汽车尾气控制方法研究综述由于汽车运行严重的分散性和流动性, 因而也给净化处理技术带来一定的限制。
除了开发在机内净化技术外, 还要大力开发机外净化处理技术。
一是控制技术, 主要是提高燃油的燃烧率, 安装防污染处理设备和采取开发新型发动机; 二是行政管理手段, 采取报废更新, 淘汰旧车, 开发新型的汽车( 即无污染物排放的机动车) , 从控制燃料使用标准入手。
一、汽车燃油的改用1、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。
首先应抓汽车油的改用。
以无铅汽油代替四乙基铅汽油。
这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂,它不仅不铅,而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。
目前,我国为了减少汽车尾气排放量,改善城区大气环境质量,国家规定从1999年7月1日起在全国范围内根本上使用含铅汽油。
2000年7月1日起,市场根本上出售有铅汽油。
因有铅汽油中,它加入了一种抗爆剂――四乙基铅,它具有很高的挥发性,甚至在0摄氏度时就开始挥发,而挥发出的铅粉末,以蒸气及烟的动工存在空气中。
但铅的污染程度与交通密度(每小时通过的车辆数)以及汽油中铅的含量有密切关系。
虽然我国城市的交通密度比发达国家的密度低,但有铅汽油燃烧带来的铅的污染程度不可忽视。
因铅是一种蓄积毒物,它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。
对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及贤脏等。
诸如对血管系统、生殖系统以及癌症等毒性作用也可能发生。
2、掺入添加剂, 改变燃料成分。
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。
3、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, 加入到引擎的机油箱中, 可节约发动机燃油5%左右。
4、采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。
用“植物柴油”, 按照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。
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“大豆些油”。
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。
故誉作绿色染料。
5、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。
6、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。
如果按照1∶9的乙醇汽油配比,用20万吨乙醇,可配出约200万吨的乙醇汽油,200万吨的乙醇只消耗粮食70万吨。
因此,发展、开发使用专用乙醇汽油可解决储存粮食的转化问题,又可以在一定的程度上代替汽油,缓解我国原油供应的紧张状况。
因乙醇是一种小麦、玉米等原料生产的变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽车燃料,已经列入“十五”发展计划,它与纯汽油比较,汽车尾气中一氧化碳量可降低1/3左右,碳氢化合物降低13.4%。
此计划推广使用,将对改善城市大气污染,保障人民健康起到重要作用。
二、汽车发动机内部的调试1、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。
2 、改善喷嘴质量控制燃烧条件改善喷油器的质量, 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。
三、发动机内部净化处理措施1、正曲轴箱通气系统的设计把从汽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。
2、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。
3、蒸发排放控制系统的设计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。
四、发动机外部尾气净化发动机外部尾气净化措施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。
1、采用催化剂目前比较有效的是在汽车尾气排放口安装催化净化器来减少污染物的排放,催化净化器有氧化净化器和三元催化净化器,应根据当地污染物组分来选择合适的催化器。
如当地污染组份主要为CO,则加装氧化净化器就非常有效,同时可减少CH的排放。
如果已有产生光化学烟雾的先兆,那就必须采用三元催化净化器来控制HC、NOx、CO。
目前世界汽车尾气催化剂市场上主要采用三元催化剂(TWC)进行催化转化。
将CO 氧化成CO2, HC 氧化成CO2 和H2O, NOx 被还原成为N2 等。
2、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, 可粘住碳粒上的有毒物质, 使碳粒子胀大而给予去除。
图3.13.5加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染1、车辆保养、交通环境工程措施淘汰旧车,采取报废迎新,严格执行国家质量技术标准,控制燃油标准按国家规定,不合质量的燃油不能使用,市场上不准出售低劣的燃油。
正确使用、保养,加强道路建设与交通管理是减少汽车排放污染的重要措施。
为了避免尾气排放不达标的新增汽车进入城市,定期对汽车销售市场出售的汽车进行抽检,杜绝尾气排放超标的汽车销售,将尾气污染消除在萌芽状态。
通过对路面行驶车辆的监控,筛选出超标车辆,督促超标车主对车辆进行维修治理,使车辆尾气排放达标,从而起到控制汽车污染排放的目的。
合理的交通状况和车速会使燃烧更充分,从而减少有害气体的产生。
汽车在高速行驶时燃烧状况最好,污染物的排放也较少,而在怠速时污染物排放水平最高。
在我国大多数城市,堵车是司空见惯的事。
加强道路建设和交通管理、合理的城市规划、加快车辆的行使速度、减少堵车时间,是减少排放污染的重要措施。
同时,加强道路绿化建设,也是减轻环境污染的有效途径。
加速城市道路建设,改变人、车混行状况,加宽路面以提高车速,减少车辆在道路上行驶时间,同时应提高人行道树绿化程度,以过滤汽车尾气和道路尘埃减轻环境污染。
2、实行车辆分流行驶城市人口稠密区域,交通密度高,汽车尾气的排放在某一时间又比较集中,故会引起该地区域在某一时间内,大气污染的程度会急剧增加,造成危害人类的健康。
这时可采取汽车分流行驶。
一方面可解决交通堵塞、乘车难;另外还可使该局部区域大气环境污染程度有所减少,更好地贯彻大气环境质量标准的执行。
3、开辟地铁,施行电力牵引行驶尤其在大城市人口稠密的地区,开辟地下通道,同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。
4、今后现代化的城镇建设,还应考虑自身的循环、多功能的结构形式合理设计城市居民的日常生活完全以步代车,汽车只用在城外,城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。
加强和提高人们对保护环境的意识,从自已做起。
结束语汽车作为最大的流动污染源,随着其数量的不断增加,其污染将会越来越重,汽车尾气控制和治理已成为世界重要课题。
我国这方面起步较晚,许多控制技术处于探索和试用阶段,但正努力与国际接轨。
我国自1998年在部分大中城市开始尾气治理,从2000年1月开始在全国范围内禁止生产含铅汽油,从2004年开始实行欧II 标准,并从2008年7月开始执行欧Ⅲ标准。
经过这些年的努力,目前我国汽车废气排放量已降低到欧洲80年代中后期水平,这与我国政府坚决执行的尾气治理政策密不可分。
但要与国际排放控制水平接轨,要走的路还很长。
从我国的实际出发,防治和减少汽车尾气污染是一个复杂的技术问题和广泛的社会问题,要加快汽车尾气治理进程,就必须以法律和行政手段为主、以经济和宣传为辅、以技术进步为基础,实行多种手段的相互配合、综合运用,才能事半功倍。
它需要从提高燃油质量、尾气治理、定期保养和维修、研制新型发动机、有针对性地进行燃油替代物及其相关方面的研究和开发、完善相关政策等诸多方面综合考虑,全面治理。
各地区、各城市应结合自身的实际情况,选择合适的控制对策,走综合治理的道路。
汽车的发明在很大程度上改善了人们的生活质量,从19世纪至今短短100多年的时间,汽车产业得到迅猛发展。
目前全世界汽车的保有量已达9亿多,预计到2010年将达到10亿。
然而汽车在大力促进生产力发展,为人们出行提供极大方便的同时,其排放的尾气给大气环境造成了严重的污染。
汽车排放的尾气,除CO 、水蒸汽为无害成份外,其余如CO、HC、NOx、烟尘微粒等均为有害成份。
其最主要的危害是形成光化学烟雾,刺激人的眼睛,引起红眼病;刺激鼻,咽喉气管和肺部,引起慢性呼吸系统疾病;还能使树木枯死,农作物大量减产,降低大气的能见度,妨碍交通。
尾气中的一氧化碳能削弱血液对人体组织的供氧量,从而引起头痛等症状,重者窒息死亡。
尾气中的氮氧化合物进入肺泡后能引起肺气肿;尾气中还含有致癌的多环芳烃。
1 尾气污染治理主要对策1.1 法律政策监督管理行政管理是减少和消除汽车尾气污染至关重要的手段。
世界上很多国家为控制汽车污染而采取了相应的措施。
如美国出台了强制性汽车燃油效率政策,对于每一辆机动车,如果生产商没有达到平均燃油消耗的标准,将会被处以罚款,购买者也将会受到处罚。
日本政府针对不同重量级汽车的燃油经济性目标,制定了一系列燃油经济性标准。
这些措施为我国采取相应的政策提供了有益的借鉴。
我国政府早在80年代就开始进行汽车尾气污染的防治工作,1987年颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》,规定了机动车排放的污染物不能超过国家标准规定的限值,1990年国家环保总局、交通部、公安部等六部委联合发布了《汽车排气污染监督管理办法》;国家环保总局、交通部门等联合发布了《防治汽车、摩托车排气污染的技术政策》。
到20世纪末,我国已颁布了17项国家机动车污染物排放标准。
加入世贸组织后,我国的汽车与国际接轨,在限制污染物排放方面要求更加严格,逐步强化了新车准入制度。
2004年全国全面实行“欧II” 标准,对不符合“欧II”标准的新车采取“三不” 措施:不准出厂,不准销售,不准上牌。
2008 年开始执行欧III标准。
目前,政府在严格执行车辆强制报废制度的同时,一直在优先发展公共交通,如修建地铁、开辟公交专用线和近郊旅游专线,使公共交通更加快捷、便宜和便利,鼓励市民骑自行车或者乘坐公共交通工具出行,实行汽车单双号上路规定等。