene and other) and A (acetaldehyde, formaldehyde, propionaldehyde, acroleine and other) were designated. Formulated conclusions presented here refer to trends of emission changes of selected PAH and A components for engines fuelled with DO or ROME fuel.

Słowa kluczowe

PL

węglowodory aromatyczne PAH; aldehydy A; silniki o zapłonie samoczynnym (ZS); węglowodorowy olej napędowy DO; cząstki stałe PM; węglowodory HC; tlenek azotu NOx; System CAER (Komputerowy System Wspomagania Badań Emisji Silników); analiza chromatograficzna GC-MS; emisja masowa; ester metylowy oleju rzepakowego; RME

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, No. 3-4
• Strony: 71--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Ekert K.

• Institute of Aeronautics Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa tel.: [phone] w 618 fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Ekert K., Rusin M., Mazurkiewicz J., „Badania rozszerzonego składu komponentów toksycznych spalin silników spalinowych-Sprawozdanie podsumowujące”. Sprawozdanie Instytutu Lotnictwa Nr BT1.369/2000. Projekt nr 9T12D 044 14,2000.
• [2] Wesołowski W., „Analiza składu spalin na chromatografie GC-MS”. Raporty. Biblioteka Instytutu Lotnictwa.Warszawa, 2000.
• [3] Heywood J. B., „Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill Book Company”. Series in mechanical engineering. USA 1988.
• [4] Namieśnik J., Jamrógiewicz Z., - praca zbiorowa: „Fizykochemiczne metody kontroli zanieczyszczeń środowiska”. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998.
• [5] Hori S., Nasugawa K., „Fuel Composition Effects on SOF and PAH Exhaust Emissions from DI Diesel Engines” . 1998 SAE International Congress and Exposition. February 23-26, 1998. Cobo Centre, SAE 980507, Michigan USA 1998.
• [6] Donati J., Viellard H., „La Pollution Automobile due aux hydrocarbures aromatiques monocycliques a Paris Armie Coursimault”. 3rd Tutern, Symposium „Transport and Air Pollution” Avignon 1994.
• [7] Welsh M. P., „Global Trends in Diesel Emission Control - A 1998 Update”. 1998 SAE International Congress and Exposition. February 23-26, 1998. Cobo Centre, Detroit, SAE 980186, Michigan USA 1998.
• [8] ISO-8178. „Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement. Part 1-7”. Norma wprowadzana w Polsce jako Projekt PN-ISO nr 8178, Części 1-7 i EURO. Zalecenia Doradczej Grupy Roboczej (Consultin Working Group).
• [9] Zabłocki M., Ekert K., „Podstawowe problemy ekologicznego rozwoju silników spalinowych. Fundamental Questions of Ecological Development of Engines”. III Sympozjum Naukowe EKODIESEL’96. Warszawa, 25÷26.04.1996r. Wydanie specjalne kwartalnika PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA ISSN 0509-6669.
• [10] Zabłocki M., Ekert K., „Emisja nanocząstek nowym wyzwaniem dla silników z zapłonem samoczynnym. Nanoparticulates Emission the New Challenge for the Diesel Engines”. IV Sympozjum Naukowe EKODIESEL’98. Warszawa, 22÷24.04.1998r. Wydanie specjalne kwartalnika PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA ISSN 0509-6669.
• [11] Ekert K., „Struktura emisji cząstek stałych. Sprawozdanie podsumowujące. Opracowano przy pomocy systemu CAER-COPART”. Sprawozdanie Instytutu Lotnictwa Nr BT1.333/98. Projekt Badawczy nr 9T12D 009 09,1998.
• [12] Lodommatos N., Rubenstein B., Harrison K., Xiao Z., Zhao H., „The effect of aromatic hydrocarbons on soot formation in laminar-diffusion flames and in a diesel engine” . Journal Institute of Energy, LXX (484), 84-94, 1997.
• [13] Flanigan C.T., Litzinger T.A., Graves R.L., „The effect of aromatic and cycloparaffins on DI diesel emissions”. SAE paper 892130, 1989.
• [14] Fukuda M., Tree D.R., Foster D.E., Suhre B. R., „The effect of fuel aromatic structure and content on direct injection diesel engine particulates”. SAE paper 920110, 1992.
• [15] Xiao Z., Lodommatos N., Zhao H., „The effect of aromatic and oxygenates on diesel engine emissions”. Journal of Automobile Engineering, Proceedings Part D, Vol 214 No D3, ISSN 0954-4070, 2000.
• [16] Huang Z., Miao H., Zhou L., Jiang D., „Combustion characteristics and hydrocarbon emissions of spark ignition engine fuelled with gasoline-oxygenate blends”. Journal of Automobile Engineering, Proceedings Part D, Vol 214 No D3, ISSN 0954-4070, 2000.
• [17] Liu Z., Karim G.A., „An examination of the exhaust emissions of gas fuelled diesel engines”. ASME Int., 1997, 256-262, 1997.
• [18] Prescher K., Stieper K., Groth K., Stanev A., Lange J., Berndt S., „ Die Aldehydemission von Dieselmotoren in Abhängigkeit von der Kraftstoffqualität”. Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV)1, MTZ 06 1997.
• [19] Ishiguro F., Nishimoto K., Tanaka T., Senda J., Fujimoto H., „Combustion characteristics of neat methanol in IDI diesel engine - mechanism of formaldehyde formation”. Journal of SAE-Review, B 14, H2, S. 36-43, 1993.
• [20] Matz G., Schröder W., Gohl M., „Online measurement of oil-compounds in the exhaust gas of combustion engines by mass spectrometry”. Pittcon’99, Orlando, Florida, 1999.
• [21] Matz G., Walte A., Münchmeyer W., Rikeit H.E., „Measurement of Aromatic Compounds in Automobile Exhaust Gases with Quadrupole Mass Spectrometry with an On-Line-Probe and an Automatic Tenax-Sampler”. SAE’96, Detroit, 1996.
• [22] Ekert K., „Research and Computation of Atmosphere Pollution Generated by I.C. Engines”. 29th International Scientific Conference on Internal Combustion Engines. KONES 2003. September 14-17, 2003, Wisła, Poland.
• [23] Ekert K., Mazurkiewicz J., Rusin M., „Measurement of Aromatics and Aldehydes Emission from Direct Injection Diesel Engine”. Twenty-Eighth International Symposium on Combustion. Edinburgh, Scotland, 30th July-4th August, 2000.
• [24] Ekert K., „Ogólna teoria estymacji emisji zanieczyszczeń z aplikacjami silnikowymi”. Kwartalnik Naukowy PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA nr 3/174, Warszawa,2003.
• [25] Ekert K., Analysis of Particulate Matter Emission Changes with Raps Fuel Powered of Diesel Engine” 30th International Scientific Conference on Internal Combustion Engines. KONES 2004. September 12-17, 2004, Zakopane, Poland. Journal of KONES. Internal Combustion Engines, Vol. 11, No. 1-2, Warsaw, 2004.