Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa: Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin

Matti Kytö, Päivi Aakko-Saksa, Maija Lappi, Jussi Kokko, Juha Pentikäinen, Antti Karintaus, Leena Rantanen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen aikaisemmissa vaiheissa on todettu autojen pakokaasupäästöjen pienenevän käytettäessä korkeintaan 4 p-% happea sisältäviä polttoaineita. Tässä tutkimuksen vaiheessa kohteena olivat bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutukset pakokaasupäästöihin Suomen olosuhteissa. Bensiinin sisältämät rikkiyhdisteet hidastavat katalysaattorin toimintaa ja siten katalysaattorilla varustettujen autojen pakokaasupäästöjä voidaan pienentää laskemalla polttoaineen rikkipitoisuutta. USA:ssa eniten myydyillä autoilla tehtyjen tutkimusten mukaan bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen 500 ppm:stä 50 ppm:ään vähentää hiilimonoksidipäästöä (CO) 13-19 %, hiilivetypäästöä (HC) 16-18 % ja typen oksideja (NOx) 8-9 %; ei-säänneltyjen toksisten yhdisteiden kokonaismäärä laski 10 %. Bentseeni taas on tunnettu karsinogeeni, jonka määrälle bensiinissä on asetettu raja-arvoja useammissa maissa ja raja-arvot kiristynevät edelleen. Tässä tutkimuksessa tehdyissä mittauksissa bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen tasolta 500 ppm tasolle 100 ppm vaikutti katalysaattoriauton säänneltyihin pakokaasupäästöihin +22 oC:n mittauslämpötiloissa seuraavasti: * CO-päästö väheni keskimäärin 14 % eli 0,175 g/km * HC-päästö väheni keskimäärin 7 % eli 0,010 g/km * NOx-päästö väheni keskimäärin 9 % eli 0,011 g/km Lämpötilassa -7 oC päästöjen prosentuaaliset muutokset olivat pienempiä, mutta keskimääräiset absoluuttiset muutokset (g/km) samaa tasoa kuin +22 oC:n lämpötilassa polttoaineen rikkipitoisuuden laskiessa. Ei-katalysaattoriautojen päästöihin bensiinin rikkipitoisuuden alentamisella ei ollut vaikutusta lukuunottamatta rikkidioksidipäästöä, jolla ei ole suurta merkitystä bensiinikäyttöisten autojen ollessa kysymyksessä. Pakokaasujen bentseenipitoisuus on verrannollinen polttoaineen sisältämän bentseenin määrään. Polttoaineen bentseenipitoisuuden laskiessa tasolta 3 p-% tasolle 1 p-%, pakokaasujen bentseenipäästö laski näissä mittauksissa sekä +22 oC:n että -7 oC:n lämpötiloissa katalysaattoriautoilla 20-30 % ja ei-katalysaattoriautoilla keskimäärin 30 %. Bentseenipäästö vaihteli FTP-kokeessa +22 oC:n lämpötilassa katalysaattoriautoilla 3-22 mg/km ja ei-katalysaattoriautoilla 40-90 mg/km. Mittaukset tankkauksen aikaisista haihtumapäästöistä osoittivat, että polttoaineen bentseenipitoisuuden laskeminen tasolta 3 p-% tasolle 1 p-% vähensi vastaavasti tankkauksen aikaisen bentseenihaihtuman kolmannekseen. Lisäksi havaittiin että bensiinin höyrynpaineen laskeminen 85 kPa:sta 65 kPa:iin vähensi tankkauksen aikaista kokonaishiilivetyhaihtumaa 22 % (10 g). Tutkimukseen sisältyi myös lukuisten muiden ei-säänneltyjen yhdisteiden kuin bentseenin mittauksia pakokaasuista eri analysointitekniikoilla (mm. FTIR-tekniikka), mutta tilastollisesti merkittäviä muutoksia ei havaittu bensiinin rikki- tai bentseenipitoisuuden laskiessa.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages81
ISBN (Print)951-38-4712-8
Publication statusPublished - 1994
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1597
ISSN1235-0605

Fingerprint

Skates (Fish)
Gasoline
Carbon Monoxide
Benzene
Sulfur
Fourier Transform Infrared Spectroscopy

Keywords

  • liquid fuels
  • automotive fuels
  • gasoline
  • revision
  • emissions
  • sulfur
  • benzene
  • reduction

Cite this

Kytö, M., Aakko-Saksa, P., Lappi, M., Kokko, J., Pentikäinen, J., Karintaus, A., & Rantanen, L. (1994). Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa: Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1597
Kytö, Matti ; Aakko-Saksa, Päivi ; Lappi, Maija ; Kokko, Jussi ; Pentikäinen, Juha ; Karintaus, Antti ; Rantanen, Leena. / Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa : Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 81 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1597).
@book{c4b86c501b734ee9b686845e10130ecc,
title = "Moottoribensiinin reformulointi p{\"a}{\"a}st{\"o}jen v{\"a}hent{\"a}miseksi Suomen olosuhteissa: Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus p{\"a}{\"a}st{\"o}ihin",
abstract = "Tutkimuksen aikaisemmissa vaiheissa on todettu autojen pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}jen pienenev{\"a}n k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} korkeintaan 4 p-{\%} happea sis{\"a}lt{\"a}vi{\"a} polttoaineita. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksen vaiheessa kohteena olivat bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutukset pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}ihin Suomen olosuhteissa. Bensiinin sis{\"a}lt{\"a}m{\"a}t rikkiyhdisteet hidastavat katalysaattorin toimintaa ja siten katalysaattorilla varustettujen autojen pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} voidaan pienent{\"a}{\"a} laskemalla polttoaineen rikkipitoisuutta. USA:ssa eniten myydyill{\"a} autoilla tehtyjen tutkimusten mukaan bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen 500 ppm:st{\"a} 50 ppm:{\"a}{\"a}n v{\"a}hent{\"a}{\"a} hiilimonoksidip{\"a}{\"a}st{\"o}{\"a} (CO) 13-19 {\%}, hiilivetyp{\"a}{\"a}st{\"o}{\"a} (HC) 16-18 {\%} ja typen oksideja (NOx) 8-9 {\%}; ei-s{\"a}{\"a}nneltyjen toksisten yhdisteiden kokonaism{\"a}{\"a}r{\"a} laski 10 {\%}. Bentseeni taas on tunnettu karsinogeeni, jonka m{\"a}{\"a}r{\"a}lle bensiiniss{\"a} on asetettu raja-arvoja useammissa maissa ja raja-arvot kiristynev{\"a}t edelleen. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa tehdyiss{\"a} mittauksissa bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen tasolta 500 ppm tasolle 100 ppm vaikutti katalysaattoriauton s{\"a}{\"a}nneltyihin pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}ihin +22 oC:n mittausl{\"a}mp{\"o}tiloissa seuraavasti: * CO-p{\"a}{\"a}st{\"o} v{\"a}heni keskim{\"a}{\"a}rin 14 {\%} eli 0,175 g/km * HC-p{\"a}{\"a}st{\"o} v{\"a}heni keskim{\"a}{\"a}rin 7 {\%} eli 0,010 g/km * NOx-p{\"a}{\"a}st{\"o} v{\"a}heni keskim{\"a}{\"a}rin 9 {\%} eli 0,011 g/km L{\"a}mp{\"o}tilassa -7 oC p{\"a}{\"a}st{\"o}jen prosentuaaliset muutokset olivat pienempi{\"a}, mutta keskim{\"a}{\"a}r{\"a}iset absoluuttiset muutokset (g/km) samaa tasoa kuin +22 oC:n l{\"a}mp{\"o}tilassa polttoaineen rikkipitoisuuden laskiessa. Ei-katalysaattoriautojen p{\"a}{\"a}st{\"o}ihin bensiinin rikkipitoisuuden alentamisella ei ollut vaikutusta lukuunottamatta rikkidioksidip{\"a}{\"a}st{\"o}{\"a}, jolla ei ole suurta merkityst{\"a} bensiinik{\"a}ytt{\"o}isten autojen ollessa kysymyksess{\"a}. Pakokaasujen bentseenipitoisuus on verrannollinen polttoaineen sis{\"a}lt{\"a}m{\"a}n bentseenin m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}n. Polttoaineen bentseenipitoisuuden laskiessa tasolta 3 p-{\%} tasolle 1 p-{\%}, pakokaasujen bentseenip{\"a}{\"a}st{\"o} laski n{\"a}iss{\"a} mittauksissa sek{\"a} +22 oC:n ett{\"a} -7 oC:n l{\"a}mp{\"o}tiloissa katalysaattoriautoilla 20-30 {\%} ja ei-katalysaattoriautoilla keskim{\"a}{\"a}rin 30 {\%}. Bentseenip{\"a}{\"a}st{\"o} vaihteli FTP-kokeessa +22 oC:n l{\"a}mp{\"o}tilassa katalysaattoriautoilla 3-22 mg/km ja ei-katalysaattoriautoilla 40-90 mg/km. Mittaukset tankkauksen aikaisista haihtumap{\"a}{\"a}st{\"o}ist{\"a} osoittivat, ett{\"a} polttoaineen bentseenipitoisuuden laskeminen tasolta 3 p-{\%} tasolle 1 p-{\%} v{\"a}hensi vastaavasti tankkauksen aikaisen bentseenihaihtuman kolmannekseen. Lis{\"a}ksi havaittiin ett{\"a} bensiinin h{\"o}yrynpaineen laskeminen 85 kPa:sta 65 kPa:iin v{\"a}hensi tankkauksen aikaista kokonaishiilivetyhaihtumaa 22 {\%} (10 g). Tutkimukseen sis{\"a}ltyi my{\"o}s lukuisten muiden ei-s{\"a}{\"a}nneltyjen yhdisteiden kuin bentseenin mittauksia pakokaasuista eri analysointitekniikoilla (mm. FTIR-tekniikka), mutta tilastollisesti merkitt{\"a}vi{\"a} muutoksia ei havaittu bensiinin rikki- tai bentseenipitoisuuden laskiessa.",
keywords = "liquid fuels, automotive fuels, gasoline, revision, emissions, sulfur, benzene, reduction",
author = "Matti Kyt{\"o} and P{\"a}ivi Aakko-Saksa and Maija Lappi and Jussi Kokko and Juha Pentik{\"a}inen and Antti Karintaus and Leena Rantanen",
year = "1994",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4712-8",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1597",
address = "Finland",

}

Kytö, M, Aakko-Saksa, P, Lappi, M, Kokko, J, Pentikäinen, J, Karintaus, A & Rantanen, L 1994, Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa: Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1597, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa : Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin. / Kytö, Matti; Aakko-Saksa, Päivi; Lappi, Maija; Kokko, Jussi; Pentikäinen, Juha; Karintaus, Antti; Rantanen, Leena.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 81 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1597).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa

T2 - Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin

AU - Kytö, Matti

AU - Aakko-Saksa, Päivi

AU - Lappi, Maija

AU - Kokko, Jussi

AU - Pentikäinen, Juha

AU - Karintaus, Antti

AU - Rantanen, Leena

PY - 1994

Y1 - 1994

N2 - Tutkimuksen aikaisemmissa vaiheissa on todettu autojen pakokaasupäästöjen pienenevän käytettäessä korkeintaan 4 p-% happea sisältäviä polttoaineita. Tässä tutkimuksen vaiheessa kohteena olivat bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutukset pakokaasupäästöihin Suomen olosuhteissa. Bensiinin sisältämät rikkiyhdisteet hidastavat katalysaattorin toimintaa ja siten katalysaattorilla varustettujen autojen pakokaasupäästöjä voidaan pienentää laskemalla polttoaineen rikkipitoisuutta. USA:ssa eniten myydyillä autoilla tehtyjen tutkimusten mukaan bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen 500 ppm:stä 50 ppm:ään vähentää hiilimonoksidipäästöä (CO) 13-19 %, hiilivetypäästöä (HC) 16-18 % ja typen oksideja (NOx) 8-9 %; ei-säänneltyjen toksisten yhdisteiden kokonaismäärä laski 10 %. Bentseeni taas on tunnettu karsinogeeni, jonka määrälle bensiinissä on asetettu raja-arvoja useammissa maissa ja raja-arvot kiristynevät edelleen. Tässä tutkimuksessa tehdyissä mittauksissa bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen tasolta 500 ppm tasolle 100 ppm vaikutti katalysaattoriauton säänneltyihin pakokaasupäästöihin +22 oC:n mittauslämpötiloissa seuraavasti: * CO-päästö väheni keskimäärin 14 % eli 0,175 g/km * HC-päästö väheni keskimäärin 7 % eli 0,010 g/km * NOx-päästö väheni keskimäärin 9 % eli 0,011 g/km Lämpötilassa -7 oC päästöjen prosentuaaliset muutokset olivat pienempiä, mutta keskimääräiset absoluuttiset muutokset (g/km) samaa tasoa kuin +22 oC:n lämpötilassa polttoaineen rikkipitoisuuden laskiessa. Ei-katalysaattoriautojen päästöihin bensiinin rikkipitoisuuden alentamisella ei ollut vaikutusta lukuunottamatta rikkidioksidipäästöä, jolla ei ole suurta merkitystä bensiinikäyttöisten autojen ollessa kysymyksessä. Pakokaasujen bentseenipitoisuus on verrannollinen polttoaineen sisältämän bentseenin määrään. Polttoaineen bentseenipitoisuuden laskiessa tasolta 3 p-% tasolle 1 p-%, pakokaasujen bentseenipäästö laski näissä mittauksissa sekä +22 oC:n että -7 oC:n lämpötiloissa katalysaattoriautoilla 20-30 % ja ei-katalysaattoriautoilla keskimäärin 30 %. Bentseenipäästö vaihteli FTP-kokeessa +22 oC:n lämpötilassa katalysaattoriautoilla 3-22 mg/km ja ei-katalysaattoriautoilla 40-90 mg/km. Mittaukset tankkauksen aikaisista haihtumapäästöistä osoittivat, että polttoaineen bentseenipitoisuuden laskeminen tasolta 3 p-% tasolle 1 p-% vähensi vastaavasti tankkauksen aikaisen bentseenihaihtuman kolmannekseen. Lisäksi havaittiin että bensiinin höyrynpaineen laskeminen 85 kPa:sta 65 kPa:iin vähensi tankkauksen aikaista kokonaishiilivetyhaihtumaa 22 % (10 g). Tutkimukseen sisältyi myös lukuisten muiden ei-säänneltyjen yhdisteiden kuin bentseenin mittauksia pakokaasuista eri analysointitekniikoilla (mm. FTIR-tekniikka), mutta tilastollisesti merkittäviä muutoksia ei havaittu bensiinin rikki- tai bentseenipitoisuuden laskiessa.

AB - Tutkimuksen aikaisemmissa vaiheissa on todettu autojen pakokaasupäästöjen pienenevän käytettäessä korkeintaan 4 p-% happea sisältäviä polttoaineita. Tässä tutkimuksen vaiheessa kohteena olivat bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutukset pakokaasupäästöihin Suomen olosuhteissa. Bensiinin sisältämät rikkiyhdisteet hidastavat katalysaattorin toimintaa ja siten katalysaattorilla varustettujen autojen pakokaasupäästöjä voidaan pienentää laskemalla polttoaineen rikkipitoisuutta. USA:ssa eniten myydyillä autoilla tehtyjen tutkimusten mukaan bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen 500 ppm:stä 50 ppm:ään vähentää hiilimonoksidipäästöä (CO) 13-19 %, hiilivetypäästöä (HC) 16-18 % ja typen oksideja (NOx) 8-9 %; ei-säänneltyjen toksisten yhdisteiden kokonaismäärä laski 10 %. Bentseeni taas on tunnettu karsinogeeni, jonka määrälle bensiinissä on asetettu raja-arvoja useammissa maissa ja raja-arvot kiristynevät edelleen. Tässä tutkimuksessa tehdyissä mittauksissa bensiinin rikkipitoisuuden laskeminen tasolta 500 ppm tasolle 100 ppm vaikutti katalysaattoriauton säänneltyihin pakokaasupäästöihin +22 oC:n mittauslämpötiloissa seuraavasti: * CO-päästö väheni keskimäärin 14 % eli 0,175 g/km * HC-päästö väheni keskimäärin 7 % eli 0,010 g/km * NOx-päästö väheni keskimäärin 9 % eli 0,011 g/km Lämpötilassa -7 oC päästöjen prosentuaaliset muutokset olivat pienempiä, mutta keskimääräiset absoluuttiset muutokset (g/km) samaa tasoa kuin +22 oC:n lämpötilassa polttoaineen rikkipitoisuuden laskiessa. Ei-katalysaattoriautojen päästöihin bensiinin rikkipitoisuuden alentamisella ei ollut vaikutusta lukuunottamatta rikkidioksidipäästöä, jolla ei ole suurta merkitystä bensiinikäyttöisten autojen ollessa kysymyksessä. Pakokaasujen bentseenipitoisuus on verrannollinen polttoaineen sisältämän bentseenin määrään. Polttoaineen bentseenipitoisuuden laskiessa tasolta 3 p-% tasolle 1 p-%, pakokaasujen bentseenipäästö laski näissä mittauksissa sekä +22 oC:n että -7 oC:n lämpötiloissa katalysaattoriautoilla 20-30 % ja ei-katalysaattoriautoilla keskimäärin 30 %. Bentseenipäästö vaihteli FTP-kokeessa +22 oC:n lämpötilassa katalysaattoriautoilla 3-22 mg/km ja ei-katalysaattoriautoilla 40-90 mg/km. Mittaukset tankkauksen aikaisista haihtumapäästöistä osoittivat, että polttoaineen bentseenipitoisuuden laskeminen tasolta 3 p-% tasolle 1 p-% vähensi vastaavasti tankkauksen aikaisen bentseenihaihtuman kolmannekseen. Lisäksi havaittiin että bensiinin höyrynpaineen laskeminen 85 kPa:sta 65 kPa:iin vähensi tankkauksen aikaista kokonaishiilivetyhaihtumaa 22 % (10 g). Tutkimukseen sisältyi myös lukuisten muiden ei-säänneltyjen yhdisteiden kuin bentseenin mittauksia pakokaasuista eri analysointitekniikoilla (mm. FTIR-tekniikka), mutta tilastollisesti merkittäviä muutoksia ei havaittu bensiinin rikki- tai bentseenipitoisuuden laskiessa.

KW - liquid fuels

KW - automotive fuels

KW - gasoline

KW - revision

KW - emissions

KW - sulfur

KW - benzene

KW - reduction

M3 - Report

SN - 951-38-4712-8

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kytö M, Aakko-Saksa P, Lappi M, Kokko J, Pentikäinen J, Karintaus A et al. Moottoribensiinin reformulointi päästöjen vähentämiseksi Suomen olosuhteissa: Bensiinin rikki- ja bentseenipitoisuuden vaikutus päästöihin. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 81 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1597).