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汽车尾气处理方案

汽车尾气危害及处理方案

【摘要】汽车作为现代化交通工具, 在给人们的生产与生活带来方便的同时, 它排放的尾气, 给大气环境造成了严重污染, 因此, 我们必须加强和提高对保护环境的意识。根据尾气污染物的形成机理, 提出研究净化废气中的主要有害成分CO、 CH、 NOx 和SO2的方法。氧化还原催化剂是核心技术; 以增氧, 增加催化

反应速度, 增长催化反应时间, 保证合适催化温度, 采用合理结构等净化技术系统研究是技术研究的方向。

【关键词】汽车尾气处理污染净化

【正文】

汽车作为现代化交通工具, 在给人们的生产与生活带来方便的同时, 它排放的尾气, 给大气环境造成了严重污染。多项研究表明:城市机动车尾气污染已上升为主要的大气污染, 而过去以二氧化硫为主煤烟型污染转变为以一氧化碳、氮氧化物为主的机动车尾气污染和二氧化硫为主的煤烟型污染并重的格局。在大城市, 汽车排放中CO 占63 %, NOx 占22 %, CH ( 碳氢化合物) 占73%。在发达国家, 如美国大气污染物排放中CO 的66 %, NOx 的43 %,CH 的31%、微粒的20%均属于汽车排放。汽车对大气的污染已成为城市大气污染的主要污染源。因此,必须采取有效措施,减少或者消除汽车尾气的污染及危害,这是本文与大家共同研究与探讨的一个重要课题。

一、汽车尾气的有害成份与危害

汽车排放的尾气, 除燃烧产物CO2、水蒸气为无害成分外,其

余均为有害成分。汽车发动机排放的尾气中的一部分毒性物质,是由于燃料不完全燃烧或燃气温度较低而导致的, 如CO、 CH和碳烟; 另一部分有毒物质,是由于燃烧室内的高温、高压环境而产生的氮氧化合物NOx (NOx 是NO和NO2 的总称) ; 另外还有燃料及添加剂本身燃烧所产生的S02和铅化合物等物质。

这些物质中, CO可与人体血液中的血红素结合,阻碍血液吸收氧气和输送氧气而中毒死亡, 被称为汽车尾气第一排气公害。

NOx 是NO及NO2 的总称,其中NO与血液中的血红素的结合能力比CO还强,容易使人们中毒而死亡, 还能与O2反应产生NO2。而NO2 是一种褐色有毒气体,有特殊刺激臭味,损害人的眼睛和肺部,

是汽车尾气排放的第二公害。

CH化合物在太阳光紫外线作用下,会与NO起光化反应生成臭氧、醛等烟雾状物质,刺激人们的喉、眼、鼻等粘膜。它还严重

影响农作物的生长,迫使农业减产,同时还具有致癌作用,它是汽车

尾气排放的第三公害。

S02是产生酸雨的主要原因, 铅化合物是导致土壤重金属污染

的直接原因, 而碳烟能粘附SO2等有毒物质,对人体呼吸道极为有害。

一、汽车尾气的净化处理技术

1.改变汽车使用的能源。

1.1、选用恰当的润滑添加剂———机械摩擦改进剂。

在机油中添加一定量( 比例为3%~5%) 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂, 加入到引擎的机油箱中, 可节约发动机燃油5%左右。另外, 采用上述固体润滑剂可使汽车发动机汽缸密封性能大大改进, 汽缸压力增加, 燃烧完全。尾气排放中, CO 和碳氢含量随之下降, 可减轻对大气环境的污染。

1.2、使用无铅汽油, 严禁使用有铅汽油。

为了能够有效地提高汽车燃油的抗爆性, 一般加入四乙基铅。它具有很高的挥发性, 甚至在0 摄氏度时就开始挥发, 而挥发出的铅粉末, 以蒸气及烟的形态存在于空气中, 或以固体铅的形式存在于土壤中, 最终经过食物链到达人体, 影响人体的健康, 侵蚀造血系统、神经系统以及肾脏等。

实验证明, 甲醛树丁醚同样具有良好的抗爆性, 汽油中用甲醛树丁醚作渗合剂, 不但不含铅, 还能降低汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物含量。

1.3、掺入添加剂, 改变燃料成分。

向汽油中掺入15%以下的甲醇或乙醇燃料, 能在一定程度上减少或者消除CO、 NOx、 CH的污染效果, 提高燃料的利用率。若采用”甲醇燃料”, 当醇类的比重占30%~40%时, 汽车尾气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。

将汽车燃料改为天然气, 也能够有效降低尾气中污染物的比重。当前世界各国在天然气作燃料方面技术比较成熟, 中国也有大

量使用天然气的汽车。

1.4、采用生物燃料等可再生能源。

有关专家指出, 开发乙醇代替汽油, 既节约能源, 又可消化陈粮, 使汽车排出的有害气体减少, 是一项有利于保护环境和资源的新课题。如果按照1∶9 的乙醇汽油配比, 用20 万吨乙醇, 可配出约200 万吨的乙醇汽油, 200 万吨的乙醇只消耗粮食70 万吨。因此, 发

展、开发使用专用乙醇汽油既可缓解汽车尾气污染问题, 又可缓

解原油供应的紧张状况。

随着太阳能电池的改进, 太阳能转化效率不断提高, 使用太阳

能作动力已经成为现实。事实上, 美国和欧洲都以开发出自己的太阳能汽车, 相信太阳能作为动力将是今后研究的热门之一。

1.5、使用电能作为动力, 研制电动汽车。

电能是清洁能源, 汽车使用电能作为能源的瓶颈技术已经解决, 蓄电池技术的发展将电动汽车的研制推向了高潮。当前已经有不

少的电动汽车投入使用, 它不产生任何尾气, 完全解决了汽车因尾

气产生的污染。电动汽车是未来汽车技术研发的主题。

2.改变汽车燃烧系统结构。

2.1、优化发动机内部系统设置, 降低尾气污染物含量。

( 1) 减少喷油提前角。减少喷油提前角, 可降低发动机工作的最高温( 1500 摄氏度) , 使NOx 的生成量减少。

( 2) 改进喷油器的质量, 控制燃烧条件( 燃比、燃烧温度、燃烧时间) , 可使燃料燃烧完全, 从而可减少CO、 CH 的

煤烟。

( 3) 调整喷油器的质量, 可降低发动机的功率, 使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧, 从而也能够减少CO、 CH 和煤烟的生成。

2.2、设计循环系统, 进行尾气再利用。

(1)正曲轴箱通气系统的设计:把从汽缸窜入曲轴箱的气

体(主要是未燃体)再循环进入进气歧管,使其再次燃烧,改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。

(2)排气再循环设计:发动机排气口用控制阀与进气歧管

相连接,使排出的气体经过再次循环,以降低氮氧化物的排放

量。

(3)蒸发排放控制系统的设计:将化油器浮子室中的汽油

蒸发汽引入进气系统,而将油箱中的蒸发汽引入储存系统,可

大大减少污染物的排放。

3.使用车用选择性催化还原排气后处理系统

3.1、车用选择性催化还原排气后处理系统工作原理

车用选择性催化还原排气后处理(SCR)是经过尿素反应产生的氨再与汽车尾气进行反应的一种技术, 是被认证为满足欧Ⅳ法规的综合排放控制系统。是一项控制柴油发动机排气中NOx 的技术。

系统使用尿素与水混合成32.5% 的溶液。这种溶液公认的工业商品名称是AdBlue。其成分在DIN 标准No.70070 中有规定。固体或水溶液中的尿素( AdBlue) 被分类为非危险品。AdBlue 是一种