汽油中硫成份对汽车排放的影响

1、汽油中硫成份对汽车排放的影响刘洪 马亚琴（东风本田发动机有限公司）【摘要】 本文阐述了汽油中硫成份对汽车排放的影响，根据试验数据具体分析了配置不同排放控制技术的汽车的排放污染物与汽油中硫浓度的变化关系。关键词：汽油 汽车 排放Effect of Sulfur in Gasoline on Exhaust EmissionAbstract: This paper is about the effect of sulfur in gasoline on exhaust emission. The relationships between the emissions of the automobi

2、les with different cleaning control systems and the sulfur concentration in gasoline are analyzed through test data.Key Words: Gasoline, Sulfur, Exhaust Emission一 引言汽车的面世在为人类提供方便、快捷的交通方式的同时，也对人类赖以生存的大气环境带来危害。为此，世界各国相继制定了汽车排放法规，并不断加严标准限值，以控制汽车排放污染物。随着排放法规的不断严格，为了降低汽车排放污染，世界各汽车开发制造公司，一方面改进发动机设计，提高发动机燃

3、烧效率，减少发动机CO2排放和有害排放；另一方面，不断研制和改进汽车排放净化装置，以减少整车排放污染物。与此同时，发动机技术的提高、排放净化装置的正常工作，也对汽油品质提出越来越高的要求，特别是汽油中硫成份将会使催化转化器和氧传感器因发生硫中毒而失效，导致排放控制系统的无法正常工作。二、汽油品质的发展趋势众所周知，汽油的品质与车辆的排放和汽油消耗有着十分密切的关系。在世界范围内，为了不断满足汽车技术低污染的发展方向，车用汽油正朝着低硫甚至无硫、低烯烃的方向发展。1、国外汽油品质的发展状况以欧洲联盟为例，早在1975年就公布了一项专门针对汽油含硫量的技术指令75/716/EEC，之后，根据发展的

4、需要，对该指令进行了多次修订。在1998年颁布的98/70/EC指令中，详细规定了欧洲联盟汽油各项指标，例如硫含量限值为150ppm，苯含量限值为1%，芳香烃含量限值为42%等，该规定从2000年1月1日起实施。同时，98/70/EC还规定了2005年1月1日后的汽油指标，要求硫含量限值为50ppm，芳香烃含量限值为35%等。2001年5月11日，考虑到进一步强化环境保护的需要，欧洲联盟委员会向议会及理事会提交了一份提案，主要内容包括：（1）最迟在2005年1月1日，欧洲联盟开始强制推广使用无硫汽油（指硫含量小于10ppm），原98/70/EC中规定的硫含量限值为50ppm的汽油可以以足够的数

5、量和合理的分布在市场上流通，以保证欧阶段车辆的生产和流通；（2）从2010年1月1日起，欧洲联盟在市场上完全使用无硫汽油，同时使用更先进的车辆汽油经济性技术，抵消因使用无硫汽油导致的CO2排放量增加这一副作用。2、我国汽油品质的发展现状近几年来，为了适应环保的要求，我国的汽油标准也进行了重大调整。在全面实施车用汽油无铅化的同时，进一步改善汽油组成性质。目前，我国汽油品质仍与国际相差较远（如表1所示），存在的主要问题有：硫和烯烃含量高、芳烃含量相对较低，蒸汽压偏高，含氧化物低，辛烷值分布差。国内在提高汽油品质方面，大致采用两条途径：一是改进工艺，优化配方；二是添加燃料清净剂。催化裂化是我国重油深

6、度加工的主要手段，而催化裂化汽油是烯烃和硫的主要来源。为降低催化裂化汽油硫含量，一般采用催化裂化原料加氢预处理和催化裂化汽油选择性脱硫两种方法。国外汽油清净剂的开发和应用要追溯到二十世纪50年代初期，至今经历了四代产品。目前普遍使用的是90年代开发出来的第三代产品，它不仅可以保持喷嘴的清净性，而且可以控制进气阀沉积物的形成。第四代产品主要是防止并清除燃烧室里形成的沉积物，目前正处于研发阶段。表1 国内外汽油标准主要理化指标对比项目GB17930世界规范类汽油EN228-1999欧盟2005年CARB第阶段1996年CARB第阶段2000年硫含量/ppm800无硫1505040140170烯烃含

7、量/v%35.010.021.018.06.06.010.0芳烃含量/v%40.035.042.035.025.025.0苯含量/v%2.51.01.01.01.01.0三、硫成份对排放的影响随着环保的要求，国内汽油标准不断加严，已经全面实施了车用汽油的无铅化，但是汽油品质与国外发达国家的标准相比，还存在很大的差距。由于国内汽油主要采用催化裂化工艺，硫含量较国外发达国家高出许多，汽油无铅化进程的顺利完成，也促使降低汽油中硫含量这一课题在汽车排污控制任务中的地位显得尤为重要。针对中国汽油质量与西方发达国家存在的差异，我们在引进产品技术、进行产品研制过程中，特别就汽油中硫成份对尾气排放的影响进行了

8、试验论证。1、试验车辆试验选用同一品牌、配置不同排放控制系统、分别满足Tier1、LEV和ULEV排放标准的三个级别车辆（以下简称这三个试验车为Tier1、LEV和ULEV），按照规定的试验程序，对这三个级别试验车辆在不同硫浓度下的CO、HC和NOX的排放量进行测量。2、试验结果Tier1、LEV和ULEV这三个级别试验车辆，在不同硫浓度下的CO、HC和NOX的排放量如图1、2、3所示。如试验结果所示，当汽油中硫浓度达到800ppm时，Tier1仍可以满足Tier1类车辆排放标准三种组份限值的要求；LEV未满足LEV类车辆排放标准中HC和NOX限值的要求；ULEV未满足ULEV类车辆排放标准三

9、种组份限值的要求。3、结果分析如图1、2、3所示，当汽油中硫浓度较低（小于500ppm）时，Tier1、LEV和ULEV都可以满足所对应的排放法规的要求。随着汽油中硫浓度的升高，三个级别的试验车CO、HC和NOX的排放量都有所升高。图4、5、6所示为Tier1、LEV和ULEV的CO、HC和NOX的排放量增长率随汽油中硫浓度的变化情况。如图所示，Tier1的 HC和NOX排放增长率在高硫浓度时最低，CO排放增长率比LEV的高；ULEV的CO、HC和NOX排放增长率在高硫浓度时最高。由此说明，Tier1的排放量受汽油中硫浓度的影响最弱，ULEV试验车辆受汽油中硫浓度的影响最强。Tier1、LEV和ULEV三个级别车辆，因满足不同的排放标准采用了不同的排放控制系统，从以上试验结果可以看出，符合排放标准越高的车辆，其排放量与汽油中硫浓度的关系越密切，换言之，车辆所采用的排放控制系统越先进，其对汽油中硫浓度就越敏感，受到的影响就越大。四、结论1、 迄今为止所采用的汽车排放控制技术还无法避免汽油中硫成份的不良影响。2、 随着汽油中硫含量的增加，排放污染物的含量增加，但是增加程度因所采用的排放控制系统的不同而不同。采用排放控制技术越先进的车辆，对汽油中硫成份越敏感。3、