汽车尾气处理文献综述

文献综述

空气污染特别是由于汽车尾气中有害污染物的大量排放所带来的大气污染问题，随着汽车保有量的不断增加而日趋严重。包括机内净化和机外净化的各种净化方法都得到了广泛的研究。近年来，使用高压放电治理各种有害气体在国内都得到了充分的重视。高压脉冲电源是释放出高压电以电离出汽车尾气中颗粒物处理市场化的关键设备之一。

电容储能是研究比较早、应用比较多的脉冲电源形式，其技术至今已经相对比较成熟。电感储能与电容储能出现的时间相当，但是电感储能是动态储能，实现的技术相对复杂，因此其应用较电容储能偏少。但随着电力电子技术及半导体工业的飞速发展，固态开关的耐压等级和通流能力获得了极大的提高，使其有可能运用到高压脉冲技术中去。而如加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域的高压脉冲技术对高重复频率固体开关的运用需求，也促使人们对固体开关技术在脉冲功率领域中的应用进行了大量的研究。国内有关电感储能功率脉冲技术的研究明显增多，其储能密度高的优势逐渐显现。

在高功率脉冲电源领域，尤其是电感储能功率脉冲电源，世界各国都任处于积极研究之中，也是快速发展的时期。

在此次项目实验中我们小组也采取了高压电路电离的方法，将尾气中带电颗粒物电离出来。高压电路主要技术通过汽车电瓶输出的直流电用电路转换成交流电，然后通过变压器升压成高压交流电，再通过稳压电路输出稳定的高压接在铁丝网上。

汽车尾气的处理除了高压电外还有通过加速或者增添一些化学反应，使尾气中有害物质能通过一系列有机化学反应转换成无害的无机物排入空气中。对这些反应的研究主要集中在催化净化转化器上。而催化剂又是催化净化效果的关键。因此，开发高效实用的催化剂是控制汽车尾气排放至关重要的一环。

20世纪70年代初,汽车尾气催化净化器多为氧化型，使用铂、钯或两者混合的催化剂来提高尾气中HC、CO同O2反应的速度，降低HC、CO的排放量。但随着大气中NOx含量的的增加，人们要求同时净化汽车尾气中的HC、CO、NOx。后来就出现了两段净化法，又称氧化-还原法。随后又于1977年开始采用含有Pt、Pd、Rh三效催化剂并能同时降低HC、CO、NOx的无害三效催化净化器。

目前，国内外汽车尾气净化催化剂多为能够同时催化转化HC、CO与NOx的固体三效催化剂。和许多工业固体催化剂一样,汽车尾气净化催化剂主要由活性组分、载体与助剂3部分组成。汽车用三效催化剂的活性组分主要分为贵金属型、非贵金属型与稀土型。贵金属型的活性组分主要由Pt、Pd和Rh组成。Rh是加速NOx还原的活性组分，虽然Pt和Pd同时对HC、CO、NOx的转化起催化作用，但是对NOx的还原能力低于含Rh催化剂。在3种贵金属中,Pd的价格远低于Pt 和Rh，而且Pd资源较Pt、Rh丰富，其耐热性好，使用Pd催化剂有利于降低成本,提高催化剂的使用寿命。因此,单Pd催化剂便成为三效催化剂发展的一个重要方向。如Kim D H[4,5]等人用溶胶法制备一种以钒与锆为助剂的单钯催化剂,其中n(V)/（Zr）=0.36，Pd、V、Zr的质量分数分别为1%、2%与10%。所得的单钯催化剂具有很高的低温活性、热稳定性与抗SO2毒性,这主要是由于催化剂中V与Zr形成的V)O)Zr键，具有一定的协同作用，这些Zr)O)X键(X为V或Al)与催化剂中的C-Al2O3形成了无定形四面体的配位结构:(M)O)3VO，使Pd在催化剂表面获得很好的分散性。即使是在1 000e以上的高温,由于这种配位键作用，

微形PdO、C-Al2O3、Zr)O)X键(X为V或Al)、无定形四面体(M)O)3V O也不会转变为大晶粒PdO、斜晶形的ZrO2、k-Al2O3、H-Al2O3与微晶形八面体V2O5，从而抑制了钯晶粒的增大。AriasAM等人也以微乳化法制备出以Pd为活性组分，Ce、Zr为助剂的Pd/CexZr1-xO2/Al2O3型三效催化剂，此型单钯催化剂也具有较好的低温活性与较强的CO与NOx催化转化能力。此外,国外在20世纪90年代末研制出新一代钯催化剂，但这种催化剂对涂层要求较高,且需要严格的操作条件，虽已进入市场,但还处在推广阶段。国内许多研究者也正致力于单钯催化剂的研究工作，并已取得了一定的研究成果，分别获得含Pd-Ce的双层单钯催化。

非织造材料因其特有的网状疏松结构，较高的孔隙率使得材料具有强芯吸能力和保持能力，可充分滞留吸附的油品，当油品粘度越大时，油品滞留在疏松空隙间的程度随之加大, 有利于油品的吸附和保持。同时非织造吸油材料的完整性使得它方便使用，在吸收液体后，通过挤压可以重复利用，被挤出的油品可回收利用，减少浪费。因此近些年越来越多地被用做吸油材料。非织造吸油材料可由不同工艺制成。常见的针刺材料是将短纤维通过机械方法杂乱排列成网后，经针刺加固制得。针刺吸油材料的强度高，且不易起毛。缝编材料通常是经缝编机，利用长丝形成经编线圈结构对纤网进行加固，其强度高于针刺材料。熔喷材料是将熔融的聚合物喷射成熔体细流，高速的热空气流将其拉伸成超细纤维，收集到凝网帘或滚筒上，依靠自身粘合而成。纤维细度较小，比表面积大，结构蓬松，吸附性能优异。熔喷材料的最大缺点是自身粘合的强力低，为克服其力学性能较差的缺点，更多场合是采用与纺粘材料等复合层压的方法制成不同制品。缝编非织造吸油材料（SB）在所有的吸油材料中渗透性比较高，因此对于原油的初始吸收率也最大。各种吸油材料的保持能力变化很大，这与吸油材料的结构密切相关。具有较高渗透性的吸油材料其初始吸油率也较高,但保持能力差。熔喷聚丙烯非织造吸油材料吸油保持率高，具有明显优势。

非织造吸油产品主要品种和作用：

（1）吸油棉：吸附量为自身质量的 20~30 倍，吸收速度快，适合大面积海上或码头水域、湖泊、河流的泄油污染事故。

（2）吸油垫：采用复合成型技术，表面采用耐磨材料经窝点处理，强度增大，不掉屑，可用于擦拭粗糙表面的泄漏油污，耐用性提高，不易破损撕裂，易于回收或重复使用。更适合陆地使用，使用后易于清理，亦可用于水面吸油，重复利用率更高。

（3）吸油卷：一次成型，吸收表面积大，软松而有弹性，不易分层脱落，吸油速度快，可迅速展开，在地面、工作场所、水面大面积铺设。适于水面和陆地较大的溢油和漏油事故的处理，也可弯曲成特殊形状满足特殊空间的处理要求。（4）吸油索：吸油索内部由超细吸油絮片、纤维混合组成，两端可相互连接使用。如同软管，长条状，可用于拐角和不平坦的表面及工作场所，为环绕机床设备、输油管道，防止小面积油污扩散溢出的专用吸附棉；防止和吸收油类物质溢出，在处理大面积的水面或陆上的溢油事故时，能及时有效地阻止溢油的扩散。适合化工厂、重工业、轻工制造业、运输业、印刷业、汽车维修业。用于吸收生产车间机器周围的泄漏油、液压油等。

（5）吸油枕：结构类似于吸油索，但吸油量更大，适用于地域狭小的场合如拆卸管路时的阀门、龙头、管道接口等经常性泄漏场所。