汽车尾气排放的危害及控制措施

汽车尾气排放的危害及控制措施内容摘要：

内燃烧。 有开式、屏蔽式和闭式 3 种形式。 采用新的动力源 (1) 电动汽车 电动汽车是指以电能为动力的汽车，无需再用内燃机，因此电动汽车电动机相当于原第 4 章 汽车尾气排放的控制措施 10 来的发动机，蓄电池相当于原来的邮箱。 由于电能是二次能源，它可以来源于风能、水能、核能、热能、太阳能等多种方式，所以电动汽车是非常有发展前景的替代能源汽车。 (2) 氢动力车 全球能源消耗量不断增加，能源供应日益紧张，新型能源开发受到高度重视。 氢气是最有希望的新型能源之一。 氢气燃烧不产生有害气体同时氢的热值又高，从环保 角度考虑，氢燃料发动机为汽车动力是非常理想的。 有关资料显示，上海与高校合作，开发了氢气动力汽车，并建立全国第一氢气加气站。 (3) 天然气汽车（ CNG） 目前天然气汽车是世界公认的“清洁燃料”，收到越来越多国家的重视，现在大部分 城市的公交车和出租车都是天然气汽车，就连很多私家也是天然气汽车。 所以发展前景十分好。 推行代用燃料 (1) 丙烷 目前最普通的替代燃料的丙烷。 只需要对现有的汽油机燃料系统加以改善，就能使用这种燃料。 汽车排放物会减少很多，但是 NOX的排放量会高于一般的汽油机。 而且会影响 汽车的动力性能，所以，它不是最理想的替代能源。 (2) 甲烷 甲烷的提取较为方便，可以冲煤炭、天然气和植物中提炼出来。 使用甲烷的反动机和汽油机相似，而且 HC的含量较少。 另外，甲烷发动机比汽油机排出的二氧化碳少 25%，有利于减轻温室效应。 但甲烷会侵蚀铝、锡和塑料等，可能会影响发动机。 (3) 氢气 氢气可以通过水解来制取，燃烧后会产生水，可以说是一种不会枯竭的、最干净的能源。 然而，制取氢气必须消耗大量的电能，而且氢气易燃易爆、密度很小，必须加压降温置于 5000Kpa、 253摄氏度的容器内才能供汽车使用。 为了行驶相同的里程，氢气的价格是汽油的 28倍，所以氢气汽车还远没有达到实用的阶段。 (4) 蓄电池 电动汽车是一种没有污染的交通工具。 然而贮存电能的介质能量密度都很低， 90%电动汽车使用铅酸电池。 其单位容积的贮存量只有汽油的 %，按单位质量算只有 %。 电动车的续驶里程远远落后于传统汽车，这一致命缺点使得电动汽车无法普及。 (5) 燃料电池 用燃料电池取代传统的化学电池或许能改变电动汽车的发展前景。 燃料电池中的氢和氧在 80～ 90摄氏度的温度下反应产生电能，生产的废气物就是普通的水，不会污染环境。 与氢气 车相比，燃料电池面临的挑战在于氢气的制取和贮存。 综上所述，汽车的替代能源还处于开发阶段，汽油和柴油仍然是当前的主要燃料。 改善发动机的燃烧特性，成为节约能源和减少排放污染物的主攻方向 [10]。 第 4 章 汽车尾气排放的控制措施 11 其他相关措施 (1) 加大对机动车排气污染定期检测 凡年检车辆必须上线检测，坚决杜绝车辆虚检过关行为。 凡上线检测不合格的车辆一律退线，不得进行安全性能检验。 同时，还将严查营运车辆冒黑烟现象，凡发现各种类公交、客运、货运车辆冒黑烟的一律叫停，经治理合格，方可上路行驶。 对上路行驶超标排放车辆进行严处，凡路（抽 ）检不合格的车辆，一律当场处罚，并责令限期治理，逾期不治理的按罚款处理。 (2) 加快淘汰高污染、高排放的黄标车 尾气中心将按车辆使用年限，对机动车在一个定期检验周期内，排气污染连续 3 次检测不合格的，联合公安交警予以强制报废，并对查处的严重超标和冒黑烟车辆，在媒体上予以公开曝光。 (3) 建立奖励举报机制 动员社会力量积极举报黑尾车，经查属实有奖，令黑尾车无处可逃。 同时严把年审官，对尾气不达标车辆限制期整改甚至不予年审 [11]。 本章小结 世界各大汽车公司和科研机构已投入大量的经费研究汽车排 放控制技术 ,提出了许多新的思路与方法 ,如 EGR、清洁燃料和混合动力等 ,从不同角度来解决汽车的动力性、经济性和有害气体的排放问题 ,并取得了一定的成果 ,但还存在着许多问题。 研究并掌握汽车排放控制的最新技术并加以应用 ,力求把有害气体排放降到较低的程度 ,并使燃料经济性适当提高 ,具有良好的发展前景。 另外，也呼吁人们，保护环境要从自我做起，出行尽量旋转比较低碳的方式。 第 5 章 汽车尾气净化处理技术 12 第 5 章 汽车尾气净化处理技术 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 ,它不仅不含铅 ,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。 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、神经系统以及肾脏等。 诸如对血管系统、生殖系统、致癌、致畸等毒性作用也可能发生 [12]。 (2) 掺入添加剂 ,改变燃料成份 汽油中掺入 15%以下的甲醇燃料 ,或采用含 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。 若采用“甲醇燃 料” ,即采用甲醇和其他醇类同汽油混合所制成的燃料。 当甲醇占比例 30% ～ 40% ,汽车尾气排出的污染物可基本上消除。 (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 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“大豆柴油”。 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 ,故誉作绿色燃料。 (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。 采用计算机控制点火系统 ,以便对发动机的不同状况 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。 改进现有汽车发动机的结构和性能，减少尾气污染 (1) 是改进汽车发动机燃烧工作过程，即机内净化。 如电子控制汽油直接喷射、设计各种高效燃烧系统、设计低流阻进道和可变进气系统、采取可变配气相位措施、采用高压比涡轮增压、废气再循环及采用多气门等技术措施 . (2) 是尾气净化，即机外净化。 目前主要是采用三元催化器，就是利用化学反应原理，使尾气的三个主要有害气体 CO、第 5 章 汽车尾气净化处理技术 13 HC 和 NOX 进行氧化或分解还原为二氧化碳、水及氮气。 净化柴油机排放物中颗粒，目前比较先进的是使用金属网与陶瓷蜂窝网相结合的过滤装置，将废气中的颗粒留住不被排出。 ，也是目前广泛采用的适用于大量在用车和新车的净化技术。 此途径也不能达到“零污染”。 机外 净化技术就是在汽车的排气系统中安装各种净化装置，采用物理的、化学的方法减少排气中的污染物。 可分为催化器、热反应器和过滤收集器等两类。 前者多用于汽油机汽车，后者多用于柴油机汽车。 汽车尾气净化催化剂是控制汽车排放，减少汽车污染的最有效的手段。 主要用贵金属作催化剂和稀土汽车尾气净化催化剂。 贵金属催化剂主要选用铂、钯等作催化剂，具有活性高、寿命长、净化效果好等优点而很具实用性。 可由于这些贵金属价格昂贵，因此很难广泛推广 稀土汽车尾气净化催化剂是采用稀土、碱土金属和一些贱金属制备的催化剂。 也有用稀土加少量贵金属制备的 催化剂。 其特点是价格低、热稳定性好、活性较高使用寿命长。 因此在汽车尾气净化领域备受青睐。 稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。 由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。 二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用，以保持催化剂较高的催化活性。 这种催化剂即有使 HC 和 CO 氧化 H2O 的氧化剂，也有使 NOX还原成 N2的还原剂。 这样就能起到很好的净化作用。 而这种三元催化剂又少不了稀土元素。 据有资料报道，世界汽车尾气净化催化剂市 场的需求量以每年 7%的速度在不断增长。 因此可以看出稀土在汽车尾气净化催化剂中用量的可观性。 1995 年美国在汽车尾气净化催化剂领域的稀土用量达 11000 吨 (按氧化物计 )，占美国 1995 年稀土总消费量的 44%， 1996 年日本用于催化剂领域的氧化铈也达 1500吨，而我国在这一领域的应用可以说是空白的贵金属，主要有铂、铑、钯等，主要是为了将 CO、 HC、 NO 等转化为无害气体 [13]。 图 三元催化剂 第 5 章 汽车尾气净化处理技术 14 发动机外部尾气净化措施 把 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。 采用催化剂 : 将 CO 氧化成 CO2 , HC 氧化成 CO2 和 H2O,NOx 被还原成为 N2 等。 采用 的催化 剂有氧化锰 氧化铜。 氧化铬 氧化镍 氧化铜等金属氧化物和白金属 (铂 )间。 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 GMUI,蒸气的 等贵金属 ,它们都可以净化 CO、 HC。 催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之 淋浴，可支队粘在碳粒上的有毒物质，使碳粒子胀大而给予去除。 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 [14]。 本章小结 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。 本章除了开发了在机内净化技术外 ,还要大力 开发机外净化处理技术 ,这应从两个方面入手 :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 ,开发新型汽车 (即无污染物排放的机动车 ) ,从控制燃料使用标准入手。 第 6 章 论文总结 15 第 6 章 论文总结 汽车尾气对环境的污染是严重的，人们对尾气净化处理技术的研究也越来越深入和广泛与越来越系统。 对于汽油车尾气净化的研究重点是： CO、 CH、 NO 的氧化和还原。 现代汽车中采用闭环控制式电喷发动机的尾气常用的净化处理装置是三元三效催化术的有效补充。 尾气分级净化处理技术，以过渡金属氧化物为催化剂，其转化器。 现代净 化技术仍在提高催化剂的早期活性，提高催化剂的升温特性，降低催化剂的活性温度，提高催化剂性能，增加臭氧 (O3)技术，采用电加热催化剂 (EHC)以及排气燃烧器 (EGC)等方面，做更深入的研究。 新型的氧化催化剂也在不断的研究中。 如未燃 HC 的吸附净化，采用以沸泡石为主要成分，作为 HC 吸附剂，在催化剂活化前吸附 HC，是排气净化技主活性成分有 Ag 、Sn 、 Co、 In 或 Ga 的氧化物和以贵金属催化剂的主活性成分为 Pt 或 Pd ，以及 La 、 Y 或Zr 的氧化物等的运用，以及纳米技术的运用，使净化指标和性能达到了更高标 准。 治理好尾气污染 需要一个漫长的过程，依靠国家的政策，指定一系列法律、法规并通过社会和个人的努力来完成。 相信只要人人从自我做起，从今天做起，树立环保意识，积极加入保护环境的行列，那么蔚蓝的天空、清澈的河流将会再次展现在世人的面前。 参考文献 16 参考文献 [1] 杨柳，何洪。 汽车尾气的危害及治理 [J].城市问题， 2020. 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