摘要：为了探讨汽车使用甲醇汽油后排气中非常规排放物的成分及含量，利用一台质谱分析仪对两辆汽车燃用甲醇汽油及普通汽油的排放物进行了分析，并对排放物中甲醇的含量进行了初步的研究。实验结果表明，汽油与甲醇汽油排放中物质种类基本一致，甲醇汽油排放物中还含有正丙醇、乙酸乙酯、苯酚、丁酸四种物质；甲醇汽油排放物中的甲醇含量很少，基本不会对环境造成影响。

关键词：甲醇汽油，非常规排放，甲醇排放

中图分类号：TK411.5 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）03-0057-05

近年来，随着我国经济的迅猛发展，能源问题尤其是石油资源短缺日益严重。2011年我国进口石油2.65亿吨，对外依存度上升至56.7%。据有关预测，2020年我国石油消费量将达到4.5～5.0亿吨，对外依存度将超过60%，发展石油替代燃料迫在眉睫[1]。甲醇汽油因其低廉的价格以及优异的使用性能，颇受关注。2012年，国家工业和信息化部决定在两省一市（山西省、陕西省、上海市）进行甲醇汽油燃料汽车的试点运行，以期全面推广甲醇汽油。

但是，醇类燃料的理化特性与石油燃料差别较大，仅对其进行常规排放的研究不能满足环境保护的要求。实现真正的节能减排需要评估非常规排放对环境造成的冲击。天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室董素荣、宋崇林等人利用气相色谱技术，对汽油机使用乙醇汽油时的非常规污染物进行了研究并得出结论：三元催化转换器对乙醇汽油燃烧产生的甲醛和苯具有良好的催化作用，两者经过三元催化转换器后的浓度与汽油相比没有明显变化[2]。北京理工大学汽车动力性与排放测试国家专业实验室游秋雯、葛蕴珊等人利用高效液相色谱仪和热脱附气相色谱质谱联用仪，分析了汽油车排气中醛酮类化合物和挥发性有机物的组成及含量，同时利用电子低压冲击仪研究了颗粒物排放的粒径和质量浓度分布特征[3]。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室张凡、王真等人对低比例甲醇汽油发动机冷起动中甲醇和甲醛的含量进行了测试，得出当三元催化转换器发挥作用之后，非常规排放基本上能够得到有效控制的结论[4]。

为研究不同比例的甲醇汽油非常规排放特性，借助一台可移动选择离子流管SIFT-MS and Profile 3质谱分析仪对两辆汽车燃用甲醇汽油及普通汽油的排放物进行了初步分析，并对排放物中甲醇的含量进行了进一步的分析。

1 试验设计

1.1 试验装置

由于发动机排气温度较高，同时考虑到质谱仪体积较大不易移动，试验采取了间接采样法进行尾气测试。所用采样器为25升容量的塑料密闭容器，通过一根无缝铜管与发动机排气管相连，每个样本采样10分钟。采样完成后将采样器密封并冷却，随后利用质谱仪对样本进行分析。

1.2 试验条件

2 试验结果及分析

2.1 质谱图分析

2.2 尾气中甲醇含量

3 试验的不足及改进方法

1）试验所用尾气收集装置的设计存在不足，导致不能对尾气中的成分进行定量分析，因此有必要对此进行改进，例如采样系统可以考虑借鉴使用汽车尾气采样常用的部分流及全流采样系统，如AVL SPC472等仪器；对采样袋也可以考虑使用密封铁制容器或者FEP（全氟乙烯丙烯共聚物）材质的采样袋，以便于消除储存容器材料对所收集的尾气造成的成分干扰。

2）仅对低怠速和2 500 r/min高怠速两个工况点开展了试验研究，后续将在发动机台架上进行多工况排放试验研究。

3）本文仅对试验结论进行了笼统地分析，后续将根据排放物的毒性进行重点分析，包括影响其形成的关键因素和合理的排放指标。

4 结论

本次试验利用可移动选择离子流管SIFT-MS and Profile 3质谱分析仪对两辆燃烧甲醇汽油的汽车尾气进行了分析，分析结果表明：汽车使用普通93号汽油、M15、M25、M85甲醇汽油排放气体中都存在未燃烧完全的甲醇，但其总量微小；燃用93#汽油时排放物成分相对较少，不含有正丙醇、乙酸乙酯、苯酚、丁酸四种物质。本次试验初步探讨了汽车燃用甲醇汽油时的非常规排放物种类，及未燃甲醇的变化趋势，对下一步研究甲醇燃料的非常规排放有一定的借鉴意义，尤其对甲醇排放的影响，可以消除人们对甲醇燃料排放物中甲醇含量的顾虑，对甲醇燃料的推广有一定的积极推动作用。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴-2011[D]. 中国统计出版社，2011.

[2] 董素荣，宋崇林等.乙醇-汽油燃料汽油机非常规污染物的排放特性[J].天津大学学报，2006（01）：68-72.

[3] 游秋雯，葛蕴珊等.汽油车非常规污染物排放特性研究[J].环境科学，2009（02）： 335-341.

[4] 张凡，王真等.低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究[J].内燃机工程，2011（01）：1-7.

[5] Ketan Lad.BREATH COLLECTION EQUIPMENT FOR CLINICAL APPLICATIONS WITH SIFT-MS INSTRUMENTS[D] ，University of Canterbury，2006.