汽车排放污染的控制技术毕业论文(编辑修改稿)内容摘要:

长。 随着汽车保有量的不断增长,城市的空气污染问题日益突出,汽车排放污染以成为各大城市污染的主来源之一。 发动机燃料燃烧后的排放物中有 H2O、 O HC、 CO CO、 H NOX、SO微粒物质等 ,我们把其中对人体有害和影响自然环境的成份称为污染物 ,主要有 CO CO、 NOX、 SO HC、浮游微粒物质等。 本文分析了汽车排放污染的危害、影响、控制技术 ,在环境污染因素中汽车排放污染日趋严重 ,全球环境恶化已经威胁到 人类的生存和社会的发展,环境问题已被公认为是当今社会所面临的最严重的挑战。 为了人民的健康,我国相继制定了排放法规,用以控制汽车污染物排放量。 我国同世界其它国家一样,环境污染问题已成为一个严重的社会问题。 其中欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准 ,目前国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准 . 第一章 汽车排放污染物及其危害 1 第一章 汽车排放污染物 及其 危害 汽车排放污染种类及来源 据研究表明 ,汽车排放物成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化物、二氧化碳、氮氧化物 ( NOX)和碳氢化合物( HC)。 此外还有铅尘和 烟尘等 污染物。 具体而言,汽车排放污染物的 主要来源是 : CO:矿物燃料燃烧后的一种副产物。 通常是因空气不足或其他原因造成不完全燃烧时所产生的一种无色、无味气体。 一般汽油机排放的一氧化碳比柴油机高。 CO2: 矿物燃料燃烧后的一种副产物。 是完全燃烧或 CO 在空气中氧化而来的。 HC:来自汽车燃油的不完全燃烧。 NOX: 主要是 NO 和 NO2 的混合物。 是空气中 N2 和 O2 在发动机燃烧室高温高压下反应的产物,压缩比越高,燃烧室的温度越高,生成量越大。 SOX(包括 SO2):汽油和柴油中的硫在发动机燃烧室中 氧化生成的产物。 b(铅 ):来自汽油中的四乙基铅。 汽车用的汽油中,通常加有四乙(基)铅或四甲(基)铅做抗暴剂,这些铅的 70﹪随尾气排入大气。 PM(颗粒物):颗粒物是由于进气不充分或燃烧温度过低造成燃烧不完全形成的。 排气中颗粒有三个来源:( 1)燃料液相燃烧不完全产生的碳烟颗粒。 (2)润滑油燃烧产生的积碳颗粒。 ( 3)燃料中硫生成的 SO SO2 和添加剂钙生成的 CaSO4 颗粒。 VOC(易挥发有机化合物):蒸发性气体,是许多不同种类的烃类构成的混合物,来自汽车燃油箱的汽油蒸发。 汽 车排放物对人体的危害 一氧化碳 (CO)与 人体血液中的血红素有很强的亲和力,使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。 当环境中 CO 的浓度超过 100 ppm(10010 6)时,人体就会产生头晕、乏力等不适感;随着 CO 浓度的增加,会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状;当 CO 浓度超过 600 ppm 时,短期内会引起窒息死亡。 汽车废气中排出多种氮氧化物 (NOx),其中一氧化氮 (NO)与人体血液中血红素的亲和第一章 汽车排放污染物及其危害 2 力比 CO 还强,两者结合后会产生与 CO 相似的症状,一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害,严重时至人于死地。 碳氢化合物 (HC)为燃油未经完全燃烧后排出的气体,具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯类物质又具有致癌作用。 臭氧 在阳光下极易发生光化学反应,形成以臭氧和以醛类为主的光化学烟雾。 当 O3达到一定浓度时,会令生物在短期内发生高温氧化而脱水死亡;醛类有机物带有毒性,对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用,严生的会导致中毒死亡。 二氧化硫 (SO2)为燃油中的硫燃烧后的生成物,人体吸入 SO2后,即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力,进一步会引起支气管炎、肺炎和心脏病等,严重的会导至人畜死亡。 SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成 亚硫酸烟雾,达到一定积聚量后便形成酸雨,使水土酸化,破坏林木、植物的生长。 故此,应尽量减少燃油中的含硫量。 铅为一种有毒的金属,它由燃油中的铅化物添加剂 (如四乙铅 )经高温燃烧后还原而成的铅微粒。 铅与血液中的血红素结合后,使血红素产生异变。 当血液中的铅含量达到一定的程度时,会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中,严重地破坏人体的神经系统和造血功能。 VOC:影响神经中枢系统:出现头晕、头痛、无力、胸闷 ;影响消化系统:出现食欲不振、恶心等。 汽车排放物对环境的危害 城市气温急剧升高 CO SO2这些气体被成为温室 气体,一旦进入空气中, 一方面可产生温室效应,促进气温升高。 另一方面破坏地球的保护层 — 臭氧层。 让阳关直接照射地球表面,加速气温升高。 地球气候不正常 NOX 生成的硝酸与氧化硫生成的硫酸等一起生成酸雨,造成土囊酸化,进而影响生态平衡。 第二章 汽车废气排放物的影响因素 3 第二章 汽车废气排放物的影响因素 汽车废气中 CO、 HC 和 NOX三种有害气体的影响因素比较多,主要为可燃混合气的空燃比,点火提前角、发动机的负荷和转速 、发动机温度 以及发动机的内部结构等。 可燃混合气空燃比的影响 空燃比 (A/F)对 CO、 HC 和 NOx 的影响见图 1。 在理论空燃 比附近, CO 曲线有一个拐点,当 A/F 减少时,可燃混合气过浓,燃油无法充分燃烧, CO 生成物便急剧增加;当 A/F 增大时,氧含量充足,燃油可以充分燃烧,使 CO 生成量减少,而且比较稳定。 图 1 空燃比对有害气体的影响 HC 曲线在 A/F 为 17~ 18 附近有一个拐点,此时废气中的 HC 含量最低。 除此之外, HC 的生成量都有所增加。 其原因是当 A/F 少于 17 时,混合气过浓,燃烧不彻底,当 A/F大于 18 时,混合气过稀,燃烧速度缓慢同样会出现燃烧不彻底现象, HC 都会增加。 NO 曲线在 A/F 为 15~ 16 附近有一个波峰,此时生成的 NO 量最多,除此之外,过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度,使 NO 的生成量都有所下降。 点火提前角的影响 点火提前角对 CO 的生成量影响不大,但对 HC 和 NOx 的影响较大,其结果分别见图 2 和图3。 第二章 汽车废气排放物的影响因素 4 图 2 点火提前角对 HC 的影响 图 3 点火提前角对 NOx 的影响 由图 2 和图 3 可看出,随着点火提前角的增大, HC 和 NOx 生成物都会急剧增加,其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关,当点火提前角增大到一定值后,由于燃烧时间过短,HC 和 NOx 生成量便有所下降。 当然,正确的调整点火正时是非常必要的,过迟的点火提前角会使发动机动力下降,油耗增大,工作不稳。 发动机转速和负荷的影响 由于 NOx 是高温燃烧时的生成物,当发动机的转速和负荷提高时,使气缸的燃烧温度升高, NOx 生成量随之增大, CO 和 HC 的生成量稍有增加,但影响较小。 碳微粒的影响因素主要有空燃比、发动机的温度、转速和负荷以及燃烧室的形状,燃油的雾化情况等。 空燃比过浓, 温度过低,均不利于燃油的雾化和燃烧,使碳微粒生成量增加;发动机转速和负荷增大,使燃烧温度提高,有利于完全燃烧,使碳微粒的生成量减少。 SO2和 Pb 微粒的生成主要与燃油中的含硫量和铅化合物的加入量有关。 因此,往往对燃油中的最大含硫量作了限制,推行使用无铅汽油。 发动机温度 发动机温度低供给的燃油雾化不良,进入 气 缸的混合气遇到冷壁而发生冷凝,所以需供给浓混合气。 结果由于空气量不足, CO 增加,但此时燃烧温度低,使 NOX 减少,而未燃烃 HC 增多。 若发动机温度过高,会引发起发动机过热而出现爆燃及早燃等故障,使燃烧 温度异常升高,从而导致 NOX 增加。 火花塞间隙及分电器触点的影响 第二章 汽车废气排放物的影响因素 5 使用经验表明,火花塞电极之间间隙大于最佳值,则 HC 排放量将增加 12%14%,对于四缸发动机,若一个火花塞不工作, HC 排放量将增加 倍。 分电器触点间隙过大或过小,对最佳点火提前角有明显影响,若间隙变化 将使点火提前角偏离 6176。 ,则HC 排放量可增加 3%。 第三章 汽油车废气污染物的控制和治理。
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