民营科技
2009年第7期12MYKJ 科技论坛
我国汽车工业的飞速发展在给人们带来便利的同时也带来了汽车尾气的污染，给人们的生活造成了一定的影响。

1汽车尾气的主要成分
汽车排放的尾气，除空气中的氮和氧以及燃烧产物、水蒸气为无害成分外，其余的都为有害成分。

主要污染物有一氧化碳（CO），碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO x）、铅（Pb）等有毒有害物质，这些污染物中本身就有很强的毒性，有的又通过相互作用形成二次污染。

2汽油机排气再循环
排气再循环（Exhause Gas Recirculation，EGR）是使发动机排出气体的一部分重新进入进气系统，引入不活性气体（主要是CO2）到燃烧室，增加燃烧室内气体的热容量，使最高燃烧温度下降，抑制NOx的生成。

研究表明，增加尾气再循环量可使NOx浓度降低，但过度的尾气再循环会引起火焰传播不稳定甚至断火，使发动机不能正常工作，造成功率下降，油耗和HC排放增加。

当EGR率超过15%～20%时，发动机的动力性和经济性将会很快恶化。

因此，必须将其限定在一定范围内。

根据研究引入进气管的尾气量一般在6%～13%之间变化
3汽油机的催化净化技术
3.1三效催化净化系统
三效催化器一般由催化剂（主要是贵金属）、助催化剂（CeO2等稀土氧化物）和载体γ-Al2O3组成。

稀土除以助催化剂的形式提高催化剂活性节约贵金属外，还可以提高Al2O3载耐热性能的作用。

三效催化剂是通过氧传感器把三效净化催化器的入口的空燃比控制在理论比附近，使三种有害成分（HC、NO和CO）同时减少。

也就是把HC氧化为H2O和CO2、CO氧化为CO2、NO还原为N2。

即由还原性成分的（HC、CO、H2）和氧化性成分（NO、O2）的化学反应产生无害成分（H2O、CO2、N2），因此三效催化氧化系统的还原性气体和氧化性气体的量的平衡是最重要的条件。

3.2氧化催化净化系统
氧化催化净化系是由排气总管、氧化催化转化器、二次空气系统、EGR系统组成。

其中许多贵金属（Pt、Pd、Rh、Rn）和金属氧化物（CO、Ni、Cu、Mn、Cr、Fe、Ti等的氧化物）对上述反应显示出较好的催化活性。

氧化催化净化系是排气后处理中使用氧化催化剂，经过催化作用使排气中的CO、HC、转化成无害成分CO2和H2O。

使用催化净化方法不能净化排气中的NOx，因此在使用氧化催化方法净化排气中的CO 和HC时，一般需要尾气再循环控制和减少NOx在机内的生成量。

3.3还原催化转化系统
还原催化转化系统也就是平时说的二元催化转化系统。

还原催化系统，是利用氧化铜、钌等金属作为催化剂，在较浓混合气时利用CO、HC将NO还原成N2、NH3等。

利用催化剂还原NOx的尾气系统，还原催化转化器应放在排气总管出口处是因为NOx的还原反应需要较高的温度。

尾气经还原催化转化器处理NOx后还要用氧化催化剂处理CO、HC，所以还原催化系又称为二元催化系。

再还原催化系中，利用排气中的CO、HC和H2等作为还原剂使NOx还原。

由于二元催化系系统结构复杂，而且使用浓混和气使燃油耗增加，近年来已被三元催化系取代。

4柴油机排气的催化净化技术
柴油机排气的有害成分有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒、臭味等。

由于柴油机使用的混和气的平均空燃比较理论空燃比大，故其CO 及HC排放明显低于汽油机；但柴油机NOx、颗粒物及有令人讨厌的气体排放却十分突出，特别是颗粒物的排量远高于汽油机。

4.1NOx的还原催化技术
在柴油机中一般选择尿素的水溶液作为还原剂，利用NH3与NOx 的反应后生成N2和H2O净化排气中的NOx。

在有催化剂条件下，NH3与NOx反应的工作温度为200～400℃。

目前，研究开发中的柴油机NOx后处理方法有选择性非催化还原SNCR（Sekective Noncatalytic Reduction）、选择性催化还原SCR（Se－lective Catalytic Reduction）、非选择性还原NSCR（NonSelection Catalytic Reduction）和吸附还原催化剂四种。

4.2氧化催化技术
柴油机用氧化催化剂与汽油机的基本相同，可用Pt等贵金属。

氧化催化剂（Oxidizing Catalyst）的作用是促进排气中的PM、HC和CO 发生催化反应，被氧化为水和二氧化碳排出。

但因柴油机排气温度低，微粒中的碳烟难以氧化，氧化催化剂主要用于转化可溶性有机组分SOF，达到微粒排放降低的效果。

同时也可使HC和CO排放进一步降低，还可以净化其他有害成分（如乙醛等）以及减轻柴油机排气臭味。

4.3颗粒物的净化技术
柴油机颗粒物的净化技术主要有氧化催化技术、过滤净化技术、颗粒收集或捕集技术以及过滤器并用技术。

其中最有效的方法是各种过滤器。

颗粒过滤器的原理是先用过滤装置过滤废气中的颗粒物质，当过滤器收集的颗粒物太多影响柴油机工作时，然后采取更换过滤器或对收集的颗粒采取净化技术。

4.4四效催化器
对于柴油机来说最好能在排气系统中同时除去CO、HC、PM和NOx，即所谓的四效催化器（four-way catalyst）的后处理装置。

像在三效催化器中CO、HC和NO互为催化剂和还原剂那样，四效催化器能使微粒和NOx互为氧化剂和还原剂，并在同一催化床上同时除去CO、HC、PM和NOx。

具备这一功能的后处理装置是一种理想的柴油机排气净化技术。

结束语
我国汽车工业的飞速发展在给人们带来便利的同时也带来了汽车尾气的污染，给人们的生活造成了一定的影响。

随着尾气排放标准的不断提高，我国尾气排放的治理存在着一定的难度，我国尾气的治理水平与西方发达国家相比，也存在很大的差距，但在“难度”和“差距”面前，我国也面临着很多的机遇。

参考文献
[1]王建昕，傅立新，黎维彬.汽车排气污染治理及催化转化器[M].北京：
化学工业出版社，2000.
[2]李兴虎.汽车环境保护技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.
[3]马良.汽车环保与节能[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，2002：114-
116.
汽车尾气净化技术浅谈
李绍勤张耀宗
（武警安徽总队六安市支队，安徽六安237000）
摘要：汽车尾气污染已日益成为大气的一个重要污染源，汽车尾气的治理自然也成了整个社会关注的焦点。

分析了汽车尾气的主要成分，综述了汽油机和柴油的尾气净化技术。

关键词：汽车尾气；净化；污染
作者简介：李绍勤，男，安徽安庆人，硕士，武警安徽总队后勤部运输处助理。