1)研究成果主要内容
汽车是能源消耗和污染物排放的主要来源。随着我国汽车保有量的急剧增加,环境排污问题日益严重。当前我国汽车排污控制水平仅相当于发达国家20世纪90年代中期水平,汽车产生的大量污染物集中在城市道路中排放。同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后,不但使交通拥堵问题日趋突出,而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。因此,实验室对城市汽车排放污染综合控制技术开展了一系列的研究。
2)主要科技创新贡献
(1)交通污染分析与控制
主持完成陕西省科学技术厅项目“在用重型柴油车尾气后处理技术研究与示范”。通过研究,测试了替代燃料(天然气、甲醇)车、汽油车和柴油车尾气污染物排放特征;估算了推广替代燃料车对关中地区机动车排放污染物的削减水平;提出了关中地区在用柴油车尾气后处理技术方案;研发了金属纤维多孔材料汽车尾气净化装置;推出了地下停车场细颗粒物和氮氧化合物污染控制技术。
测试了替代燃料(天然气、甲醇)车、汽油车和柴油车尾气污染物排放特征,对比评价了替代燃料车对节能减排的重要意义,为城市环境污染治理决策提供重要依据;研发的金属纤维多孔材料汽车尾气净化装置对PM10的净化效率>95%,对PM2.5的净化效率>60%,对降低柴油车颗粒物排放减轻城市雾霾污染具有重要意义。项目提出的关中地区在用柴油车尾气后处理技术方案,综合规划了关中地区治污减霾的具体措施,方案措施经专家评价具有非常高的实际操作性,实施后有望使关中地区颗粒物排放总量下降8%;研发出的可同时净化PM和NOx的窄极距双区高速电除尘及低温等离子体氧化NOx的使用技术对PM2.5的脱除分级效率>60%,对NOx的脱除率>90%,有助于净化城市地下停车场空气环境,防止地下停车场空气质量超标危害相关人员身体健康。
(2)绿色交通能耗统计
主持研究完成陕西省交通运输厅项目“陕西省绿色交通能耗统计、监测与考核体系研究”。通过项目研究,建立了陕西省交通运输行业能耗统计与监测实施方案;建立了陕西省交通运输行业实际情况的节能减排考核评价指标体系,并完成了初步评价;促进了政府节能减排监管能力建设。
陕西省交通运输行业能耗统计和监测方案的推广实施,是实现交通运输行业节能减排目标、督促节能减排工作的有序推进和提升行业节能减排管理水平的重要手段。对陕西省交通运输各行业、各部门能耗进行统计、监测、考核,能够加强政府节能减排监管能力建设,构建完善的交通运输基础设施网络,优化交通运输装备结构,使交通运输能耗消费结构更加合理,进一步推动我省节能减排工作的顺利开展。
(3)汽车排放控制
主持研究的国家自然科学基金项目“机动车尾气颗粒物成分谱及其特征研究”、“SiC基CDPF的仿生结构设计及催化氧化颗粒物的机理研究”、主持研究的国家工业和信息化部项目“中国新能源汽车产品检测工况研究和开发——西安市城市数据采集”、主持研究的陕西省科学技术厅项目“汽车甲醛排放净化和检测研究”、“城市路域交通PM2.5排放及行人暴露浓度精细化评估方法研究”,为陕西省乃至全国汽车排放控制做出大量的工作,取得了丰硕的成果。主要研究结果有:获得了机动车尾气颗粒物主要成分谱及其特征;从催化氧化颗粒物机理的角度提出提高SiC基CDPF催化转换效率的方案措施;获取了新能源汽车在西安市的典型运行工况;掌握了汽车尾气甲醛不同检测方法之间的差异;选择了使用价值较高的汽车尾气甲醛检测方案;提出了汽车尾气甲醛排放净化的具体措施;建立了基于AERMOD的城市路域PM2.5浓度评估模型。
获得的机动车尾气颗粒物主要成分及其成分频谱特征和获取的新能源汽车典型城市运行工况指引了机动车尾气颗粒物治理控制的方向和工作重点;提出的提高CDPF催化转换效率的方案措施对降低机动车尾气颗粒物具有重要的现实意义;选择的汽车尾气甲醛检测方案和净化措施为汽车甲醛非常规排放控制,保护人体健康具有重要的现实意义。
3)国内外影响的主要证据
2015-2017年,本成果方向共发表学术论文26篇,获授权发明专利1项、实用新型专利6项,非教材专著1部。
序号 | 成果产出类型 | 成果名称 | 完成人 | 刊物、出版社或授权单位名称 | 年、卷、期、页或专利号 | 收录情况 |
1 | 科研 项目 | 机动车细颗粒污染控制技术研究 | 邓顺熙 | 陕西省科学技术厅 | 2017 | 通过验收 |
2 | 论文 | Investigating the impact of urban grade-separation on pedestrian PM2.5 exposure | 邱兆文 | Clean technologies and environmental policy | 2015, 17(7): 1917-27 | SCI IDS:CR5OO |
3 | 论文 | At-grade intersection configuration influences on pedestrian exposure to PM2.5 | 邱兆文 | Clean technologies and environmental policy | 2015, 17(8): 2323-35 | SCI IDS:CV0OD |
4 | 论文 | Combustion and exhaust emissions characteristics of a dual-fuel compression ignition engine operated with diesel fuel and liquefied petroleum gas | 祁东辉 | Journal of Energy Engineering | 2016, 142(4): 160171-7 | SCI DOI:10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000359 |
5 | 论文 | Potential of diesel emissions reduction strategies in Xi'an, China | 邱兆文 | Clean Technologies and Environmental Policy | 2016, 18(8): 2717-24 | SCI DOI:10.1007/s10098-016-1176-1 |
6 | 论文 | Emission inventory estimation of an intercity bus terminal | 邱兆文 | Environmental Monitoring and Assessment | 2016, 188(6): 36701-7 | SCI DOI:10.1007/s10661-016-5370-8 |
7 | 论文 | Experimental study of co-combustion ratio on fuel consumption and emissions of NG-diesel dual-fuel heavy-duty engine equipped with a common rail injection system | 张春化 | Journal of the Energy Institute | 2016, 89(4): 578-85 | SCI DOI:10.1016/j.joei.2015.06.005 |
8 | 论文 | Pedestrian exposure to traffic PM on different types of urban roads: A case study of Xi’an, China | 邱兆文 | Sustainable Cities and Society | 2017,32: 475-85 | SCI DOI:10.1016/j.scs.2017.04.007 |
9 | 论文 | Commuter exposure to particulate matter for different transportation modes in Xi'an, China | 邱兆文 | Atmospheric Pollution Research | 2017,8(5): 940-8 | SCI DOI:10.1016/j.apr.2017.03.005 |
10 | 论文 | Effects of combustion duration characteristic on the brake thermal efficiency and NOx emission of a turbocharged diesel engine fueled with diesel-LNG dual-fuel | 张春化 | Applied Thermal Engineering | 2017,127: 312-318 | SCI DOI:10.1016/j.applthermaleng.2017.08.034 |
11 | 论文 | 基于浮动车数据的机动车排放实时测算模型 | 郝艳召 | 中国环境科学 | 2015, 35(2): 396-402 | EI:20151600746606 |
12 | 论文 | 机动车非尾气颗粒物排放研究 | 郝艳召 | 汽车工程 | 2015, 37(2): 145-9 | EI:20151600764492 |
13 | 论文 | 基于MOVES的轻型车颗粒物排放来源和特征分析 | 郝艳召 | 环境工程学报 | 2015,9(8): 3915-22 | 核心 |
14 | 论文 | ABE、柴油喷雾燃烧的碳烟强度研究 | 张春化 | 中国工程热物理学会燃烧分会学术论文 | 2015, :801-10 | 核心 |
15 | 论文 | 机动车排放模型的颗粒物测算能力对比分析 | 郝艳召 | 环境科技 | 2016,(1): 60-64 | 核心 |
16 | 论文 | 中观机动车尾气模型在中国的适用性 | 郝艳召 | 长安大学学报(自然科学版) | 2016,36(1):112-9 | 核心 |
17 | 论文 | 醇类汽油混合燃料发动机排放性能试验研究 | 邱兆文 | 贵州大学学报(自然科学版) | 2016,33(1): 42-5 | 核心 |
18 | 论文 | 关中地区机动车颗粒物排放清单 | 郝艳召 | 环境工程学报 | 2017,11(3):1646-52 | 核心 |
19 | 论文 | 基于MOVES模型的西安市机动车排放清单研究 | 郝艳召 | 环境污染与防治 | 2017,39(3): 227-31 | 核心 |
20 | 论文 | 绿色公路客运站评价指标体系研究 | 马壮林 | 公路与汽运 | 2016, (3): 68-71 | 核心 |
21 | 发明 专利 | 一种排气颗粒物捕集装置及其控制方法 | 李阳阳 陈昊 | 国家知识产权局 | ZL201410596564.6 | |
22 | 实用新型专利 | 一种校车车内氧含量监测预警系统 | 王畅 | 国家知识产权局 | ZL201420678185.7 | |
23 | 专著 | 汽车节能减排技术 | 邱兆文 | 化学工业出版社 | 2015 | |