大气污染控制工程-11城市机动车污染控制解析

IIII第十一章

城市机动车污染控制EmissioncontrolofInternalCoitfbustiWJi

主要内容》1・城市交通趋势及影响》2・汽油发动机污染物的形成与控制》3•柴油发动机污染物的形成与控制》4・新型技术第一节城市交通趋势及影响一、世界机动车增长趋势□i丨ii111111iII11I111111111111111111111111111111111111111111111111111□1030103510401B4516501955198010851B7D107S10BD1SB51Q501B05二、中国城市机动车污染现状随着经济快速发展，我国汽车保有量连年高速增长汽车单车排放因子高机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高严重影响城市大气环境质量三、中国机动车保有量增长情况＞近10年来，机动车保有量迅速增加，平均增长速度约14%重点大城市保有量增长更快，北京市平均增长速度超过20%机动车收入弹性系数研究表明：收入增长1%,机动车保有量增长1.02%〜1.94%我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时期内保持迅速增加数量/I数量/I『辆00数量/I数量/I『辆002O4O6O00OOOOOOOOOO

O二

O

O1985198719891991199319951997$中美机动车排放因子比较污染物轿车轻型汽油车重型汽油车HC7.249.6413.17北京CO72.3745.19195.55NOx1.842.844.5HC1.862.246.74美国CO14.0317.772.97NOx1.021.143.29

五、北京市机动车排放污染分担率污染物年份排放量亦排放分担率/%浓度分担率/%城区中心区co1995年107.576.876.586.31998年129.082.784.189.5NOX1995年9.3840.268.4721998年11.542.972.873.6

汽车污染物产生来源▼汽车污染物产生来源▼第二节汽油发动机污染物的形成与控制

一、汽油机工作原理2、发动机气缸(总容积、压缩比尸(Vc+Vd)/Vc汽油机£=6-10,而柴油机尸16〜24

,燃烧室容积）23、实际燃烧过程尾气管排放物》Lead》Hydrocarbons\CarbonMonoxide$OxidesofNitrogen》CarbonDioxide》Particutates»Otherpollutants»WaterVaporAmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology二、燃烧过程中污染物的形成1、coA空气过剩系数小于1A局部不均匀A残余HC汽油(CgH")理论空燃比:约14.7Air■FuelRatio2、HC:A不完全燃烧A壁面淬熄A油膜吸附活塞淬熄层::未完全燃烧混合气未燃烧混合气间隙淬灭3、NOX:A热力型NOA瞬时NOA燃料型NO1.0 1.4 1.8过剩空气系数3o2oNewCarsAreCleaner

andMoreEfficient+100%-85%-85%Percentchangecomparedtonewcarsofthe1970ModelYear

传统化油器汽车排放性能的劣化HCemissionsofLDGV5(曰<8)JOtEHU-2SS-UIH5

o.25y二0.0114X+0.6433r2二0.174820 4060AccumulatedMi.1eage(104km)三、主要控制技术»鷲器黑铅汽油（°・°13g/L）,低硫汽油和柴油（l200ppm但油耗鎰捫环ZR）：20%循环,降低g约60%,》机内控制：发动机设计表面积/容积越小越好；电子控制技术；多气门技术》机外控制技术：热反应器，催化反应器（氧化，还原“三效）HCHC体积分数/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1HCHC体积分数/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1NO*NO*体积分数/10_6NO*NO*体积分数/10_6OOOOOO-60017mm50N・ma==110。一5。20。(CABTDC)柠 Loi 264205c0UOHel5c0UOHel电控燃油喷射系统—201化油器•—汽油喷射NOX体积分数/IO淹丿WW(EGR)oo2Oo34oooooo2o46oooo与无再循环燃料消耗率比值•—■—oobbo6ocO2 4 6 00_____0・0ro1*潴時味ttHS三效催化净化技术(TWC)》同时净化3种污染物:CO,HC5N0x》只能在很窄的空燃比窗口工作：闭环电控燃油喷射技术13 14 |15 1614.7空燃比5OO517三效催化净化技术(TWC)(续)》主要使用贵金属+陶瓷载体,Pt,Rh,Pd》寿命要求80000〜160000km,防中毒很关键碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物氮气、二氧碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物氮气、二氧化碳、水壳体减振密封垫陶瓷载体及催化剂IIIIII曲轴箱通风阀五、燃油蒸发排放控制空滤器来1•吸附罐;厶净化控制阀,3•压力平衡阀进气管$化油器沖■汽油箱▼a第三节柴油发动机污染物的形成与控制一、汽油，柴油发动机的区别》汽油发动机燃烧为预混火焰，柴油为扩散火焰》柴油发动机压缩比高，热效率高30%〜50%》柴油发动机以喷油雾化方式燃烧,产生碳烟较多》柴油车经济性好,马力大》汽油车加速性好，正在开发缸内直喷发动机技术轻质炷气体轻质炷气体一-复杂途径 ＞碳粒轻质炷气体轻质炷气体一-复杂途径 ＞碳粒二、汽油，柴油发动机排放浓度对比SOn/%燃油汽油机柴油机0.5-2.50.05-0.352000-5000200-10002500-4000700-20000.008<0.020.005-0.050,10-0.30排放成分CO/%HC/10-6Nox/106重质炷液滴一-直接脱氢碳化_-碳粒气相碳烟生成途径 、聚结成块(Agglomeration) 温度] —〜1000K碳氢燃料 —凝集芳香族聚乙烘碳烟排放/g・m・3NOx，HC，CO排放的体积分数/10・65 0 5四、柴油车行驶工况与排放》1.C0总是很低约0.1%》2.减速,怠速时HC相对较高，浓度约为400ppm此时NO*较低，约为30〜70ppm》3.加速,定速时NO*高，浓度约为:NOX:800〜2500ppm此时HC:90〜200ppm》4.加速时碳烟最高，约为0.30g/m3

增压柴油机排放和燃油消耗率一改进发动机控制污染物排放somsom/鏗耍4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.() 7.5 8.0NO/g-kW^'-h微粒质量浓度的变化/%微粒质量浓度的变化/%微粒质量浓度的变化/%微粒质量浓度的变化/%—專山^n^ffi^^颗粒捕集器—排气后处理技术陶瓷塞 壁第四节新型技术

一、最新控制技术》冷启动排放控制X催化剂需要一定的起燃温度才正常工作X催化剂需要一定的起燃温度