机动车尾气排放亚硝酸实时测量系统研发与应用研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luocai1982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
气态亚硝酸(HONO)是大气氧化反应的重要参与成分,其可通过光解产生羟基自由基(OH),影响大气中的氮氧化物(NOx)等一次污染清除、二次有机气溶胶和臭氧等二次污染形成。机动车是城市地区大气中HONO的主要排放来源,然而,近年来实测和模拟研究表明机动车HONO排放可能存在严重低估,制约OH自由基生消机制、空气质量模拟与防控策略制定。由于机动车尾气HONO排放浓度范围宽、波动大、易受高温高湿和干扰组分影响,目前的HONO测量仪器无法满足机动车尾气实际道路排放HONO测量,从而无法表征实际行驶工况下真实的机动车HONO排放,机动车HONO排放只有少数隧道和台架测试研究,严重缺乏可用于机动车HONO排放量化的排放因子与排放模型。鉴于此,本论文研发了一套可以满足机动车尾气实际道路排放HONO测量的亚硝酸测量系统,并应用该测量系统对43辆机动车开展了HONO排放测试,获取了机动车HONO逐秒排放特征,识别了影响机动车HONO排放的主要因素,建立了不同车辆类型和排放标准的HONO排放因子,并运用机器学习算法构建了机动车HONO排放模型。本论文的主要成果与结论如下:(1)自主研发的HONO测量系统稳定性和准确性良好,可满足机动车尾气HONO排放测试需求。该系统的主要性能有:(1)可以通过尾气稀释技术实现在10-1000倍的范围动态调节污染物浓度和降低尾气温湿度,具有很好的稀释稳定性(偏差小于3%);(2)可以实现0–20 ppbv和0–200 ppbv的双量程HONO测量,解决了由于HONO浓度波动大而造成的超量程问题。(3)可以有效采集机动车运行、路况、测试环境等参数;(4)可以实现自动化和平台化的数据采集与分析。(2)传统上用于核算HONO排放的HONO/NOx比值存在极大不确定性,实测结果发现车辆间HONO/NOx比值为范围0.003–4.24%。因此,本论文基于台架和实际道路测试建立了不同车辆类型和排放标准的HONO排放因子,补充了排放因子的缺失,可直接用于估算机动车HONO排放,为机动车HONO源排放分类精细化计算提供了重要的数据基础。(3)影响机动车HONO排放的主要因素有燃料类型、驾驶工况、排放标准、启动方式等。其中,燃料类型是最重要的影响因素,柴油车HONO排放浓度比汽油车高出1000倍左右;驾驶工况对机动车HONO排放影响较为复杂,总体上,随着VSP mode增加HONO排放升高,市区和市郊道路相比高速道路、实际道路行驶工况相比台架工况存在更高的HONO排放;排放标准加严可降低HONO排放,国III车辆存在明显的HONO高排放现象;启动方式方面,机动车在冷启动期间展现更高的HONO排放。相关污染物排放方面,机动车HONO排放与THC和NO2排放存在较高相关性,与其生成原理存在直接关系。因此,机动车HONO排放与多种影响因素存在关联,其量化应采用综合参数分析方法。(4)基于机器学习算法搭建了机动车气态亚硝酸排放模型(HONO-VEM),并验证了该模型在排放预测中具有良好模拟效果(R~2=0.871),相比MIR、RF、XGBoost和Light GB模型的线性相关性能提升了2.2–89.3%。在特征重要性得分中,THC和NO2的得分最高,表明了它们在尾气HONO生成过程中具有重要的作用。HONO-VEM、VSP法和HONO/NOx对真实值的预测偏差分别为2.0%、16.3%和-23.7%,表明HONO-VEM模型可以有效应用于机动车HONO排放量化。本论文研发的机动车尾气排放亚硝酸实时测量系统可应用于机动车和其他污染源HONO排放测量,搭建的HONO-VEM模型能够较好地开展机动车HONO排放估算,可为污染源HONO排放量化研究提供技术支撑与方法参考。
其他文献
本文研究了几类发展偏微分方程的适定性和渐近性.这些方程包括磁流体力学(MHD)方程组,KdV-BO 方程,Ostrovsky 方程和 Boussinesq 方程.首先我们在第二章研究三维MHD的适定性,利用Diophantine条件获得一个高阶沿一特定方向的Poincare型不等式,进而得到解的一致估计,从而利用连续性方法证明小初值解的整体存在性和解的衰减性.第三章研究了线性KdV-BO方程的Ca
学位
作为一项国家层面的文化发展新战略,中华文化走出去对于加快建设中国特色社会主义文化强国、助力“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴中国梦的实现具有重要的“软引擎”作用。在当前充满文明对话、思想交流和文化碰撞的全球化境遇中,如何有效推动中华文化走出去,向世界传播更多具有中国特色、体现中国精神、蕴含中国智慧的优秀文化,进而提高国家文化软实力、增强中华文化的国际竞争力和辐射力成为我国政府和学术界面临的一
学位
社会发展动力,主要指推动社会由低级向高级、由简单向复杂的演进并不断使社会保持向前、向上发展的力量和动因。新时代中国社会发展动力研究,本质上是探索和回答“新时代中国社会高质量发展何以可能、何以可持续”的重大理论与现实问题。它是关于当代中国社会发展的历史进程、经验总结和未来展望等系列问题的探讨,揭示了新时代中国社会发展进步的深层动因。党的十八大以来,中国社会发生了历史性变革,“对党和国家事业发展具有重
学位
氧化还原酶是一类重要的工业生物催化剂,在有机合成和制药领域发挥着日益重要的作用。氧化还原酶在催化反应时通常需要辅酶参与,其中大多数氧化还原酶以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD(P)(H))作为辅酶。由于天然辅酶价格昂贵,因此从经济的角度考虑,在反应过程中使用化学计量的辅酶不可行,故构建高效的辅酶再生体系对氧化还原酶用于有机合成至关重要。与NAD(P)H再生相比,氧化型烟酰胺辅酶(NAD(P)+)再生更
学位
近年来,我国企业并购交易的数量和规模大幅度增长。据Wind数据库显示,2019年由中国上市公司发起的境内并购交易金额高达10487.04亿元。中国资本市场上并购交易的标的方大多为非上市公司,因此主并方普遍面临着目标企业信息透明度低、财务报告可信度差等问题,进而增加了并购企业所需承担的风险与成本。并购财务顾问(financial advisors)作为专业的中介机构,能够为交易双方提供信息,帮助主并
学位
近年来,大数据、人工智能等数字技术呈现出了爆炸式的增长趋势,改变了原有产品的基本形态、新产品生产方式,甚至颠覆了企业传统的商业模式和流程。市场产品的更新迭代由此不断加快,新的市场机会大量涌现,极大地激发了创业活动的繁荣。然而,由于多方面的原因,例如创业过程本身的高风险性、创业者个人能力或偏好的不匹配等,约35%的新创企业在创设当年就关闭了,仅有约30%的新创企业能够坚持生存5年及以上。应该说,部分
学位
近年来随着我国大气污染防控进入区域内O3和PM2.5协同控制新阶段,挥发性有机污染物(VOCs)作为上述两种污染物形成的重要前驱体,针对其工业源的控制显得尤为迫切。催化氧化技术是高效降解工业源VOCs的关键技术,其中Pt/CeO2催化剂对于VOCs催化氧化具有活性高、无二次污染等优点而备受关注,但Pt高昂的价格限制了其进一步应用。通过调变CeO2载体的体相和表面结构来调控Pt和CeO2之间的金属载
学位
在现代农业生产实践中,农药的应用对于提高作物产量和保护作物免受各种病虫害和真菌疾病的侵袭具有重要意义。然而这些农用化学品过度使用及其残留在农产品中已成为全球主要的环境和人类健康问题。因此,为了确保消费者的健康,必须降解农产品中的农药残留。近年来,冷等离子体(CP)技术作为一种新型、环保、高效、可持续的食品加工技术受到了广泛关注。等离子体可以有效地去除微生物污染、进行表面改性及降解农用化学品和其他工
学位
苯酚是一种常见的污染物,含酚工业废水来源广、数量大、成分复杂,这类废水不仅含有酚类污染物,通常还存在过量的氮化合物的污染。利用生物法安全有效的去除废水中的污染物是对生态环境和人类健康的重要保护。然而苯酚对微生物有毒害作用,并且会抑制生物脱氮,这严重阻碍了废水中污染物的去除。因此,利用微生物高效地同时去除废水中酚类和氮污染物成为处理含酚废水亟需解决的问题。而目前关于利用单菌株进行苯酚和氮素共降解的研
学位
电子设备对小型化、长续航的追求催生了高能量密度电化学储能器件的开发。可充锌-空气电池具有高能量密度、高安全性和低成本,被认为是极具潜力的下一代电化学储能器件的重点选项之一。然而,空气电极中氧电催化剂缓慢的反应动力学和较差的稳定性严重阻碍了锌-空气电池的实际应用。贵金属催化剂(如Pt/C,Ru O2等)表现出很高的催化活性,但因其成本昂贵、耐久性不足等限制了实际使用。因此,如何设计并开发高催化活性、
学位