汽車排放污染控制技術(shù).doc

汽車排放污染控制技術(shù)別恒奇（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127）摘要：隨著經(jīng)濟(jì)條件的迅猛發(fā)展，汽車在全國范圍內(nèi)已越來越普及，在人們交通越來越便利的同時(shí)，汽車尾氣排放的污染也越來越成為威脅人們賴以生存的環(huán)境的主要途徑之一。分析了汽車尾氣的主要成分危害以及治理方法，對柴油機(jī)的一些故障診斷方法作了一些具體的分析，以及柴油機(jī)排氣凈化，機(jī)內(nèi)、機(jī)外凈化作了詳細(xì)的研究，然后作出了對柴油機(jī)高壓共軌多次噴射技術(shù)的改進(jìn)，排氣后處理技術(shù)的研究及發(fā)展進(jìn)程等。最后提出了努力發(fā)展研制可替代能源的環(huán)保型汽車的一些方法和具體行動，為未來汽車污染的有效控制以及新一代更為環(huán)保型汽車指明了有效的途徑。關(guān)鍵詞：排放；污染；控制SteamemissionscontaminationcontroltechniqueBIEHeng-Qi(YangzhouIndustryPolytechnicInstitute,Yangzhou225127,China)Abstract:Aswiftandviolentexhibition,thesteamismorepopularinentireFanYiyue,inpersontransportationVietnammoreconvenientsame,steamexhaustemissionsspollutionalsomoreChengWeirensurvivesoneofboundarymainways.Hasanalyzedthesteamexhaustprincipalconstituentharmaswellasthegovernmentmethod,dieselenginessomebreakdownmethodhasmadesomeconcreteanalyses,aswellasadieselenginerowofgasification,machine,theoutsidetheaircrafthasdonetheresearch,thenmadethedieselenginehighaltogethermanytimestoshootthetechniquechanging,Aftertheexhaust,principletechniqueresearchandexhibitionregulationandsoon.Finallyproposedunfoldsthedevelopmenttobepossiblediligentlytheenergyalternativetoguaranteesteamsomemethodsandeffectspersonally,notthesteampollutionsactivecontrolaswellasthenewgenerationguaranteedthesteamtoindicatetheeffectiveway.Keywords:Emissions；Pollution；Control目錄前言1一、汽車排放污染物1一污染物的主要成分1二污染物的主要危害1三污染物的治理2二、柴油機(jī)故障診斷方法5一柴油機(jī)排氣煙色5二柴油機(jī)聲音7三柴油機(jī)振動和溫度8四儀表指示8五查曲軸箱通風(fēng)9六聞氣味9七拆噴油泵10八試供油功能10三、柴油機(jī)排放凈化技術(shù)11一柴油機(jī)微粒排放11二主要凈化措施111、機(jī)內(nèi)凈化措施121.a燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化121.b進(jìn)氣增壓與空氣冷卻技術(shù)121.c降低機(jī)油消耗量121.d燃料的改進(jìn)措施132、機(jī)外凈化措施13四、柴油機(jī)高壓共軌多次噴射技術(shù)的改進(jìn)16五、柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)的研究及發(fā)展進(jìn)程17一催化氧化法17二過濾法17三低溫等離子體技術(shù)18四Nox凈化系統(tǒng)181.選擇性催化還原182.吸附催化還原19五同時(shí)凈化系統(tǒng)191.同時(shí)催化法192.四效催化劑19六、努力發(fā)展研制可替代能源的環(huán)保型汽車19一使用可替代能源19二降低廢氣排放24三減少燃油消耗26結(jié)束語27參考文獻(xiàn)27致謝28前言：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅速發(fā)展,汽車運(yùn)輸業(yè)日益繁忙和各類機(jī)動車擁有量逐年大幅度增加,為控制隨之而帶來的環(huán)境污染,國家對汽車尾氣排放的要求越來越嚴(yán)。因此,如何采取有效措施,最大限度地降低汽車發(fā)動機(jī)排放的污染物,以滿足國內(nèi)外越來越嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn),已是廣大汽車面臨的日趨嚴(yán)峻的問題。1.汽車排放污染物的成分和危害性汽車排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合?NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等，這些物質(zhì)對人類和整個(gè)生態(tài)環(huán)境危害極大。一氧化碳(CO)與人體血液中的血紅素有很強(qiáng)的親和力，使血液喪失對氧的輸送能力而產(chǎn)生缺氧中毒。當(dāng)環(huán)境中CO的濃度超過100ppm(10010-6)時(shí)，人體就會產(chǎn)生頭暈、乏力等不適感；隨著CO濃度的增加，會進(jìn)一步產(chǎn)生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀；當(dāng)CO濃度超過600ppm時(shí)，短期內(nèi)會引起窒息死亡。汽車廢氣中排出多種氮氧化物(NOx)，其中一氧化氮(NO)與人體血液中血紅素的親和力比CO還強(qiáng)，兩者結(jié)合后會產(chǎn)生與CO相似的癥狀，一般情況下對人體的眼睛、鼻子、咽喉、支氣管和肺部等會帶來更大的損害，嚴(yán)重時(shí)至人于死地。碳?xì)浠衔?HC)為燃油未經(jīng)完全燃燒后排出的氣體，具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯類物質(zhì)又具有致癌作用。HC與NOx在陽光下極易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成以臭氧(O3)和以醛類為主的光化學(xué)煙霧。當(dāng)O3達(dá)到一定濃度時(shí)，會令生物在短期內(nèi)發(fā)生高溫氧化而脫水死亡；醛類有機(jī)物帶有毒性，對眼睛和呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用，嚴(yán)生的會導(dǎo)致中毒死亡。二氧化硫(SO2)為燃油中的硫燃燒后的生成物，人體吸入SO2后，即產(chǎn)生咳嗽、咽喉腫痛、呼吸困難、胸悶、四肢乏力，進(jìn)一步會引起支氣管炎、肺炎和心臟病等，嚴(yán)重的會導(dǎo)至人畜死亡。SO2還極易與大氣中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸煙霧，達(dá)到一定積聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破壞林木、植物的生長。故此，應(yīng)盡量減少燃油中的含硫量。鉛(Pb)為一種有毒的金屬，它由燃油中的鉛化物添加劑(如四乙鉛)經(jīng)高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。鉛與血液中的血紅素結(jié)合后，使血紅素產(chǎn)生異變。當(dāng)血液中的鉛含量達(dá)到一定的程度時(shí)，會積聚于肝、腎、大腦和脊髓中，嚴(yán)重地破壞人體的神經(jīng)系統(tǒng)和造血功能。碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵是柴油機(jī)的主要排放物，由于其粒徑極小，約為0.010.2um，能長期懸浮于空氣中，易于通過呼吸系統(tǒng)而沉積于肺泡內(nèi)，極具致癌作用。鉛、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等因粒徑極小，SO2又具有膠粘性，特別是鉛微粒，因無法燃燒，一旦被吸附在催化劑的表面上，便令三元催化凈化器喪失催化功能，此即為三元催化凈化器的鉛中毒。2.對汽車尾氣的治理2.1提高燃油質(zhì)量燃油質(zhì)量是影響汽車尾氣污染的關(guān)鍵因素，應(yīng)盡快建立清潔油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和有效監(jiān)管體系。總體來看，我國燃油的質(zhì)量與國際水平相比差距較大，主要是烯烴和硫含量比較高，特別是柴油帶來的污染更為嚴(yán)重。研究低烯烴、低硫的清潔油品是國內(nèi)煉油企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，如果汽車使用了不符合標(biāo)準(zhǔn)的燃油，不但會損害車輛的供油系統(tǒng)，影響車輛的使用壽命，而且會給人體健康和社會環(huán)境都將造成不可估量的損害。所以要鼓勵(lì)兼并或關(guān)閉小的煉油企業(yè)，防止不合格的燃油流向市場。在追求高質(zhì)量燃油的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行“燃油調(diào)質(zhì)”處理，如美國環(huán)保局將汽油最大含鉛量限制在0.0264kg/m3，以降低鉛和添加劑二溴乙烷、二氯乙烷的排放，提高催化劑的轉(zhuǎn)化率和使用壽命。因此，應(yīng)當(dāng)全面提高燃油質(zhì)量，在研制清潔油品、加強(qiáng)監(jiān)管體系和進(jìn)行燃油調(diào)質(zhì)的基礎(chǔ)上，有效控制尾氣污染。2.2尾氣污染治理尾氣污染治理是采用在汽車排氣口增加尾氣凈化器的方式，對汽車產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行凈化以減少污染，此方法雖然不能達(dá)到“零污染”，但可以采用物理、化學(xué)的方法減少汽車尾氣中的污染物。對于汽車尾氣的治理，現(xiàn)實(shí)生活中比較常用的方法有：（1）安裝汽車曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置，可以減少曲軸廢氣泄漏，削減汽車HC總排放量的20%25%，削減汽車CO總排放量的1%2%；（2）安裝汽油車燃油蒸發(fā)污染控制裝置，可以減少汽油蒸發(fā)污染物，削減汽車HC總排放量的15%20%；（3）安裝汽車電子點(diǎn)火器，可以削減汽車尾氣中HC和CO總量的10；（4）安裝汽車磁化凈化器，可以削減汽車尾氣中HC和CO的20；（5）在尾氣排放口安裝三元催化轉(zhuǎn)化器是目前應(yīng)用最多的汽車尾氣凈化技術(shù)。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時(shí)，尾氣經(jīng)排氣管進(jìn)入催化器，其中的氮氧化物與尾氣中的一氧化碳、氫氣等還原劑在催化作用下分解成氮?dú)夂脱鯕?，而碳?xì)浠衔锖鸵谎趸挤謩e與廢氣中殘存的氧氣及前一反應(yīng)生成的氧氣在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的催化劑是蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩表面涂有催化材料，與廢氣的接觸表面積非常大，所以其凈化效率很高。經(jīng)測試，當(dāng)發(fā)動機(jī)的空燃比（空氣和燃料的比例）接近理論值時(shí)，三元催化劑可將90的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸技?0的氮氧化物同時(shí)凈化掉。以上治理方法對控制汽車尾氣污染都十分有效，但還不能達(dá)到理想的程度。在使用這些方法的同時(shí)，還應(yīng)不斷地研發(fā)新的方法，以完善尾氣凈化技術(shù)。2.3定期保養(yǎng)和維修汽車定期保養(yǎng)和維修汽車也是能有效控制汽車尾氣污染的方式。雖然汽車在出廠時(shí)能夠達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，但這一水平的保持有賴于車主的良好駕駛習(xí)慣和正常的保養(yǎng)維護(hù)。只有定期保養(yǎng)發(fā)動機(jī)、定期更換機(jī)油及濾芯、定期清洗燃油系統(tǒng)、定期清洗曲軸箱及通風(fēng)裝置、定期保養(yǎng)水箱等以進(jìn)行日常維修或季節(jié)性維修，使汽車正常運(yùn)行，保持良好狀態(tài)，消除不必要的污染，才能夠健全汽車的質(zhì)量保證體系，保證最佳的空燃比、適當(dāng)?shù)鸟R力，達(dá)到國家現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)。2.4研制新型發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，被喻為汽車的“心臟”。它是汽車部件中最復(fù)雜、最難制造、更新?lián)Q代最慢的產(chǎn)品，也是最主要的尾氣排放污染源。要想有效控制汽車尾氣污染，應(yīng)當(dāng)研制開發(fā)出新型的節(jié)能型的發(fā)動機(jī)，以達(dá)到對尾氣排放量的控制。目前，主要可以通過以下技術(shù)的研發(fā)來研制新型的發(fā)動機(jī)：（1）發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)。如采用多氣閥進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，組織進(jìn)氣氣流，改進(jìn)燃燒室等。通過改善發(fā)動機(jī)燃燒狀況，提高燃燒效率，降低發(fā)動機(jī)一氧化碳、碳?xì)浠衔锏纳闪?。?）閉環(huán)電控發(fā)動機(jī)管理技術(shù)。包括電控燃油噴射和電控點(diǎn)火。（3）燃油蒸發(fā)污染物控制技術(shù)。對油箱和供油系統(tǒng)排出的汽油蒸發(fā)污染物進(jìn)行控制。國外從20世紀(jì)80年代就普遍使用該技術(shù)，可控制汽油車20左右的碳?xì)浠衔锱欧拧?yīng)于這些新技術(shù)，目前國際上研制出的比較成功的發(fā)動機(jī)有：本田Insight3缸汽油機(jī)、馬自達(dá)新型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)、法拉利F360ModenaV8發(fā)動機(jī)、雷諾F5R型直噴汽油機(jī)、豐田新型1.0L4缸發(fā)動機(jī)等。當(dāng)然，這些新型的發(fā)動機(jī)投入運(yùn)行后，某些排放問題仍會存在，與此有關(guān)的一些問題尚未得到完全解決，但它們能夠控制汽車污染物的排放量，對汽車的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)都起到了重要作用。3完善相關(guān)政策，減少汽車尾氣污染制定有關(guān)汽車尾氣污染控制的詳細(xì)條款，可確保汽車的正常使用及先進(jìn)技術(shù)的研制開發(fā)，從而達(dá)到減少污染、保護(hù)環(huán)境的目的。3.1鼓勵(lì)小排量汽車的使用國家有關(guān)部門應(yīng)加快制定有關(guān)政策措施，研究制定汽車燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)，建立汽車能效標(biāo)識制度，引導(dǎo)、鼓勵(lì)消費(fèi)者購買和使用低能耗、低污染、小排量的汽車。各地區(qū)要結(jié)合實(shí)際，積極制定具體措施，對節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的生產(chǎn)商和使用者給予適當(dāng)優(yōu)惠或補(bǔ)貼，為節(jié)能環(huán)保型小排量汽車的使用創(chuàng)造良好的環(huán)境.3.2淘汰落后、污染重的汽車對于已報(bào)廢的汽車和污染重的汽車，政府應(yīng)該強(qiáng)行管制。在每年對汽車進(jìn)行年審的時(shí)候嚴(yán)格把關(guān)，不得再使用已報(bào)廢的汽車；對于當(dāng)?shù)靥蕴晦D(zhuǎn)入異地使用的舊車，要使其銷售者和使用者付出高昂的成本；對于不能達(dá)標(biāo)排放的汽車要征收污染排放稅。3.3征收汽車交通堵塞稅汽車空擋時(shí)的CO排放量最大，客車柴油機(jī)低速行駛時(shí)油耗高、煙度大，這就致使交叉路口的汽車尾氣排放濃度特別高，危害嚴(yán)重。而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，私家車的增多，城市交通堵塞現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，雖然路越修越寬，但是交通堵塞現(xiàn)象卻不見好轉(zhuǎn)。因此，可實(shí)行對環(huán)境造成破壞性的活動進(jìn)行征稅，如對進(jìn)入市區(qū)的車輛征收“交通堵塞稅”，可有效緩解城市交通擁堵的狀況，減少空氣污染。3.4鼓勵(lì)市民騎自行車或乘坐公共交通工具出行國家應(yīng)優(yōu)先發(fā)展公共交通，如修建地鐵、開辟公交專用線和近郊旅游專線，使公共交通更加快捷、便宜和便利；企事業(yè)單位可對員工給予一定的交通補(bǔ)貼，以鼓勵(lì)員工乘坐公共交通工具或騎自行車出行，減少汽車的使用，這樣既可以減少汽車尾氣污染，又能減少城市交通壓力。3.5發(fā)展燃?xì)馄嚭碗妱悠嚾細(xì)馄囀侵赣靡夯蜌猓↙PG）和壓縮天然氣（CNG）作為燃料的汽車。由于燃?xì)馄嚲哂腥紵龔氐?，排污量較少等優(yōu)點(diǎn)，是目前我國最具推廣價(jià)值的低污染汽車，尤其適用于城市公共汽車和出租汽車。當(dāng)前我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展速度較快，但質(zhì)量令人擔(dān)憂，主要因?yàn)楝F(xiàn)在使用的燃?xì)馄嚮臼且愿难b車為主，改裝后的燃?xì)馄囉捎诟难b技術(shù)不穩(wěn)定，排放尾氣污染改善程度十分有限。因此今后應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)汽車廠商直接生產(chǎn)在電噴技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的雙燃料汽車或單一燃料的燃?xì)馄嚕诔鞘袘?yīng)以公共汽車和出租車為重點(diǎn)推廣燃?xì)馄?，逐步擴(kuò)大燃?xì)馄嚨膽?yīng)用規(guī)模。電動汽車是以自載電池為電源，依靠大功率電動機(jī)提供動力的新型交通工具，具有清潔無污染、噪聲低、動力源多樣化、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可替代的優(yōu)勢。發(fā)展燃?xì)馄?、電?