交通污染排放形式与控制.ppt

交通污染排放形式与控制 THEFORMATIONANDCONTROLOFTRAFFICPOLLUTION 一 汽油及柴油概述 二 汽车发电机基本原理 三 汽车污染物及排放形式 四 汽车污染物控制技术 五 汽车污染物排放标准 汽油概述 汽油 ULP 外观为透明液体 主要成分为C4 C12脂肪烃和环烃类 并含少量芳香烃和硫化物 按研究法辛烷值分为90号 已很少使用 93号 97号 98号四个牌号 具有较高的辛烷值和优良的抗爆性 用于高压缩比的汽化器式汽油发动机上 可提高发动机的功率 减少燃料消耗量 具有良好的蒸发性和燃烧性 能保证发动机运转平稳 燃烧完全 积炭少 具有较好的安定性 在贮运和使用过程中不易出现早期氧化变质 对发动机部件及储油容器无腐蚀性 柴油概述 柴油 Diesel 又称油渣 是石油提炼后的一种油质的产物 它由不同的碳氢化合物混合组成 它的主要成分是含10到22个碳原子的链烷 环烷或芳烃 它的化学和物理特性位于汽油和重油之间 沸点在170 至390 间 比重为0 82 0 845kg l 柴油可以被用来作为汽车 坦克 飞机 拖拉机 铁路车辆等运载工具或其它机械用的燃料 也可用来发电 取暖等 柴油按凝点分级 轻柴油有10 0 10 20 35五个牌号 重柴油有10 20 30三个牌号 柴油机的效率较高 如果大量取代汽油机 可以显著降低石油消耗速度及二氧化碳的排放量 但是比起汽油来 柴油含更多的杂质 它燃烧时也更容易产生烟尘 造成空气污染 但柴油不像汽油般会产生有毒气体 所以比汽油更环保和健康 为了减少因为烟尘所造成的污染 因此近年中在西欧各国包括汽车在内燃烧柴油的机器必须装滤尘器才可使用 而其硫氧化合物 SOx 污染也是一个问题 因此各汽车公司都在发展降低污染的技术 为了减低污染 柴油的含硫量也是关注的重点 汽车发动机基本原理 一 基本理论 汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车 最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能 因此 汽车发动机是内燃机 燃烧在发动机内部发生 二 燃烧是关键汽车的发动机一般都采用4冲程 4冲程分别是 进气 压缩 燃烧 排气 完成这4个过程 发动机运转两周 三 汽缸数 发动机的核心部件是汽缸 活塞在汽缸内进行往复运动 上面所描述的是单汽缸的运动过程 而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的 4缸 6缸 8缸比较常见 四 排量 混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行 活塞往复运动 燃烧室容积会发生变化 最大值和最小值的差值就是排量 汽车的排量一般在1 5L 4 0L之间 每缸排量0 5L 4缸的排量为2 0L 如果V型排列的6汽缸 那就是V63 0升 一般来说 排量表示发动机动力的大小 所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力 汽车污染物 汽车在给人们带来方便的同时 也带来了一系列问题 环境污染就是其中之一 发动机正常燃烧时 发动机在汽车所排出的废气中 氮气约占71 二氧化碳占18 1 水蒸气占9 2 氧气和其他惰性气体占0 7 真正的有害物质只占1 左右 主要包括 一氧化碳 碳氢化合物 氮氧化物及其他固体颗粒物 压燃式发动机 CI 即柴油机 和火花点火发动机 SI 即汽油机 每年排放的氮氧化合物 NOx 一氧化碳 CO 碳氢化合物 HC 和颗粒物 PM 等有害物质的总量几乎相当于公路用车辆发动机的年排放总量 以美国为例 由于柴油发动机具有很高的热效率 因而被广泛使用 在非公路柴油机排放中 NOx和PM的排放量最为严重 分别约占NOx和PM排放总量的20 和36 而在柴油机的排放成分中 除99 7 75 7 的N2 10 的CO2 8 的水蒸气和6 的O2 对人类无害外 其余0 3 0 2 的NO 0 01 的NO2 0 03 的HC 0 05 的CO 0 01 的SO2和小于0 01 的PM 都是有害物质 它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首 汽车污染物 随着人类对环境的日益重视 消除柴油机的尾气污染也成了大家所关注的重大话题 因此 发达国家已将柴油机污染排放作为环境治理的重要内容之一 并制定了相应的公路用机动设备控制排放标准 硫化物 形成悬浮颗粒物 又称气溶胶 随着人的呼吸进入肺部 对肺有直接损伤作用 碳氢化合物 许多都是有毒的 其中一些碳氢化合物甚至是潜在的致癌物 此外 在强烈阳光照射下 伴随着氮氧化物的存在时 碳氢化合物会发生反应 在近地面生成臭氧 有可能导致光化学烟雾污染 氮氧化物 可以和空气中的水分 氨以及其他化合物反应 生成含硝酸的细微颗粒物 影响呼吸系统 损害肺组织 一氧化碳 与人体血液中血红素的亲和力是氧气的210倍 而血红素担负着向人体器官和组织输送氧气的重任 血红素和一氧化碳结合生成一氧化碳血红素即丧失了输送氧气的功能 从而使人体器官和组织的供氧量不足 对心脏病和呼吸系统疾病患者特别有害 颗粒物 根据其直径大小不同 有总悬浮颗粒物 TSP PM10 直径小于10微米 和PM2 5 直径小于2 5微米 之分 后二者也统称为可吸入颗粒物 因为它们可以进入人的呼吸系统 甚至是进入肺脏的最深部 引起或加重哮喘病 急性呼吸系统症状如咳嗽 呼吸困难或呼吸疼痛 以及慢性支气管炎 国内外大量流行病学研究结果表明 大气PM10浓度每升高10微克 立方米 可能与人群总死亡率升高约0 5 相关 大气二氧化氮浓度每升高10微克 立方米 可能与人群总死亡率升高约1 相关 汽车污染就在身边 目前控制汽车污染物排放的技术可以分为两类 降低污染物生成量的技术 又称为机内净化技术 净化或处理发动机排出后污染物的技术 又称为机外净化技术 随着发动机技术的进步和发展 目前车辆排放控制的机内 机外净化技术都达到了比较完善的地步 汽车污染控制措施 尾气排放控制系统 柴油机尾气净化器 尾气排放控制系统 汽车污染机内控制技术 1 选用清洁汽油 汽油中的组分 尤其是硫含量 会对三元催化器产生毒害作用 会急剧降低催化效率 在追求高质量燃油的基础上 还应当进行 燃油调质 处理 如美国环保局将汽油最大含铅量限制在0 0264kg m3 以降低铅和添加剂二溴乙烷 二氯乙烷的排放 提高催化剂的转化率和使用寿命 因此 应当全面提高燃油质量 在研制清洁油品 加强监管体系和进行燃油调质的基础上 有效控制尾气污染 2 提高燃烧效率 采用合适的过量空气系数 空气过少则燃烧不完全 碳氢和一氧化碳排放会很高 空气过多 氮氧化合物排放会增多 3 适当的EGR 废气再循环 可以直接降低废气量 并时发动机缸内温度下降 减少氮氧化合物排放 4 碳罐可以将蒸发的汽油吸附 并在发动机启动时使被吸附的汽油进入发动机内燃烧 5 曲轴箱通风系统可以把曲轴箱内的可燃气体送进发动机内燃烧 避免这些气体从曲轴箱逸出造成污染 汽车污染机外控制技术 尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式 对汽车产生的进行净化以减少污染 此方法虽然不能达到 零污染 但可以采用物理 化学的方法减少汽车尾气中的污染物 对于汽车尾气的治理 现实中比较常用的方法有 1 安装汽车曲轴箱强制通风装置 可以减少曲轴泄漏 削减汽车HC总排放量的20 25 削减汽车CO总排放量的1 2 2 安装汽油车燃油蒸发污染控制装置 可以减少汽油蒸发污染物 削减汽车HC总排放量的15 20 3 安装汽车电子点火器 可以削减汽车尾气中HC和CO总量的10 4 安装汽车磁化净化器 可以削减汽车尾气中HC和CO的20 汽车污染物控制与排放标准 GB14761 1 14761 7 93 汽车大气污染排放标准 轻型汽车污染物排放标准 GWPB1 1999GB183522 2001轻型汽车污染物排2000年起全国实施GB1496