汽车尾气及其处理

汽车尾气污染以及其治理 发动机排放的污染物 engine pollution and its toxicity 发动机对环境的污染主要来 自排气产物 汽油机的主要污染物是 CO NOx和 HC 燃用含铅汽油还会产生铅污染 发动机排气中另一种主要的污染物是二氧化碳 它是正常燃烧的主要产物 虽然二氧化碳 本身是无毒的 但它却是引起 温室效应 的主要成分 所以备受全球关注 从健康的角度讲 大剂量的一氧化碳可致人死亡 城市中必须将一氧化碳控制在一个较低的水平 主要污染物及危害主要污染物及危害 1 1 一氧化碳一氧化碳 COCO 一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物 主要是在局部缺氧或低温条件下 由于烃不能完全燃 烧而产生 混在内燃机废气中排出 当汽车负重过大 慢速行驶时或空挡运转时 燃料不能充 分燃烧 废气中一氧化碳含量会明显增加 一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息 性有毒气体 对空气的相对密度为 0 9670 它的溶解度很小 2 2 氮氧化合物氮氧化合物 NOxNOx NOx是 NO NO2等氮氧化物的总称 汽油机排气中的 NO2 浓度与 NO 的浓度相比可忽略不计 但在柴油机中 NO2 可占到排气中总 NOX 的 10 30 它刺激人眼粘膜 容易引起结膜炎 角膜 炎 严重时还会引起肺气肿 HC 对人眼及呼吸系统有刺激作用 对农作物也有害 3 3 碳氢化合物碳氢化合物 HCHC 汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源 对一般汽油发动机来说 约 60 的碳氢化合物来 自内燃机废气排放 20 25 来自曲轴箱的泄漏 其余的 15 20 来自燃料系统的蒸发 排气中 的 HC 和 NOx在一定的地理 温度 气象条件下 经强烈的阳光照射 会发生光化学反应 生成 以臭氧 O3 醛类为主的过氧化产物 称光化学烟雾 臭氧具有独特的臭味和很强的毒性 醛类对人眼及呼吸道有刺激作用 此外 它们还妨碍生物的正常生长 4 4 微粒微粒 排气中的微粒的主要成分是吸附物中有多种多环芳香烃 PAHs 具有不同的致癌作用 这种微粒由在燃烧时生成的含碳粒子 炭烟 及其表面上吸附的多种有机物组成 后者称有机 可溶成分 SOF 在所有有害成分中 CO HC 和 NOx以及微粒是主要的污染物 目前汽车的排放标准和净化 措施均旨在降低这几种污染物的含量 处理技术处理技术 1 1 燃油替代燃油替代 采用无铅汽油 以代替有铅汽油 可减少汽油尾气毒性物质的排放量 掺入添加剂 改变燃料成分 提升燃油品质等 比如添加千分之五左右的燃油伴侣 汽油中掺入 15 以下的甲醇燃料 或者采用含 10 水份的水 汽油燃料 都能在一定程度 上减少或者消除 CO NOx HC 和铅尘的污染效果 若采用 甲醇燃料 即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料 当甲醇占比例 30 40 汽车尾气排出的污染物可基本上消除 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 或采用纳米技术的润滑油添加剂 如铜爵机油伴侣等 加入到引擎的机油箱中 可节约发动机 燃油 5 左右 此外 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善 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 采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量 据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇 烧碱混合 然后去除其中的甘油 从而可获得 大豆柴油 用 大豆柴油 以 3 7 的比例掺入到普通柴油中 可供柴油汽车之用 它 可大大减少发动机工作时排放的硫化物 碳氢化合物 一氧化碳和烟尘 故誉作绿色燃料 采用多种燃料作为汽车燃料来源 随着科学技术的发展和计算机的广泛应用 确保环境保护法规的实施和节能措施 汽车中 可广泛使用新的配方汽油 电力 压缩的天然气体 太阳能以及生态燃料的蓄电池等等 然而 在这种汽车上装上电脑 不断在行驶中早先调拨组合 以使汽车发挥最佳性能 采用计算机控 制点火系统 以便对发动机的不同工况作出快速反应 可取得最佳 燃料经济性和发动机动力 性能 可减少尾气对大气的污染 节约能源 有利环境 大力推广车用乙醇汽油 根据有关专家指出 开发乙醇代替汽油 即节约能源 又可消化陈粮 使汽车排出的有害 汽体减少 是一项有利于保护环境和资源的新课题 2 2 内部调试内部调试 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度 1500 摄氏度 使 NOx 的生成量减少 改善喷油器的质量 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 HC 和煤烟 调整喷油泵的供油量 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 从而也可以减少 CO CH 和煤烟的生成 3 3 尾气净化尾气净化 即汽车尾气由原有毒气体 变成为无毒气体 再排放到大气中 从而可减少对大气环境的 污染 采用催化剂 将 CO 氧化成 CO2 HC 氧化成 CO2 和 H2O NOx 被还原成为 N2 等 采用的 催化剂有氧化锰 氧化铜 氧化铬 氧化镍 氧化铜等金属氧化物和白金属 铂 等贵 金属 它们都可以净化 CO HC 催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间 水洗 通过水箱 使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴 可将粘在碳 粒上的有毒物质 使碳粒子胀大而给予去除 4 4 内部净化内部净化 正曲轴箱通气系统的设计 把从气缸窜入曲轴箱的气体 主要是未燃气体 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 发动机上的 PCV 系统 就是发挥这样的作用 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 蒸发排放控制系统的设计 碳罐 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 5 5 加强管理加强管理 淘汰旧车 采取报废迎新 开发并采用多种燃料的新型汽车 这是今后汽车的发展方向 以氢为燃料的电池电动车 太阳能汽车 电动汽车 复式汽车 液化气汽车