汽车尾气处理与净化技术

、汽车尾气处理与净化技术、安全1502李生相、汽车尾气主要成分与危害、尾气防治、汽车尾气净化器、家庭目录、汽车尾气主要成分与危害、汽车尾气污染是汽车尾气造成的环境污染。 主要污染物为烃、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、铅化合物、苯并芘和固体颗粒物等，可引起光化学烟雾等。 汽车可以说是水流的污染源。 在世界各国，汽车污染已不再是新话题。 20世纪50年代以来，事件在美国洛杉矶和日本的东京等城市多次发生，造成很多人死伤，造成很大的经济损失！ 伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学污染、主要成分是一氧化碳、氮氧化合物、醛、铅化合物、烃、一氧化碳、一氧化碳是烃燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧和低温条件下，由于烃不能完全燃烧而产生，混入内燃机的废气中排出。 汽车载重过大，低速行驶或空档运行时，燃料不能充分燃烧，废气中的一氧化碳含量显着增加。 一氧化碳是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，其溶解度小。 一氧化碳从呼吸器进入人体的血液，与血液中的血红蛋白Hb结合，输氧能力下降，听力因耳内耳蜗神经细胞缺氧而受损等，对人体产生反应。 吸入过量的一氧化碳会导致气喘、嘴唇变紫、呼吸困难、死亡。 研究表明，人对一氧化碳的耐受性相当高，健康人可在短时间内受到血液含量为20%-40%的一氧化碳浸润。 对人体无副作用的一氧化碳门槛尚未确定，但长期吸收一氧化碳是城市居民健康的潜在威胁。 氮氧化合物、氮氧化合物在内燃机气缸内的大部分气体中生成，氮氧化合物的排放量依赖于燃烧温度、时间和空燃比等因素。 氮氧化合物的生成原因主要是高温富氧环境，如燃烧室的碳蓄积等。 从燃烧过程看，95%以上的氮氧化物排放可能是一氧化氮，其馀为二氧化氮。 人被一氧化氮污染的事例尚未发现，二氧化氮是红褐色的呼吸道刺激性气体，气味阈值约为空气质量的1.5倍，对人体有很大影响。 由于在水中的溶解度低，不易被上呼吸道吸收，进入下呼吸道和肺部，引起支气管炎、肺水肿等疾病。 在浓度为9.4mg/m的空气中暴露10分钟，会导致呼吸系统不适。 对氮氧化合物世界卫生组织环境健康评价组，二氧化氮浓度0.94mg/m-3为短期暴露所致有害影响的最低水平，0.19-0.32mg/m-3最长为1小时，得出如果每月不出现2次以上不能确保公共健康的结论。 烃、汽车尾气中的烃来自三种排放源。 在一般的汽油发动机中，约60%的碳氢化合物从内燃机的废气中有20%-25%从曲轴箱(PCV系统)中漏出，其馀的15%-20%从燃料系统(碳罐)中蒸发出来。 甲烷为窒息性气体，嗅觉阈值为142.8mg，仅在高浓度时危害人体健康。 乙烯、丙烯、乙炔主要伤害植物，道旁树木不能正常生长。 苯为无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减轻、疲倦感、头晕、头痛、呕吐、失眠、粘膜出血等症状，引起血液变化，红细胞减少、贫血或白血病。 其嗅觉阈值为16.29mg，影响人体健康的阈值为34.8mg。 汽车尾气中也含有多环芳香族烃，含量低，但多环芳香族烃中含有大量致癌物质(例如苯并芘)，因此备受关注。HC和NOX在大气环境中暴露于强烈的太阳光紫外线后，发生复杂的光化学反应，生成新的污染物形成光化学烟雾，1952年12月在伦敦发生的光化学烟雾的4天内死亡人数比常年同期多约4000、45岁以上，是通常的约3倍、1岁以下的约2倍。 在事件发生的一周中，死于支气管炎、冠心病、肺结核、心脏衰弱的人，是事件前一周死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍、2.8倍。 醛、醛的烃类燃烧不完全，主要由内燃机废气排放的醛类成分见下表：名成分(% )，汽车废气排放的醛类以甲醛为主，占60%70%。 甲醛是一种刺激性气体，对眼睛有刺激性，也刺激呼吸道，嗅觉阈值为0.061.2mg，高浓度可引起咳嗽、胸痛、恶心、呕吐。 乙醛是一种低毒物质，具有高浓度麻醉作用。 丙烯醛为辛辣刺激性气体，对眼睛和呼吸机有强烈刺激，可引起支气管细胞障碍，嗅觉阈值为0.484.1mg。 含铅化合物、汽车尾气排出的含铅粒子大部分都是内燃机尾气排出的。 四乙铅作为防爆剂加入汽油中，一般汽油的铅含量在0.08%0.13%之间，四乙铅燃烧排出氧化铅。 铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。 铅抑制血红蛋白的合成代谢过程，也直接作用于成熟的红细胞。 通过呼吸系统进入人体的铅粒子，粒子大的人吸附在呼吸器的粘液上，能够混入痰中吐出的粒子小的人堆积在肺的深部组织，几乎被吸收。 铅在人体内各器官积累一定程度会对人的心脏、肺脏等造成损害，贫血、行为笨拙、智力低下、注意力不集中，严重的事情可能会引起不育症和高血压。 根据进入体内的方式，全体铅摄取量的60%会永久残留在体内，在成人血液中混入0.8mg以上称为铅中毒。 含铅汽油燃烧后，85%左右的铅会排放到大气中，引起铅污染。 铅氧化物不仅对人体有害，而且吸附在汽车尾气催化净化器的催化剂表面，给催化剂“毒”，显着缩短尾气催化净化装置的寿命，是汽车尾气催化净化装置应解决的课题之一。 20世纪50年代以来，汽车燃烧排放到大气中的铅达到数百万吨，被公认为全球污染。尾气防治、欧盟环保专家认为，减少汽车污染对城市环境危害的最有效途径是调整城市交通政策，大幅度减少私家车数量，优先发展公共汽车，倡导自行车交通，同时加快环保汽车的发展和普及，减少对化石燃料的依赖。加强宣传，控制数量的是许多大中城市，汽车数量实际上已经“超负荷”。 政府可以通过宏观调控方法提高汽车价格，适当减少汽车购买量，促进小型汽车制造企业转产，将汽车数量控制在生态平衡的允许范围内。 同时，公共汽车、地铁等公共交通工具得到迅速发展，必须倡导市民骑自行车、乘公共汽车和地铁的公务员更有身份，尽量使用公共交通工具，减少乘私家车，尽量减少汽车尾气排放。 直到21世纪初，世界上很多城市都禁止使用含铅汽油。 提高汽车尾气污染物排放标准，严格管理，不得使未达标的汽油流入市场。 先进的汽车尾气处理技术淘汰或改造不符合尾气标准的汽车。 定期清洗三元催化剂，维持汽车尾气净化性能。 推进以天然气为燃料的燃气汽车，改造燃气汽车，解决发动机动力性能下降、储气瓶占用空间大等问题。 绿色技术，废弃成宝，方案A:缸内燃料和空气被压缩，成为高温高压气体，燃烧后能量也很高。利用这些能源，可以转换成发动机的动力，节约燃料，减少废气排放量。 建议B:汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，尾气排放管中设置收集和转化装置，转化为工业原料硝酸和硫酸，收集量可能较少，但蓄积量较少，在减少对大气污染的同时回收资源。 加强环境保护重要性的宣传，提高人们的环境意识，使大众意识到公共交通工具，不买尾气排放不符合标准的汽车，绝对不买铅、低质量汽油。 加强宣传05、汽车尾气净化技术主要采用洁净燃烧技术(机内净化)和尾气净化技术(机外净化)两种方法，二是利用环保燃料减少汽车尾气中有害物质的排放。 目前国外使用的机内净化方法主要包括延迟点火法、尾气再循环装置、ECR、燃烧控制装置、CSS、清洁空气装置、CAP和低温等离子体技术。 机内净化只能减少有害气体的生成量，无法除去生成的有害气体，因此净化效率不高。 采用无铅汽油代替铅汽油，可以减少汽油废气毒性物质的排放量。 添加添加剂、改变燃料成分、提高燃料品质等，例如添加燃料合作伙伴的约五分之一。 在汽油中配合15%以下的甲醇燃料，或者采用含有10%水分的水汽油燃料，可以在一定程度上减少或消除conoxhc铅尘的污染效果。 如果采用“甲醇燃料”，则采用甲醇和其他酒精类与汽油混合的燃料。 甲醇占30%40%的话，汽车尾气排出的污染物几乎可以去除。 选择适当的润滑添加剂-机械摩擦改善剂。 油中添加一定量的石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂(比例为35% )，或者将采用纳米技术的润滑油添加剂，例如铜爵士油的合作伙伴等加入发动机的油箱中，可以节约5%左右的发动机燃料。 此外，采用上述固体润滑剂，大大改善了汽车发动机的气缸密封性能，增加了气缸压力，完全燃烧。 废气中的CO和烃的含量下降，减轻了对大气环境的污染。 采用绿色燃料也可以减少汽车尾气的有毒气体排放量。 在美国俄亥俄州的一个研究所，豆油和甲醇、烧碱混合，通过去除其中的甘油可以得到“大豆柴油”。 “大豆柴油”以3:7的比例混合到普通柴油中，可用于柴油车。 可大幅减少发动机工作时排放的硫化物、烃、一氧化碳、烟尘。 我们称之为绿色燃料。燃料替代，以多种燃料作为汽车燃料来源。 随着科技的发展和计算机的广泛应用，环保法规的实施和节能措施：汽车可以广泛应用新配方汽油、电力、压缩天然气、太阳能和生态燃料电池等。 但是，在这样的汽车上搭载电脑，在行驶中先调整组合，使汽车能够发挥最佳性能。 采用计算机控制点火系统，可迅速反应发动机的不同情况，获得最佳的燃料经济性和发动机动力性能，减少尾气对大气的污染。 节约能源，有利于环境，大力推广汽车酒精汽油。 有关专家表示，开发乙醇代替汽油，节约能源，消化陈米，减少汽车排放的有害蒸汽，是保护环境和资源的新课题。 也就是说，汽车尾气从原来的有毒气体变成无毒气体排放到大气中。 可以减少对大气环境的污染。 1 .催化剂：1，1 )三元催化剂三元催化剂对浓度从百万分之几到百分之百变化的CO、NOx、HC发挥净化作用，同时必须耐受在短时间内从低温上升到一般排气温度(400-500C )的冷热交换冲击。 因此，要求三元催化剂工作范围广，热稳定性高。三元催化净化的主要化学反应如下：废气净化、Rh对N2形成具有良好的活性和选择性，是三元催化的主要成分，Pt、Pd是去除CO和HC的有效金属。 通常，一个转换器用Pt0.9-2.3g、Rh0.18-0.3g、Pd使用量因厂家而有很大差异。 如图所示，空燃比对三元催化剂净化特性的影响，同时净化CO、HC、NOx的最佳空燃比A/F=14.6。 在A/F14.6即氧过剩的情况下，CO、HC的净化率高，在A/F14.6即富的情况下，NOx的净化率高。 为了同时维持三种污染物的净化率，A/F=14.6 -0.1 .三元催化剂的组成贵金属：三元催化剂中最重要的活性成分是Pt、Rh、Pd。 Pd对Pb、p、s中毒特别敏感，易于在还原气氛下烧结，与Rh合金生成降低Rh活性等原因，通常由Pt-Pd构成催化剂，Rh作为添加剂可以提高Pt的耐高温性能和寿命。 稀土氧化物：稀土资源丰富、廉价、耐中毒，国内对以稀土为主的复合金属氧化物进行了大量研究，主要是ABO3型稀土复合金属氧化物。 一种稀土氧化物对NOx的还原性差，低温活性差，易烧结，寿命短。 一般使用复合型稀土氧化物作为活性成分。 随着各种复合活性成分的添加和制备工艺的改进，稀土催化剂的性能得到了很大改善。 普通金属氧化物： CuO、MgO、TiO2、ZrO2、NeO2、Cr2O3等普通金属氧化物资源的丰富曾受到重视。 但是作为主催化剂使用，不宜热稳定性差、活性低、起火温度高、寿命短。 1991年国外发表了Cu-Cr作为三元催化剂的研究报告，除抗s性能差外，其他功能不如贵金属催化剂。 涂层和助剂：涂层通常-Al2O3比表面积大，表面吸附能力强。 添加稀土类元素、碱金属、碱土类金属，可以有效地抑制Al2O3的烧结和相变的发生。 CeO2、LaO3等稀土类氧化物显着提高贵金属催化剂的活性。 载体：最初采用的载体为球状活性-Al2O3，随着转化器的寿命和净化率要求的提高，一体型载体被广泛用于汽车尾气净化。 的双曲馀弦值。 根据基材的不同，分为陶瓷和金属两种。 多数陶瓷载体采用堇青石(2Al2O3-2MgO-5SiO2)，经冲压烧结后具有多条薄壁平行直径，比表面积大，耐热性能好，热膨胀系数低。 金属载体通常包括Ni-Cr等。 最近出现了以发泡金属为载体的催化剂。 催化剂材料以铂(Pt )、钯(Pd )、铑(Rh )和稀土元素为催化剂. 铂、钯为氧化反应催化剂，铑为还原反应催化剂，钯价格低于铂，性能接近铂。 因此，开发了高钯转换器，稀土元素具有储存氧的能力，在过渡的贫氧条件下释放氧，接近陶瓷载体，贵金属附着在稀土上。 稀土元素是氧化过程的催化剂，铂有助催化能力。 单一稀土与混合稀土的活性基本相等，难以分离单体稀土，费用高，博山清水泵用作催化剂时，主要使用混合稀土。 钙钛矿型稀土类复合氧化物具有很强的催化氧化性能，可以将有机化合物催化氧化成各种氧化状态，也可以催化氧化CO、SO2、NOx，使燃料混合气体进一步燃烧。 CO和O2化学吸附在催化剂表面，具有结合的取向，因此进行反应。 一些能量被载体的表面积吸收，CO分子内的原子间键程度降低，吸附分子内的原子间键不牢固，容易被其他原子(例如o )吸引，CO和O2立即发生化学反应。 三元催化转化器、三元催化转化器发挥净化发动机工作产生的废气的作用，它利用其元件中的钯铂铑三种元素，通过氧化法和氧化还原法过滤废气中的烃一氧化碳和氮氧化物等三种污染物，使废气的排放合理化三元催化转化器安装在汽车发动机的排气装置上，汽车尾气通过转化器的通道后，CO和HC在催化作用下与空气中的氧反应产生无害的水和二氧化碳