汽車(chē)尾氣處理方案

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)主題學(xué)習(xí)課題名稱(chēng)空氣污染及汽車(chē)尾氣處理導(dǎo)師夏學(xué)儒課題組成員唐麗珠張新明曹博陳偉劉麒張東毛磊周多軒任旭組長(zhǎng)鮑鵬飛班級(jí)9班化學(xué)組研究主導(dǎo)課程研究性學(xué)習(xí)相關(guān)課程化學(xué)研究背景：本文對(duì)山丹縣空氣污染及汽車(chē)尾氣處理狀況進(jìn)行調(diào)查，旨在了解其對(duì)環(huán)境的影響，找到問(wèn)題，為解決問(wèn)題提供事實(shí)依據(jù)。在此思路指導(dǎo)下，我組各位同學(xué)計(jì)劃在掌握相關(guān)實(shí)際資料以及設(shè)計(jì)好問(wèn)卷的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽樣，發(fā)放問(wèn)卷，調(diào)查信息，了解到多種車(chē)型及尾氣處理裝置。課題的目的及意義：汽車(chē)尾氣污染物主要包括：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、二氧化硫、煙塵微粒（某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧）、臭氣（甲醛等）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每千輛汽車(chē)每天排出一氧化碳約3000kg，碳?xì)浠衔?00—400kg，氮氧化合物50—150kg；美國(guó)洛杉磯市汽車(chē)等流動(dòng)污染源排放的污染物已占大氣污染物總量的90%。汽車(chē)尾氣可謂大氣污染的“元兇”。汽車(chē)尾氣最主要的危害是形成光化學(xué)煙霧。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌陉?yáng)光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧，它和大氣中的其它成份結(jié)合就形成光化學(xué)煙霧。其對(duì)健康的危害主要表現(xiàn)為刺激眼睛，引起紅眼??；刺激鼻、咽喉、氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病。光化學(xué)煙霧能使樹(shù)木枯死，農(nóng)作物大量減產(chǎn)；能降低大氣的能見(jiàn)度，妨礙交通。汽車(chē)尾氣中一氧化碳的含量最高，它可經(jīng)呼吸道進(jìn)入肺泡，被血液吸收，與血紅蛋白相結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，降低血液的載氧能力，削弱血液對(duì)人體組織的供氧量，導(dǎo)致組織缺氧，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。汽車(chē)尾氣中的氮氧化合物含量較少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物進(jìn)入肺泡后，能形成亞硝酸和硝酸，對(duì)肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用，增加肺毛細(xì)管的通透性，最后造成肺氣腫。亞硝酸鹽則與血紅蛋白結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。汽車(chē)尾氣中的二氧化硫和懸浮顆粒物，會(huì)增加慢性呼吸道疾病的發(fā)病率，損害肺功能。二氧化硫在大氣中含量過(guò)高時(shí)，會(huì)隨降水形成“酸雨”。汽車(chē)尾氣中的鉛化合物可隨呼吸進(jìn)入血液，并迅速地蓄積到人體的骨骼和牙齒中，它們干擾血紅素的合成、侵襲紅細(xì)胞，引起貧血；損害神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)損害腦細(xì)胞，引起腦損傷。當(dāng)兒童血中鉛濃度達(dá)0.6~0.8ppm時(shí)，會(huì)影響兒童的生長(zhǎng)和智力發(fā)育，甚至出現(xiàn)癡呆癥狀。鉛還能透過(guò)母體進(jìn)入胎盤(pán)，危及胎兒。所以，我們要多走路，能不坐車(chē)就盡量不坐車(chē)。研究?jī)?nèi)容：=1\*Arabic1同學(xué)們及市民對(duì)空氣污染及汽車(chē)尾氣的認(rèn)識(shí);2現(xiàn)有汽車(chē)尾氣處理的方法；3如何保護(hù)好環(huán)境，對(duì)自家車(chē)進(jìn)行改造。研究分工（按個(gè)人主要分工填寫(xiě)）：唐麗珠周多軒張新明：安排及協(xié)調(diào)小組任務(wù)，分析確定抽樣框及調(diào)查對(duì)象；張東陳偉：主要負(fù)責(zé)實(shí)地調(diào)查及收集整理信息；鮑鵬飛曹博：制作電子版的研究報(bào)告及PPT劉麒毛磊任旭：采訪及后勤采訪及訪談：盡可能全組同學(xué)參加上網(wǎng)資料查詢(xún)：曹博鮑鵬飛圖書(shū)資料查詢(xún)：毛磊劉麒活動(dòng)步驟階段時(shí)間主要任務(wù)階段目標(biāo)第一階段第5周~第6周各組員到圖書(shū)館或是上網(wǎng)查資料，提出大家感興趣的問(wèn)題。確定研究課題第二階段第7周~第10周分析相關(guān)資料，按照課題內(nèi)容審計(jì)調(diào)查問(wèn)卷與活動(dòng)方案。完成開(kāi)題報(bào)告第三階段第11周~第14周通過(guò)抽樣選擇被調(diào)查對(duì)象，發(fā)放問(wèn)卷，展開(kāi)實(shí)地調(diào)查。進(jìn)行實(shí)踐調(diào)查第四階段第15周~第16周總結(jié)整理，分析加工收集到的客觀真實(shí)信息，匯總主要內(nèi)容。形成結(jié)題報(bào)告第五階段第17周~第18周全班或全年級(jí)各小組之間進(jìn)行論文，研究報(bào)告，PPT展示。最終交流評(píng)價(jià)預(yù)期成果：調(diào)研報(bào)告，PPT英文概要：1.Thestudents’andcitizens’knowledgeofairpollutionandtheexhaustedgas;2.Themethodsofdealingwiththeexhaustedgas;3.Howtoprotecttheenvironment,andimprovetheirowncars.摘要本文對(duì)山丹縣空氣污染及汽車(chē)尾氣處理狀況進(jìn)行調(diào)查，旨在了解其對(duì)環(huán)境的影響，找到問(wèn)題，為解決問(wèn)題提供事實(shí)依據(jù)。在此思路指導(dǎo)下，我組各位同學(xué)計(jì)劃在掌握相關(guān)實(shí)際資料以及設(shè)計(jì)好問(wèn)卷的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽樣，發(fā)放問(wèn)卷，調(diào)查信息，了解到多種車(chē)型及尾氣處理裝置。汽車(chē)尾氣污染物主要包括：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、二氧化硫、煙塵微粒（某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧）、臭氣（甲醛等）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每千輛汽車(chē)每天排出一氧化碳約3000kg，碳?xì)浠衔?00—400kg，氮氧化合物50—150kg；美國(guó)洛杉磯市汽車(chē)等流動(dòng)污染源排放的污染物已占大氣污染物總量的90%。汽車(chē)尾氣可謂大氣污染的“元兇”。汽車(chē)尾氣最主要的危害是形成光化學(xué)煙霧。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌陉?yáng)光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧，它和大氣中的其它成份結(jié)合就形成光化學(xué)煙霧。其對(duì)健康的危害主要表現(xiàn)為刺激眼睛，引起紅眼病；刺激鼻、咽喉、氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病。光化學(xué)煙霧能使樹(shù)木枯死，農(nóng)作物大量減產(chǎn)；能降低大氣的能見(jiàn)度，妨礙交通。汽車(chē)尾氣中一氧化碳的含量最高，它可經(jīng)呼吸道進(jìn)入肺泡，被血液吸收，與血紅蛋白相結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，降低血液的載氧能力，削弱血液對(duì)人體組織的供氧量，導(dǎo)致組織缺氧，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。汽車(chē)尾氣中的氮氧化合物含量較少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物進(jìn)入肺泡后，能形成亞硝酸和硝酸，對(duì)肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用，增加肺毛細(xì)管的通透性，最后造成肺氣腫。亞硝酸鹽則與血紅蛋白結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔镉?00多種，其中C2H4在大氣中的濃度達(dá)0.5ppm（十萬(wàn)分之一）時(shí)，能使一些植物發(fā)育異常。汽車(chē)尾氣中還發(fā)現(xiàn)有32種多環(huán)芳烴，包括3,4-苯并芘等致癌物質(zhì)。當(dāng)苯并芘在空氣中的濃度達(dá)0.012ug/m3時(shí)，居民中得肺癌的人數(shù)會(huì)明顯增加。離公路越近，公路上汽車(chē)流量越大，肺癌死亡率越高。汽車(chē)尾氣中的二氧化硫和懸浮顆粒物，會(huì)增加慢性呼吸道疾病的發(fā)病率，損害肺功能。二氧化硫在大氣中含量過(guò)高時(shí)，會(huì)隨降水形成“酸雨”。汽車(chē)尾氣中的鉛化合物可隨呼吸進(jìn)入血液，并迅速地蓄積到人體的骨骼和牙齒中，它們干擾血紅素的合成、侵襲紅細(xì)胞，引起貧血；損害神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)損害腦細(xì)胞，引起腦損傷。當(dāng)兒童血中鉛濃度達(dá)0.6~0.8ppm時(shí)，會(huì)影響兒童的生長(zhǎng)和智力發(fā)育，甚至出現(xiàn)癡呆癥狀。鉛還能透過(guò)母體進(jìn)入胎盤(pán)，危及胎兒。所以，我們要多走路，能不坐車(chē)就盡量不坐車(chē)。關(guān)鍵詞：空氣，汽車(chē)尾氣，處理正文目前同學(xué)們及市民對(duì)空氣污染及汽車(chē)尾氣的認(rèn)識(shí)1.我小組共發(fā)放了500份調(diào)查試卷，針對(duì)各年級(jí)及不同街道居民進(jìn)行調(diào)查，將同學(xué)們及居民分為五個(gè)層次，就問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果而言，較為理想，同學(xué)們及居民認(rèn)真填寫(xiě)問(wèn)卷，問(wèn)卷所表達(dá)的結(jié)果較為可觀，真實(shí)，有助于我小組的研究。2.我小組發(fā)放的問(wèn)卷中，有100位在校學(xué)生，有100位文化街社區(qū)居民，100位南關(guān)社區(qū)居民，100位北街社區(qū)居民，100位縣府街社區(qū)居民，而這其中認(rèn)為汽車(chē)尾氣污染空氣最嚴(yán)重的人數(shù)有300人，了解汽車(chē)尾氣處理裝置的有58人。我們發(fā)現(xiàn)人們普遍了解汽車(chē)尾氣的危害，但對(duì)其的處理方法卻只有極少數(shù)人知道。3.在我組發(fā)放的問(wèn)卷調(diào)查中，有455人認(rèn)為對(duì)空氣污染及汽車(chē)尾氣處理，應(yīng)由國(guó)家加大力度進(jìn)行治理，要求購(gòu)車(chē)購(gòu)油加大上稅，對(duì)汽油質(zhì)量加以提高。有25位認(rèn)為我們應(yīng)少用私家車(chē)，多乘公交車(chē)，地鐵等公共交通工具。汽車(chē)尾氣危害及處理方案汽車(chē)作為現(xiàn)代化交通工具,在給人們的生產(chǎn)與生活帶來(lái)方便的同時(shí),它排放的尾氣,給大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。多項(xiàng)研究表明:城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染已上升為主要的大氣污染,而過(guò)去以二氧化硫?yàn)橹髅簾熜臀廴巨D(zhuǎn)變?yōu)橐砸谎趸?、氮氧化物為主的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染和二氧化硫?yàn)橹鞯拿簾熜臀廴静⒅氐母窬帧Ｔ诖蟪鞘?汽車(chē)排放中CO占63%,NOx占22%,CH（碳?xì)浠衔铮┱?3%。在發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)大氣污染物排放中CO的66%,NOx的43%,CH的31%、微粒的20%均屬于汽車(chē)排放。汽車(chē)對(duì)大氣的污染已成為城市大氣污染的主要污染源。因此,必須采取有效措施,減少或者消除汽車(chē)尾氣的污染及危害,這是本文與大家共同研究與探討的一個(gè)重要課題。汽車(chē)尾氣的有害成份與危害汽車(chē)排放的尾氣,除燃燒產(chǎn)物CO2、水蒸氣為無(wú)害成分外,其余均為有害成分。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣中的一部分毒性物質(zhì),是由于燃料不完全燃燒或燃?xì)鉁囟容^低而導(dǎo)致的，如CO、CH和碳煙；另一部分有毒物質(zhì),是由于燃燒室內(nèi)的高溫、高壓環(huán)境而產(chǎn)生的氮氧化合物NOx(NOx是NO和NO2的總稱(chēng))；此外還有燃料及添加劑本身燃燒所產(chǎn)生的S02和鉛化合物等物質(zhì)。這些物質(zhì)中，CO可與人體血液中的血紅素結(jié)合,阻礙血液吸收氧氣和輸送氧氣而中毒死亡，被稱(chēng)為汽車(chē)尾氣第一排氣公害。NOx是NO及NO2的總稱(chēng),其中NO與血液中的血紅素的結(jié)合能力比CO還強(qiáng),容易使人們中毒而死亡，還能與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2。而NO2是一種褐色有毒氣體,有特殊刺激臭味,損害人的眼睛和肺部,是汽車(chē)尾氣排放的第二公害。CH化合物在太陽(yáng)光紫外線作用下,會(huì)與NO起光化反應(yīng)生成臭氧、醛等煙霧狀物質(zhì),刺激人們的喉、眼、鼻等粘膜。它還嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長(zhǎng),迫使農(nóng)業(yè)減產(chǎn),同時(shí)還具有致癌作用,它是汽車(chē)尾氣排放的第三公害。S02是產(chǎn)生酸雨的主要原因，鉛化合物是導(dǎo)致土壤重金屬污染的直接原因，而碳煙能粘附SO2等有毒物質(zhì),對(duì)人體呼吸道極為有害。普遍方法及最優(yōu)方案改變汽車(chē)使用的能源。1.1、選用恰當(dāng)?shù)臐?rùn)滑添加劑———機(jī)械摩擦改進(jìn)劑。在機(jī)油中添加一定量（比例為3%~5%）石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯粉末等固體添加劑，加入到引擎的機(jī)油箱中，可節(jié)約發(fā)動(dòng)機(jī)燃油5%左右。此外，采用上述固體潤(rùn)滑劑可使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸密封性能大大改善，汽缸壓力增加，燃燒完全。尾氣排放中，CO和碳?xì)浜侩S之下降，可減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染。1.2、使用無(wú)鉛汽油，嚴(yán)禁使用有鉛汽油。為了能夠有效地提高汽車(chē)燃油的抗爆性，一般加入四乙基鉛。它具有很高的揮發(fā)性，甚至在0攝氏度時(shí)就開(kāi)始揮發(fā)，而揮發(fā)出的鉛粉末，以蒸氣及煙的形態(tài)存在于空氣中，或以固體鉛的形式存在于土壤中，最終通過(guò)食物鏈到達(dá)人體，影響人體的健康，侵蝕造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及腎臟等。實(shí)驗(yàn)證明，甲醛樹(shù)丁醚同樣具有良好的抗爆性，汽油中用甲醛樹(shù)丁醚作滲合劑，不僅不含鉛，還能降低汽車(chē)尾氣排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锖俊?.3、摻入添加劑，改變?nèi)剂铣煞帧Ｏ蚱椭袚饺?5%以下的甲醇或乙醇燃料，能在一定程度上減少或者消除CO、NOx、CH的污染效果，提高燃料的利用率。若采用“甲醇燃料”，當(dāng)醇類(lèi)的比重占30%~40%時(shí)，汽車(chē)尾氣排出的污染物可基本上消除。采用含10%水份的水—汽油燃料亦有一定的效果。將汽車(chē)燃料改為天然氣，也能夠有效降低尾氣中污染物的比重。目前世界各國(guó)在天然氣作燃料方面技術(shù)比較成熟，我國(guó)也有大量使用天然氣的汽車(chē)。1.4、采用生物燃料等可再生能源。有關(guān)專(zhuān)家指出，開(kāi)發(fā)乙醇代替汽油，既節(jié)約能源，又可消化陳糧，使汽車(chē)排出的有害氣體減少，是一項(xiàng)有利于保護(hù)環(huán)境和資源的新課題。如果按照1∶9的乙醇汽油配比，用20萬(wàn)噸乙醇，可配出約200萬(wàn)噸的乙醇汽油，200萬(wàn)噸的乙醇只消耗糧食70萬(wàn)噸。因此，發(fā)展、開(kāi)發(fā)使用專(zhuān)用乙醇汽油既可緩解汽車(chē)尾氣污染問(wèn)題，又可緩解原油供應(yīng)的緊張狀況。隨著太陽(yáng)能電池的改進(jìn)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率不斷提高，使用太陽(yáng)能作動(dòng)力已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。事實(shí)上，美國(guó)和歐洲都以開(kāi)發(fā)出自己的太陽(yáng)能汽車(chē)，相信太陽(yáng)能作為動(dòng)力將是今后研究的熱門(mén)之一。1.5、使用電能作為動(dòng)力，研制電動(dòng)汽車(chē)。電能是清潔能源，汽車(chē)使用電能作為能源的瓶頸技術(shù)已經(jīng)解決，蓄電池技術(shù)的發(fā)展將電動(dòng)汽車(chē)的研制推向了高潮。目前已經(jīng)有不少的電動(dòng)汽車(chē)投入使用，它不產(chǎn)生任何尾氣，完全解決了汽車(chē)因尾氣產(chǎn)生的污染。電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的主題。改變汽車(chē)燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.1、優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置，降低尾氣污染物含量。（1）減少?lài)娪吞崆敖?。減少?lài)娪吞崆敖?，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最高溫（1500攝氏度），使NOx的生成量減少。（2）改善噴油器的質(zhì)量，控制燃燒條件（燃比、燃燒溫度、燃燒時(shí)間），可使燃料燃燒完全，從而可減少CO、CH的煤煙。（3）調(diào)整噴油器的質(zhì)量，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使霧化的燃料有足夠的氧氣進(jìn)行完全燃燒，從而也可以減少CO、CH和煤煙的生成。2.2、設(shè)計(jì)循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行尾氣再利用。(1)正曲軸箱通氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì):把從汽缸竄入曲軸箱的氣體(主要是未燃體)再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣歧管,使其再次燃燒,改變了過(guò)去將其直接排入大氣所造成的污染。(2)排氣再循環(huán)設(shè)計(jì):發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口用控制閥與進(jìn)氣歧管相連接,使排出的氣體經(jīng)過(guò)再次循環(huán),以降低氮氧化物的排放量。(3)蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì):將化油器浮子室中的汽油蒸發(fā)汽引入進(jìn)氣系統(tǒng),而將油箱中的蒸發(fā)汽引入儲(chǔ)存系統(tǒng),可大大減少污染物的排放。使用車(chē)用選擇性催化還原排氣后處理系統(tǒng)3.1、車(chē)用選擇性催化還原排氣后處理系統(tǒng)工作原理車(chē)用選擇性催化還原排氣后處理(SCR)是通過(guò)尿素反應(yīng)產(chǎn)生的氨再與汽車(chē)尾氣進(jìn)行反應(yīng)的一種技術(shù)，是被認(rèn)證為滿足歐Ⅳ法規(guī)的綜合排放控制系統(tǒng)。是一項(xiàng)控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中NOx的技術(shù)。系統(tǒng)使用尿素與水混合成32.5%的溶液。這種溶液公認(rèn)的工業(yè)商品名稱(chēng)是AdBlue。其成分在DIN標(biāo)準(zhǔn)No.70070中有規(guī)定。固體或水溶液中的尿素（AdBlue）被分類(lèi)為非危險(xiǎn)品。AdBlue是一種透明液體，有淡淡的氨水氣味。如果濺出，水分蒸發(fā)，形成結(jié)晶。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，AdBlue存儲(chǔ)在一個(gè)安裝在底盤(pán)上的尿素罐中。尿素罐向安裝在底盤(pán)上的定量給料單元(DU)供應(yīng)溶液。DU由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制。DU使用來(lái)自車(chē)輛系統(tǒng)的壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生AdBlue噴霧，通過(guò)非常精確的計(jì)量和泵送系統(tǒng)輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)的噴嘴處。噴入排氣中的AdBlue數(shù)量由ECM控制，在任意轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀況下都能與發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx輸出相匹配。當(dāng)與高溫排氣接觸時(shí)，水迅速蒸發(fā)，尿素變成氨。氨與NOx在催化器內(nèi)反應(yīng)，這一過(guò)程的結(jié)果就是從排氣管中排放出無(wú)害的N2和H2O。該系統(tǒng)中能夠有效地減少汽車(chē)尾氣中的含量，降低由于NOx所引起的污染。但是SCR系統(tǒng)存在不少的不足之處，導(dǎo)致其普及率不高。SCR系統(tǒng)安裝復(fù)雜，設(shè)備成本較高，而且必須在汽車(chē)出廠前進(jìn)行安裝；SCR系統(tǒng)需要消耗由尿素配成的AdBlue溶液，使得汽車(chē)使用成本大大上升，尿素的生產(chǎn)消耗也會(huì)引起二級(jí)污染；SCR系統(tǒng)對(duì)于汽車(chē)尾氣中的CO、CH、微粒等污染物沒(méi)有效果，必須加裝其它凈化設(shè)備；SCR系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)智能要求較高，容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法點(diǎn)火。使用高壓脈沖電暈放電技術(shù)凈化汽車(chē)尾氣。4.1、高壓脈沖電暈放電技術(shù)凈化汽車(chē)尾氣的理論依據(jù)。高壓脈沖電暈放電技術(shù)利用等離子體體系中的活性物種強(qiáng)化(催化)氧化－還原反應(yīng)，將汽車(chē)尾氣中的有害物質(zhì)通過(guò)氧化、還原或離解而轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低害物質(zhì)以達(dá)到降低環(huán)境污染的目的。通常認(rèn)為，高壓脈沖放電是由高壓電場(chǎng)中電子雪崩產(chǎn)生的流柱在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，流柱理論是被廣泛接受的一種理論。該理論認(rèn)為，在流柱頭部包含大量由電場(chǎng)加速的高能電子，它們碰撞氣體分子而使得氣體分子化學(xué)鍵斷裂，從而達(dá)到減少反應(yīng)氣體中有害成分的目的。高頻率的脈沖電壓能夠在不發(fā)生火花和弧光放電的前提下，達(dá)到更高的脈沖峰值電壓，同時(shí)，在時(shí)間上產(chǎn)生更多的流柱，從而提供更多的高能電子。這些高能量的電子高速碰撞氣體分子，打開(kāi)氣體分子的化學(xué)鍵，產(chǎn)生大量的活性粒子，使氣體中的氣體成分發(fā)生改變。4.2、高壓脈沖電暈放電技術(shù)凈化汽車(chē)尾氣的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在汽車(chē)尾氣排放管后加裝一個(gè)正電暈裂變反應(yīng)器，就能將高壓脈沖電暈放電技術(shù)用于尾氣處理。所謂“正電暈裂變”是指電暈凈化器中的尾氣分子突然得到“爆炸式”的巨大能量時(shí)成為活化分子，發(fā)生頻繁碰撞，在納秒級(jí)的有效碰撞瞬間，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)部勢(shì)能，使其化學(xué)鍵破壞，將CO、HC、NOX和SO2等分解成單質(zhì)固體微粒子S、C和單原子氣體分子O2、N2以及H2O的電離過(guò)程。汽車(chē)尾氣電暈凈化器安裝位置如圖1所示。4.3、凈化汽車(chē)尾氣的技術(shù)難點(diǎn)正電暈裂變需要的超高壓窄脈沖激活。所謂“超高壓窄脈沖”是指脈沖幅值為幾百千伏，半幅值脈寬為幾百納秒，頻率為幾百赫的脈沖。它由于脈沖陡并且峰值很高，能使凈化器空間電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生突然的巨大變化，從而使汽車(chē)尾氣分子突然獲得裂變的巨大能量，在納秒間成為活化分子。目前為了產(chǎn)生超高壓窄脈沖，廣泛使用的手段有兩種：一是在直流電壓上疊加脈沖；二是用特殊造型的脈沖變壓器及其關(guān)聯(lián)裝置直接生成脈沖。不管使用那種手段，都必須保證脈沖本身內(nèi)耗應(yīng)足夠小，同時(shí)保證使脈沖電壓峰值盡量高，以降低能耗。盡管如此，正電暈裂變?nèi)匀恍枰拇罅康碾娔?，并且現(xiàn)有的的超高壓窄脈沖發(fā)生器發(fā)生器體積較大。高壓脈沖電暈放電技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用仍然需要進(jìn)一步的研究，但是該技術(shù)在長(zhǎng)、大隧道空氣凈化方面擁有經(jīng)濟(jì)有效的應(yīng)用前景。汽車(chē)催化劑技術(shù)在減少汽車(chē)尾氣上的應(yīng)用。5.1、早期發(fā)展。人們很早就知道,一些材料,尤其是貴金屬元素或某種非貴金屬化合物,在溫度足夠高的氣流和多余的氧氣存在的條件下,可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)幕钚?。于是有人考慮把這種性質(zhì)應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)下游的催化劑,將不完全燃燒的CH、CO等氧化。由于對(duì)催化劑的毒性,鉛被從汽車(chē)燃料中脫除出來(lái)。為了消除由于鉛的脫除帶來(lái)的不良影響,采用了改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)工藝,汽車(chē)燃料的辛烷值也沒(méi)有因此減小。具有適當(dāng)活性,可用于催化劑的金屬太少,僅限于貴金屬元素,金屬冶煉代價(jià)很大。后來(lái)的廢汽車(chē)上的催化轉(zhuǎn)化器循環(huán)利用技術(shù)又使這一問(wèn)題得以解決。壓縮環(huán)境、高氣流率和低反作用壓力的綜合因素使汽車(chē)催化劑采用整體式,這和許多工業(yè)和石化廢氣催化劑的集成結(jié)構(gòu)有很大不同。整體結(jié)構(gòu)是多孔的陶瓷晶體,這些小孔的壁上有比表面很大的涂層,涂層中分布著貴金屬固體顆粒,廢氣從小孔中通過(guò)。目前,整體式催化劑廣泛應(yīng)用于汽車(chē)尾氣催化劑,而且,這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于處理工業(yè)廢氣的工業(yè)催化劑。5.2、催化劑用貴金屬的選擇。選擇用貴金屬作為汽車(chē)尾氣催化劑的原因主要有:(1)由于催化劑容量很小,而廢氣的流量很大,這需要催化劑能在很短時(shí)間將污染物轉(zhuǎn)化,只有貴金屬能有如此高的活性;(2)只有貴金屬對(duì)廢氣中殘留的硫氧化物有足夠的抗毒性;(3)貴金屬最不易在高溫下與Al,Ce,Zr等反應(yīng)而失活。因此,最初的催化劑采用Pt和Rh的不同比例混合;后來(lái),Pd被應(yīng)用于三效催化劑中用于增強(qiáng)催化劑對(duì)氮氧化物的還原作用?，F(xiàn)在,三效催化劑中各金屬的使用配比如Pt/Rh,Pt/Pd/Rh和Pd/Rh貴金屬催化劑都有商業(yè)上的價(jià)值。5.3、現(xiàn)代催化技術(shù)——化學(xué)反應(yīng)和電子控制設(shè)備的結(jié)合。80年代初期,美國(guó)出臺(tái)了NOX排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)汽車(chē)尾氣的排放做了更加嚴(yán)格的限制,這就要求有一種除了能夠處理CO和CH之外還能處理NOX的新型催化劑。隨著三效催化劑的發(fā)展,化學(xué)反應(yīng)和電子控制設(shè)備越來(lái)越受到重視。CO和CH的處理是在氧化條件下進(jìn)行,而NOX的處理則是在富余燃料的還原條件下進(jìn)行的。一開(kāi)始,這個(gè)矛盾是通過(guò)采用雙反應(yīng)床轉(zhuǎn)化器來(lái)解決的。首先在還原條件下的第一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器中NOX被還原;在第一個(gè)催化劑后加入更多氧氣,這樣充足的氧氣進(jìn)入第二個(gè)催化轉(zhuǎn)換器,在這里CO和CH被氧化處理。雙反應(yīng)床轉(zhuǎn)化器遠(yuǎn)不是理想處理手段,因?yàn)榈偷目杖急却蟠笥绊懥巳剂系睦寐?并且限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用范圍。而且在低的空燃比造成的還原環(huán)境下可能是把NOX轉(zhuǎn)換為NH3,而不是所期望的N2。這樣在后續(xù)的氧化環(huán)境中,NH3又被轉(zhuǎn)化為NOX,降低了尾氣處理能力。研究發(fā)現(xiàn),將空燃比控制在合適的范圍內(nèi),三種污染物都可以在一個(gè)催化反應(yīng)器中有效地去除。這就需要電子控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體反應(yīng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。這項(xiàng)技術(shù)的基本思路是采用一種氧氣含量傳感器,傳感器探測(cè)還原環(huán)境或者氧化環(huán)境并將信號(hào)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)將信號(hào)反饋到燃料注射系統(tǒng),從而決定加料的程度,這樣可以將空燃比控制在合適的范圍。此外,通過(guò)引入儲(chǔ)氧材料也可以削弱空燃比在最佳點(diǎn)附近的擺動(dòng)。最近的進(jìn)展是在催化劑之后添加第二個(gè)氧含量探測(cè)器,下游的探測(cè)器對(duì)熱老化和污染物不敏感,而且傳感比上游探測(cè)器更加平衡的氣體組成。這種情況下,即使是在汽車(chē)突然加速或減速時(shí)也可保持合適的空燃比?；瘜W(xué)反應(yīng)和電子控制設(shè)備的結(jié)合使用是一個(gè)很有前途的發(fā)展領(lǐng)域。隨著機(jī)載計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,將會(huì)采用更加合適的空燃比以降低污染物的數(shù)量。5.4、冷啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)催化劑效率提升。汽車(chē)尾氣催化劑應(yīng)用過(guò)程中的另外一個(gè)事實(shí)是:決定催化劑處理效果的關(guān)鍵是對(duì)冷啟動(dòng)后的很短時(shí)間內(nèi)尾氣處理的效果的好壞。早期人們開(kāi)發(fā)了一些措施來(lái)改進(jìn)對(duì)尾氣、尤其是CH的利用。通過(guò)采用不銹鋼來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管材料可以減少尾氣熱量的散失。盡管這樣可以使催化劑很快達(dá)到最佳催化溫度,但這也意味著催化劑必須承受更高的溫度?，F(xiàn)在廣泛采用的減少冷啟動(dòng)期間尾氣排放的措施是減緩汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作,這樣可以使尾氣帶來(lái)更多的熱量。例如,可以通過(guò)推遲點(diǎn)火時(shí)間來(lái)達(dá)到這樣的效果:推遲了燃燒,并且可以使尾氣得到更充分的處理。除了對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和尾氣排放系統(tǒng)的改進(jìn),人們通過(guò)改進(jìn)催化劑的整體式布局,使點(diǎn)火行為得到了改善。通過(guò)開(kāi)發(fā)新的薄壁和更大的比表面積的催化劑載體,使催化劑更快地達(dá)到使用溫度并且有合適的面積使催化反應(yīng)順利進(jìn)行。相應(yīng)的,催化劑形式的改變也使得其點(diǎn)火性質(zhì)得到改進(jìn),高含量的Pd催化劑正是這類(lèi)催化劑的代表。目前解決冷啟動(dòng)問(wèn)題的主要措施有緊密耦合催化劑、前置小體積催化劑、電加熱和燃燒尾氣等技術(shù)。5.5、尾氣中顆粒物的凈化處理。解決這一問(wèn)題主要采取兩種技術(shù)。第一種是顆粒物催化燃燒,其實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟:首先,顆粒物的捕集,這可以通過(guò)催化過(guò)濾裝置完成;然后是顆粒物的催化燃燒,以可控方式在較低溫度下完成這一步驟是困難的。第二種技術(shù)是采用持續(xù)性可再生捕集催化劑,這種技術(shù)是在第一種技術(shù)之前添加了氧化催化劑以氧化顆粒物中的可揮發(fā)組分,同時(shí)將NO轉(zhuǎn)化為NO2,NO2比O2有更高的氧化性能,可以更加有效的推動(dòng)顆粒物的氧化。5.6、汽車(chē)催化劑的發(fā)展方向。未來(lái)十年值得關(guān)注的研究方向大致有以下幾點(diǎn):凈化在貧燃條件下產(chǎn)生的氮氧化合物處理的催化劑的開(kāi)發(fā);在硫氧化合物存在情況下對(duì)含氮化合物能有效氧化催化劑的開(kāi)發(fā);催化劑中可以吸附HC和NOX的材料的開(kāi)發(fā);對(duì)含碳顆粒物能有效燃燒的催化劑以及反應(yīng)器的開(kāi)發(fā);在尾氣產(chǎn)生的高溫下催化劑的穩(wěn)定性問(wèn)題;起火溫度低的催化劑的開(kāi)發(fā);抗硫毒性的催化劑的開(kāi)發(fā);低溫還原環(huán)境中能對(duì)CO有效氧化的催化劑的開(kāi)發(fā);抗CO的毒性的電催化劑的開(kāi)發(fā);燃料電池電催化劑的開(kāi)發(fā)。柴油機(jī)尾氣微粒凈化處理技術(shù)柴油機(jī)尾氣中含有的大量固體微粒，是當(dāng)今柴油機(jī)汽車(chē)行業(yè)所面臨的難題之一,至今未有良好的解決辦法。柴油機(jī)中,微粒和炭煙的生成源于高溫和局部混合氣過(guò)濃?；旌蠚庠綕?其中碳成分就越多?；旌蠚庠诟哂谝欢囟葪l件下,某些