发动机尾气后处理技术.ppt

发动机尾气后处理技术 复习回顾1 何为低碳排放 2 为何要低碳排放 环境保护与节能3 汽车 发动机 尾气对环境有何影响 汽车尾气是造成城市空气污染的主要原因 汽车尾气产生的机理及危害 一 汽油机汽油机尾气主要有害物是 CO HC NOx 1 CO 1 产生的机理 燃料燃烧不完全 不充分 的产物 燃料与氧气反应时 由于氧气不足 混合气浓 或时间不足 转速高 使燃料不能充分燃烧 2 危害一氧化碳是一种无色带刺激性的有毒气体 与人体血液中的血红蛋白的亲和力较氧气强200 300倍 血红蛋白是人体血液循环中供氧的载体 人们吸入一氧化碳后 血红蛋白就会先于氧气与一氧化碳相结合 形成碳氧血红蛋白 CO Hb 从而造成血液的输氧量减少 一氧化碳与血红蛋白结合后需要12 14h才能分离 如果人们连续处于含有一氧化碳的空气中时间越长 血液中积累的碳氧血红蛋白 CO Hb 越多 造成低氧血症 导致人体组织缺氧 轻者出现头疼 昏眩 反应迟钝等 严重的会造成死亡 2 HC化合物 1 产生的机理 燃料不完全燃烧的产物 燃料与氧气反应时 由于氧气不足 混合气浓 或时间不足 转速高 使燃料不能全部与氧气接触燃烧 一部分燃料没参与燃烧 2 危害碳氢化合物会导致人的骨髓功能减弱 使 红 白血球细胞数量减少或在周围血液中产生血小板减少症 其醛类物质对眼 呼吸器官 皮肤等产生强烈的刺激性 造成心 肺等机能下降 尤为突出的是碳氮化物和氮氧化合物在强烈的阳光照射下发生光化学反应 形成一种毒性较大的浅蓝色光化学烟雾 其危害令人触目惊心 如美国洛衫矶发生的光化学烟雾 使大批居民出现眼睛红肿 喉痛 胸闷和呼吸困难等症状 3 NOx化合物 1 产生的机理 高温 1800 富氧 稀混合气 条件下 氮气与氧气发生反应 生成氮氧化合物 空气的主要成分就是氮气 78 和氧气 21 通常情况下 氮气与氧气不易反应 但是 当燃料不足或高温时 氮气和氧气就会发生反应 生成NOx 2 危害 氮氧化物之中有一种毒性很强的红棕色气体二氧化氮 中毒的症状是发生水肿 一氧化氮排入大气后会逐渐转变为二氧化氮 高浓度的一氧化氮能引起中枢神经的瘫痪及痉挛 二氧化氮引起闭塞纤维性支气管炎等 空气中的氮氧化物在阳光充足的午前2小时和午后2小时容易发生光化学反应 产生的臭氧和PAN等对人体产生的危害更大 二 柴油机柴油机尾气主要有害物是 微粒 PM 和NOx 1 微粒 PM 1 产生的机理 未燃烧充分的柴油在高温 高压下裂变 生成类似石墨形式的含碳物质并凝聚和吸附了相当的高分子量有机物颗粒物 2 危害 微粒90 以上是致癌物质 并会导致如肺气肿等慢性肺病 柴油机的排烟颗粒的90 以上小于1 m 实验表明 影响人体主要是10 m以下的颗粒物 颗粒越小 停滞于人体肺部 支气管的比例越大 而颗粒越小 悬浮于空气中的时间越长 最长的 甚至可达一周至一个月左右 这就增加了碳烟与人体接触的机会 也增加了颗粒物在大气中受阳光和其他物质作用产生光化学反应的机率 碳烟颗粒对光线还有散射作用 且吸光性强 消光率是其他悬浮微粒的3 4倍 会严重影响照明和人们的视野 给城市交通带来很大的隐患 另外 碳烟颗粒沉积在物质表面会加快金属的腐蚀 油漆的退化 建筑物的损坏等 同时 碳烟颗粒与二氧化硫污染的空气危害比单纯二氧化硫污染的空气造成的危害更大 2 NOx化合物柴油机是稀薄燃烧 废气当中有大量的氮气和氧气 因此氮气与氧气生成氮氧化合物的机率比汽油机和天然气发动机高许多倍 天然气发动机尾气主要有害物与汽油机相同 CO HC NOx 但是数量比汽油机少很多 所以说天然气是清洁燃料 汽车排放法规 一 欧洲排放标准1 欧 排放标准欧 排放标准强化了有害排放物的限值 将M1 1 类和N1 2 类汽车的限值加以区别 规定了气体燃料汽车排放物的测量方法 新的生产一致性检查方法 并且第一次将液体燃料汽车分成三组 即A组 使用含铅汽油 B组 使用无铅汽油 和C组 使用柴油 在这一规定中 还对未装催化转化器使用含铅汽油的汽车和使用无铅汽油的汽车以及柴油车有害排放物的种类和限值作出具体规定 同时还确认N1类汽车的 HC NOX 质量分数排放量比M1类汽车多1 25倍 注 M1类车辆指除驾驶员座位外 乘客座位不超过八个的载客车辆 N1类车辆指厂定最大总质量超过3 5t的载货车辆 Euro 标准排放限值 2 欧 排放标准 在ECE93 Euro 之后 ECE于1996年对其再次进行修订制定了ECE96 Euro 法规 该法规对使用无铅汽油和柴油的汽车的排放限值作出了更为严格的要求对生产一致性采用了新的检查方法 明确了火花点火发动机和使用液化石油气的汽车排放的测定方式 在该标准中还增加了试验速度段 规定了强制耐久性试验 8万km 及汽车在转毂试验后在密闭室中放置24h测定燃油蒸气泄漏量 限值为每欧洲运转循环2g 保留了怠速时对CO排放量的限制 Euro 排放限值 3 ECE2000 Euro 及ECE2005 Euro 排放法规无铅汽油车ECE2000 Euro 及ECE2005 Euro 法规排放限值 g km Euro 的主要变化是取消了汽车发动机尾气取样开始前45秒钟的加热阶段 在催化转化器还处于冷的阶段就测定CO和HC的排放量 Euro 和Euro 都规定了燃油蒸气的测量方法和限值 同时规定在汽车上要安装排气净化系统的随车故障诊断装置 并对在用车净化系统的可靠性检测及燃油品质提出了更高的要求 二 我国汽车排放法规的发展和GB14761 1993系列标准 1 我国汽车排放法规的发展我国汽车排放法规的建立与实施起步较晚 随着汽车尾气对大气污染的日益严重 自1994年5月 我国才开始实施汽车排放限值法规 在制定排放法规方面 广泛借鉴ECE法规 相继出台了国家标准和一些城市的地方标准 在排放限值指标上逐渐向国际新标准靠近 GB14761 1993系列标准该标准于1993年制定 1994年5月强制实施 考虑到我国含铅汽油使用比较普遍的国情 该标准对排放限值的要求比较宽松 仅接近于ECE83的水平 该标准按照汽车基准质量来区分不同汽车的排放限值 规定了被测试车辆在底盘测功机上的运转循环 型式认证试验和产品一致性检查试验的次数和标准值 该标准的制定和实施 在对我国汽车工业的发展和控制汽车排放对大气的污染等方面起到了很大的促进作用 2 我国现行汽车排放法规 GB14761 1999和地方标准 1 GB14761 1993该标准是对GB14761 1993系列标准和其他相关部颁标准的修订和替代 于2000年1月1日起实施 在排放控制上达到了欧洲90年代初期的水平 接近ECE93 Euro 法规 对使用无铅汽油和柴油的汽车提出了新的认证指标 尤其是对使用优质无铅汽油的B类汽车 乘员少于是6人 且车辆最大总质量不超过2 5t的客车排放值等效采用ECE93 Euro 标准限值 2 地方标准我国率先实施ECE93 Euro 排放限值的城市是北京 北京市在1998年率先制定了北京市地方标准DB11 105 1998 并于1999年1月1日正式实施 第 阶段自1999年1月1日起实施ECE93 Euro 排放限值 第 阶段自2004年1月1日起实施ECE96 Euro 排放限值 此外 上海市也于1999年7月1日起执行DB 29 1999 该标准要求比北京市的地方标准更为严格 在生产一致性检查和耐久性试验指标上有了更为明确 更严格的要求 我国目前执行的排放法规车用汽油机怠速污染物排放法规车用柴油机排气烟度和可见排气污染物排放法规 包括全负荷烟度排放法规 自由加速度烟度排放法规 排气可见污染物排放法规轻型车用内燃机污染物排放法规重型车用内燃机污染物排放法规 重型车用内燃机污染物排放法规 压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法 2001 车用压燃式发动机排气污染物限值及测量方法 最新颁布了 200 车用压燃式 气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法 中国 阶段 005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 1835 2 001轻型汽车污染物排放限值及测量方法 中国 阶段 适用车型 M1类乘员不多于6人且总重不大于2 5吨的乘用车 M1 M2及N1类 总车重不超过3 5吨的轻型车 中国机动车排放法规的实施 全国范围 国4 柴油车 新上牌车辆 中国机动车排放法规的实施 北京 适用车型 M1类乘员不多于6人且总重不大于2 5吨的乘用车 M1 M2及N1类 总车重不超过3 5吨的轻型车 中国机动车排放法规的实施 其他城市 适用车型 M1类乘员不多于6人且总重不大于2 5吨的乘用车 M1 M2及N1类 总车重不超过3 5吨