汽油机后处理净化技术
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2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
2020/3/4
第第三二节节汽车三排效放催标化准转化技术
1 国外汽车排放法规与控制历程
汽车排放控制最早起源于美国的加利福尼亚州， 1960年，美国加利福尼亚州颁布了世界上第一部汽车排放 法规。 1963年美国政府制定了«大气清洁法»，其后进行 了多次修订和补充，逐步严格化。从1968年起美国才有了 联邦汽车排放标准，之后几乎是逐年严格化。
第二节 三效催化转化技术
二、催化反应机理
催化作用的核心是催化剂。 催化剂是一种能够改变化学反应达到平衡的速率 而本身的质量和组成在化学反应前后保持不变的物质。
化学动力学过程三个步骤的机理如下:
１)吸附过程 吸附作用是一种或数种物质的原子、分子或离子附着在另一种物质表面上 的过程。
２)表面反应过程 反应物分子吸附在催化剂表面的活性中心后，它们就分别开始与同样吸附 在活性中心的氧化剂分子或还原剂分子发生氧化还原反应。 ３)脱附过程 当表面反应过程完成后，生成的反应产物分子就会从催化剂表面的活性中心 脱离出来，为表面反应的继续进行空出活性位，这个过程称为脱附。
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
NO是无色无味气体，稍溶于水，只有轻度刺激 性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经轻度障碍， NO可被氧化成NO2 。
2020/3/4
4 第光二化节学烟三雾效催化转化技术
光 化 学 烟 雾 是 汽 车 排 放 到 大 气 中 的 HC 和 NOX在太阳光能(作用下进行光化学反应生成臭氧、 醛类和过氧化酰基硝酸盐等形成的一种浅蓝色烟雾 ，它是一种强刺激性有害气体的二次污染物， 这 种污染事件最早出现在美国洛杉矶，所以又称洛杉 矶光化学烟雾。
专门对发动机排气进行后处理的方法是将净化装置串接在发动机的排 气系统中，在废气排入大气前，利用净化装置在排气系统中对其进行处理， 以减少排入大气的有害成分。 在发达国家，车用汽油机采用后处理装置较 多。
稀燃催化技术是降低碳氧化合物排放的有效手段，目前在稀薄燃烧汽 油机排放的尾气净化技术中，被广泛研究与应用的是吸附还原催化器。
2020/3/4
第第二节二节汽车三主要效污催染化物转的化产技生与术危害
1 一氧化碳
汽车尾气中一氧化碳(CO)是烃燃料燃烧的中间产物， 主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不能完全燃烧而 产生的。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃 料不能充分燃烧，废气中CO含量会明显增加，是汽车及内 燃机排气中有害浓度最大的产物。
第二节 三效催化转化技术
一、三效催化转化器的基本结构
三效催化转化器的基本结构见图６-１，它由壳体、垫层和催化剂组成。
壳体是整个三效催化转化器的支承体。 壳 体的材料和形状是影响催化转化器转化效率 和使用寿命的重要因素。
为了使载体在壳体内位置牢固，防止它因振 动而损坏，为了补偿陶瓷与金属之间热膨胀 性的差别，保证载体周围的气密性，在载体 与壳体之间加有一块由软质耐热材料构成的 垫层。
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
２. 与国际接轨的现行国家排放标准 国家技术监督局曾于1999年3月10日颁布了4项国家汽车排 放标准。分别是«汽车排放污染物限值及测试方法»(GB14761— 1999)、«压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排放污染物 排放限值及测试方法»(GB1769１—1999)、«压燃式发动机和装 用燃式发动机的车辆排气可见污染物排放限值及测试方法 »(GB3847—1999)、«汽车用发动机净功率测试验方法»(ＧＢ/ Ｔ 17692—1999)。
第一节 概 述
机内净化技术以改善发动机燃烧过程为主要内容，对降低排气污染起 到了较大作用，但其效果有限，且不同程度地给汽车的动力性和经济性带 来负面影响。 随着对发动机排放要求的日趋严格，改善发动机工作过程的 难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越 复杂，成本也急剧上升。 因此，世界各国都先后开发废气后处理净化技术， 在不影响或少影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装 置，采用物理的和化学的方法降低排气中的污染物最终向大气环境的排放。
第二节 三效催化转化技术
2 我国汽车排放标准
１. 我国汽车排放标准的建立和完善 我国从1981年开始制定标准，于1983年首次发布了国 家汽车排放标准GB3842 ~3847—1983，并于1984年4Baidu Nhomakorabea1日 起执行。标准的排放物限值见表2-18~ 表2-20，GB3845 ~3847为与上述标准相对应的测量方法。
第二节 三效催化转化技术
三、三效催化剂及其劣化机理
三效催化剂的组成
三效催化剂的劣化机理是一个非常复杂 的物理、化学变化过程，除了与催化转 化器的设计、制造、安装位置有关外， 还与发动机燃烧状况、汽油和润滑油的 品质及汽车运行工况等使用过程有着非 常密切的关系。 影响催化剂寿命的因素 主要有四类，即热失活、化学中毒、机 械损伤以及催化剂结焦。 在催化剂的正 常使用条件下，催化剂的劣化主要是由 热失活和化学中毒造成的。
第二节 三效催化转化技术
2 碳氢化合物 碳氢化合物(HC)主要是未燃和未完全燃烧的燃
油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。 饱和烃危害不大，不饱和烃危害性很大，甲烷
气体无毒性。
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第二节 三效催化转化技术
3 氮氧化合物 氮氧化物(NOX)是燃料高温燃烧过程中剩余的氧与
氮化合形成的产物，其主要成分有NO、NO2、N2O3、 N2O5等，总称为NOX。
第第节一二节汽车三污效染催源化及转主化要技污术染物
1 汽车大气污染源 汽车的有害气体主要通过汽车尾气排放,曲轴箱
窜气和汽油蒸汽3个途径进入大气中,造成对大气的 污染。
2 第汽车二主节要污三染效物催化转化技术
直接由汽车排放的污染物以及与交通源相关的主 要污染物有:一氧化碳、碳氢化合物(包括苯、苯并芘 等)、氮氧化物(ＮＯ、NO2等)、炭烟(主要是2.5μｍ 以下的细微颗粒物及其上附着的高分子碳氢化合物和 二氧化硫等)、二氧化硫、二氧化碳、醛类等。
第二节 三效催化转化技术
2020/3/4
第第三二节节汽车三排效放催标化准转化技术
1 国外汽车排放法规与控制历程
汽车排放控制最早起源于美国的加利福尼亚州， 1960年，美国加利福尼亚州颁布了世界上第一部汽车排放 法规。 1963年美国政府制定了«大气清洁法»，其后进行 了多次修订和补充，逐步严格化。从1968年起美国才有了 联邦汽车排放标准，之后几乎是逐年严格化。
第二节 三效催化转化技术
二、催化反应机理
催化作用的核心是催化剂。 催化剂是一种能够改变化学反应达到平衡的速率 而本身的质量和组成在化学反应前后保持不变的物质。
化学动力学过程三个步骤的机理如下:
１)吸附过程 吸附作用是一种或数种物质的原子、分子或离子附着在另一种物质表面上 的过程。
２)表面反应过程 反应物分子吸附在催化剂表面的活性中心后，它们就分别开始与同样吸附 在活性中心的氧化剂分子或还原剂分子发生氧化还原反应。 ３)脱附过程 当表面反应过程完成后，生成的反应产物分子就会从催化剂表面的活性中心 脱离出来，为表面反应的继续进行空出活性位，这个过程称为脱附。
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第二节 三效催化转化技术
NO是无色无味气体，稍溶于水，只有轻度刺激 性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经轻度障碍， NO可被氧化成NO2 。
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4 第光二化节学烟三雾效催化转化技术
光 化 学 烟 雾 是 汽 车 排 放 到 大 气 中 的 HC 和 NOX在太阳光能(作用下进行光化学反应生成臭氧、 醛类和过氧化酰基硝酸盐等形成的一种浅蓝色烟雾 ，它是一种强刺激性有害气体的二次污染物， 这 种污染事件最早出现在美国洛杉矶，所以又称洛杉 矶光化学烟雾。
专门对发动机排气进行后处理的方法是将净化装置串接在发动机的排 气系统中，在废气排入大气前，利用净化装置在排气系统中对其进行处理， 以减少排入大气的有害成分。 在发达国家，车用汽油机采用后处理装置较 多。
稀燃催化技术是降低碳氧化合物排放的有效手段，目前在稀薄燃烧汽 油机排放的尾气净化技术中，被广泛研究与应用的是吸附还原催化器。
2020/3/4
第第二节二节汽车三主要效污催染化物转的化产技生与术危害
1 一氧化碳
汽车尾气中一氧化碳(CO)是烃燃料燃烧的中间产物， 主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不能完全燃烧而 产生的。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃 料不能充分燃烧，废气中CO含量会明显增加，是汽车及内 燃机排气中有害浓度最大的产物。
第二节 三效催化转化技术
一、三效催化转化器的基本结构
三效催化转化器的基本结构见图６-１，它由壳体、垫层和催化剂组成。
壳体是整个三效催化转化器的支承体。 壳 体的材料和形状是影响催化转化器转化效率 和使用寿命的重要因素。
为了使载体在壳体内位置牢固，防止它因振 动而损坏，为了补偿陶瓷与金属之间热膨胀 性的差别，保证载体周围的气密性，在载体 与壳体之间加有一块由软质耐热材料构成的 垫层。
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
２. 与国际接轨的现行国家排放标准 国家技术监督局曾于1999年3月10日颁布了4项国家汽车排 放标准。分别是«汽车排放污染物限值及测试方法»(GB14761— 1999)、«压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排放污染物 排放限值及测试方法»(GB1769１—1999)、«压燃式发动机和装 用燃式发动机的车辆排气可见污染物排放限值及测试方法 »(GB3847—1999)、«汽车用发动机净功率测试验方法»(ＧＢ/ Ｔ 17692—1999)。
第一节 概 述
机内净化技术以改善发动机燃烧过程为主要内容，对降低排气污染起 到了较大作用，但其效果有限，且不同程度地给汽车的动力性和经济性带 来负面影响。 随着对发动机排放要求的日趋严格，改善发动机工作过程的 难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越 复杂，成本也急剧上升。 因此，世界各国都先后开发废气后处理净化技术， 在不影响或少影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装 置，采用物理的和化学的方法降低排气中的污染物最终向大气环境的排放。
第二节 三效催化转化技术
2 我国汽车排放标准
１. 我国汽车排放标准的建立和完善 我国从1981年开始制定标准，于1983年首次发布了国 家汽车排放标准GB3842 ~3847—1983，并于1984年4Baidu Nhomakorabea1日 起执行。标准的排放物限值见表2-18~ 表2-20，GB3845 ~3847为与上述标准相对应的测量方法。
第二节 三效催化转化技术
三、三效催化剂及其劣化机理
三效催化剂的组成
三效催化剂的劣化机理是一个非常复杂 的物理、化学变化过程，除了与催化转 化器的设计、制造、安装位置有关外， 还与发动机燃烧状况、汽油和润滑油的 品质及汽车运行工况等使用过程有着非 常密切的关系。 影响催化剂寿命的因素 主要有四类，即热失活、化学中毒、机 械损伤以及催化剂结焦。 在催化剂的正 常使用条件下，催化剂的劣化主要是由 热失活和化学中毒造成的。
第二节 三效催化转化技术
2 碳氢化合物 碳氢化合物(HC)主要是未燃和未完全燃烧的燃
油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。 饱和烃危害不大，不饱和烃危害性很大，甲烷
气体无毒性。
2020/3/4
第二节 三效催化转化技术
3 氮氧化合物 氮氧化物(NOX)是燃料高温燃烧过程中剩余的氧与
氮化合形成的产物，其主要成分有NO、NO2、N2O3、 N2O5等，总称为NOX。
第第节一二节汽车三污效染催源化及转主化要技污术染物
1 汽车大气污染源 汽车的有害气体主要通过汽车尾气排放,曲轴箱
窜气和汽油蒸汽3个途径进入大气中,造成对大气的 污染。
2 第汽车二主节要污三染效物催化转化技术
直接由汽车排放的污染物以及与交通源相关的主 要污染物有:一氧化碳、碳氢化合物(包括苯、苯并芘 等)、氮氧化物(ＮＯ、NO2等)、炭烟(主要是2.5μｍ 以下的细微颗粒物及其上附着的高分子碳氢化合物和 二氧化硫等)、二氧化硫、二氧化碳、醛类等。