汽车尾气污染控制技术

汽车尾气污染控制技术

汽车尾气污染控制技术

摘要：随着人们生活水平的不断提高，城市里汽车的数量正在以惊人的速度增长，但随之而来的也有一些不容忽视的环境问题。汽车尾气排放量增多，导致对环境的污染越来越严重，从而对人们的健康产生了许多不利的影响。控制汽车尾气的排放，成为一个极其重要的问题。本文将介绍几种重要的汽车尾气控制技术，以期对相关从业人员有所借鉴意义。

关键词：汽车尾气；净化；技术

1引言

在现代文明的今天,汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具。自从1886年第一辆汽车诞生以来,它给人们的生活和工作带来了极大的便利,并逐渐发展成为近现代物质文明的支柱之一,车与人类的生活越来越分不开。但是,在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时,汽车也带来了大气污染。汽车尾气危害人体的健康,腐蚀城市建筑,破坏城市景观,对人类生存环境造成了严重影响。

近年来，我国汽车保有量不断增加。截止2014年，我国机动车总量已经超过2.6亿辆，机动车驾驶人也超过3亿人。我国已经连续多年成为世界机动车产销第一大国。据估计，2020年我国汽车保有量将超过2亿，汽车大发展所带来的环境问题将越来越严峻(黄亚，张非非，冯海波, 2015)。

2汽车尾气的成分和危害

汽车排放的污染物主要来源于内燃机。其有害成分包括一氧化碳(CO)、碳

)、硫化合物、颗粒(铅化合物、黑烟、油雾等)、氢化合物(HC)、氮氧化物(NO

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臭气(甲醛、丙烯醛等)等，其中CO、HC及NO

是汽车污染控制的主要大气污染

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成分。汽车尾气对人类的健康危害很大，它可导致酸雨和城市光化学烟雾，影响生态环境(黎维彬，马红，郝吉明, 2000)。

2.1一氧化碳

汽车发动机若进气不足或燃油喷射时间过长,使得气缸内燃油不能完全燃

快250倍。烧,则汽车尾气中将产生CO。CO与血液中的血红蛋白结合的速度比O

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CO经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,导致人体缺氧,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,引起头晕、头痛、呕吐等中毒症状(夏刚强, 2008)。

2.2氮氧化合物

氮氧化合物主要是指一氧化氮和二氧化氮,它是发动机大负荷工作时,在燃烧室高温富氧的环境中产生的一种褐色且有臭味的气体。氮氧化合物吸入肺部后能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和伤害,以致引起肺部病变。当空气中氮氧化合物含量达10～20ppm时,可刺激鼻粘膜、咽喉、气管、眼角膜等,引起呼吸道干涩不适,流泪及红眼病等病症;当氮氧化合物超过500ppm时,几分钟内就可使人出现肺气肿而死亡(夏刚强, 2008)。

2.3碳氢化合物

是不完全燃烧的排放物,包括未燃和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽,气态时是VOCs,固态则为颗粒物。单独的碳氢化合物只有在浓度相当高的情况下,才对人体产生伤害,一般影响不大。但碳氢化合物和氮氧化合物在阳光紫外线照射下发生化学反应,形成光化学烟雾。当光化学烟雾中的化学氧化剂超过一定浓度时,即对人体产生较强刺激性,人体吸入后可明显感觉到呼吸系统不适,引起急性喘息症(夏刚强, 2008)。

2.4硫氧化合物

主要是指SO2,它是形成酸雨的主要成分,严重污染河流、湖泊等水系,殃及野生动植物的生存安全,破坏生态系统的自然酸碱平衡,并严重腐蚀建筑物。对人类会造成气管壁绷紧,使呼吸道疾病加重,患有心肺疾病和哮喘病的人尤其敏感。汽车尾气中SO2主要来源于柴油车的排放(耿永生, 2010)。

2.5挥发性有机物

包括多环芳烃(PAH)、苯系物、烯烃等,是光化学烟雾形成的前体物。苯已被证明是致癌物质,WHO认为即使微量的苯,对人体健康也是有害的。除尾气排放外,汽车燃油箱和加油过程中也会排放挥发性有机物(耿永生, 2010)。

2.6铅

铅是有毒的重金属元素,为了改善燃油的抗爆性,人们在汽油中添加含铅物质四乙基铅或甲基铅,导致汽车尾气排放时产生含铅化合物。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。铅化合物以颗粒状排入大气中,是污染大气的有害物质。人体长期吸入含铅颗粒浓度较高的空气后,铅会逐渐在体内积累。当达到一定程度时,铅阻碍血液中红血球的生长,致使人体正常造血功能降低,血液、心肺器官等发生病变。而铅对脑细胞和中枢神经的损害更是不可逆转的,铅侵入人体大脑时会引起头疼、精神恍惚,严重时甚至会出现昏迷、惊厥等铅中毒症状。由于铅尘比重大,通常积聚在1m左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大,直接影响儿童的智力发育(耿永生, 2010)。

3汽车尾气控制技术

3.1传统的汽车尾气控制技术

从技术来看，控制汽车尾气排放主要有3方面措施：机前措施、机内措施和机后处理措施。机前措施主要是在燃油中加入一些添加剂(如消烟剂)，提高燃油质量，并使用无铅汽油，降低燃油中Pb、S、P等有害成分含量；机内措施是通过改变发动机的结构，提高燃油效率，使燃油尽可能充分燃烧；机外措施是指在汽车排气管上安装尾气净化器，通过净化器过滤与催化燃烧使尾气中的

等)充分燃烧并转化为无毒气体排出(支浩，固体尘埃和有毒气体(如CO、HC、NO

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汤慧萍，马军，王建忠，敖庆波, 2014)。

3.1.1机前措施

提高燃料质量，开发清洁燃料。

①在燃油中加入添加剂。在汽油中加入水，使水所占的比例达到10%，就可以减少甚至完全消除一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物及铅尘的污染效果。

②使用合适的润滑添加剂。比如，在机油中添加一定比例的固体添加剂，就可以显著加强发动机的汽缸密封性能，从而使燃料燃烧充分，有害气体减少。

③采用多种燃料。在汽车上可以使用压缩的天然气体、新的配方汽油、太阳能、电力、生态燃料的蓄电池等为其提供动力，减少污染气体往大气中的排放。

④推广乙醇汽油。乙醇汽油作为一种新型替代能源，是用普通汽油和各种植物纤维以及粮食加工成的乙醇按一定比例混合形成的。而且它作为一种新型的清洁燃料，符合我国可再生能源发展和能源替代战略(屠璐倩，明君, 2013)。

3.1.2机内措施

3.1.2.1废气再循环控制系统（EGR）。

废气再循环技术是一项广泛应用的技术。通过使一部分废气流回进气管，

的生成。但EGR率过大会造成燃烧恶化的现象，降低了最高燃烧温度，抑制NO

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使燃油消耗率增大，HC排放量上升。电子控制废气再循环系统还可实现非线性控制，控制范围和自由度大，更符合净化的实际需要。

3.1.2.2汽油机直喷技术（GDI）。

汽油机直喷技术是把汽油直接喷到燃烧室内与空气混合后燃烧，它同时具有

汽油机和柴油机的优点。直喷技术达到了均匀燃烧和分层燃烧的目的，极大提