我國(guó)汽車尾氣污染凈化處理技術(shù)應(yīng)用
汽車作為現(xiàn)代化交通工具,給予了人們的生產(chǎn)與生活帶來(lái)十分方便的同時(shí),可是它的尾氣排放物,給大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。我國(guó)某城市對(duì)該市的機(jī)動(dòng)車輛尾氣污染程度作了如下初步調(diào)查:該市目前擁有機(jī)動(dòng)車輛13萬(wàn)輛,并以年增率15%的速度增加。機(jī)動(dòng)車年排放一氧化碳4.4萬(wàn)噸,相當(dāng)于該市工業(yè)企業(yè)一氧化碳排放量的46倍。
市區(qū)主要交通道路中心點(diǎn)一氧化碳超標(biāo)2倍以上的達(dá)65%,在車流量高峰之際,有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)一氧化碳濃度高達(dá)每立方米70mg,超標(biāo)6倍。在車流量比較集中的火車站,氮氧化合物測(cè)點(diǎn)平均值為每立方米0.059mg,超標(biāo)準(zhǔn)0.18倍。這些數(shù)據(jù)充分說(shuō)明:該市機(jī)動(dòng)車尾氣污染已上升為主要的大氣污染,而過(guò)去以二氧化硫?yàn)橹髅簾熜臀廴巨D(zhuǎn)變?yōu)橐砸谎趸肌⒌趸餅橹鞯臋C(jī)動(dòng)車尾氣污染和二氧化硫?yàn)橹鞯拿簾熜臀廴静⒅氐母窬帧?br />
由于汽車運(yùn)行嚴(yán)重的分散性和流動(dòng)性,因而也給凈化處理技術(shù)帶來(lái)一定的限制。除了開(kāi)發(fā)在機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)外,還要大力開(kāi)發(fā)機(jī)外凈化處理技術(shù)。這應(yīng)從兩個(gè)方面入手:一是控制技術(shù),主要是提高燃油的燃燒率,安裝防污染處理設(shè)備和采取開(kāi)發(fā)新型發(fā)動(dòng)機(jī);二是行政管理手段,采取報(bào)廢更新,淘汰舊車,開(kāi)發(fā)新型的汽車(即無(wú)污染物排放的機(jī)動(dòng)車),從控制燃料使用標(biāo)準(zhǔn)入手。
⑴采用無(wú)鉛汽油,以代替有鉛汽油,可減少汽油尾氣毒性物質(zhì)的排放量。
首先應(yīng)抓汽車油的改用。以無(wú)鉛汽油代替四乙基鉛汽油。這種汽油是用甲荃樹(shù)丁醚作滲合劑,它不僅不鉛,而且汽車尾氣排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锞鶗?huì)減少。目前,我國(guó)為了減少汽車尾氣排放量,改善城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量,國(guó)家規(guī)定從1999年7月1日起在全國(guó)范圍內(nèi)根本上使用含鉛汽油。2000年7月1日起,市場(chǎng)根本上出售有鉛汽油。因有鉛汽油中,它加入了一種抗爆劑――四乙基鉛,它具有很高的揮發(fā)性,甚至在0攝氏度時(shí)就開(kāi)始揮發(fā),而揮發(fā)出的鉛粉末,以蒸氣及煙的動(dòng)工存在空氣中。但鉛的污染程度與交通密度(每小時(shí)通過(guò)的車輛數(shù))以及汽油中鉛的含量有密切關(guān)系。
雖然我國(guó)城市的交通密度比發(fā)達(dá)國(guó)家的密度低,但有鉛汽油燃燒帶來(lái)的鉛的污染程度不可忽視。因鉛是一種蓄積毒物,它通過(guò)人的呼吸、飲水、食物等途徑進(jìn)入人體。對(duì)人體的毒性作用是侵蝕造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及賢臟等。諸如對(duì)血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及癌致畸等毒性作用也可能發(fā)生。
⑵摻入添加劑,改變?nèi)剂铣煞帧?br />
汽油中摻入15%以下的甲醇燃料,或者采用含10%水份的水-汽油燃料,都能在一定程度上減少或者消除CO、NOx、HC和鉛塵的污染效果。
若采用“甲醇燃料”,即采用甲醇和其它醇類同汽油混合所制成的燃料。當(dāng)甲醇占比例30%~40%,汽車尾氣排出的污染物可基本上消除。
⑶選用恰 當(dāng)?shù)臐?rùn)滑添加劑-機(jī)械摩擦改進(jìn)劑。
在機(jī)油中添加一定量(比例為3%-5%)石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯粉末等固體添加劑,加入到引擎的機(jī)油箱中,可節(jié)約發(fā)動(dòng)機(jī)燃油5%左右。此外,采用上述固體潤(rùn)滑劑可使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸密封性能大大改善,汽缸壓力增加,燃燒完全。尾氣排放中,CO和碳?xì)浜侩S之下降,可減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染。
⑷采用綠色燃料同樣可減少汽車尾氣有毒氣體排放量。
據(jù)美國(guó)的俄亥俄州某研究所用豆油與甲醇、燒堿混合,然后去除其中的甘油,從而可獲得“大豆些油”。用“大豆柴油”,以3∶7的比例摻入到普通柴油中,可供柴油汽車之用。它可大大減少發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排放的硫化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和煙塵。故譽(yù)作綠色燃料。
⑸采用多種燃料作為汽車燃料來(lái)源。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,確保環(huán)境保護(hù)法規(guī)的實(shí)施和節(jié)能措施:汽車中可廣泛使用新的配方汽油、電力、壓縮的天然氣體、太陽(yáng)能以及生態(tài)燃料的蓄電池等等。然而在這種汽車上裝上電腦,不斷在行駛中早先調(diào)撥組合,以使汽車發(fā)揮最佳性能。采用計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng),以便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況作出快速反應(yīng),可取得最佳 燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能,可減少尾氣對(duì)大氣的污染。
⑹節(jié)約能源,有利環(huán)境,大力推廣車用乙醇汽油。
根據(jù)有關(guān)專家指出,開(kāi)發(fā)乙醇代替汽油,即節(jié)約能源,又可消化陳糧,使汽車排出的有害汽體減少,是一項(xiàng)有利于保護(hù)環(huán)境和資源的新課題。
如果按照1∶9的乙醇汽油配比,用20萬(wàn)噸乙醇,可配出約200萬(wàn)噸的乙醇汽油,200萬(wàn)噸的乙醇只消耗糧食70萬(wàn)噸。因此,發(fā)展、開(kāi)發(fā)使用專用乙醇汽油可解決儲(chǔ)存糧食的轉(zhuǎn)化問(wèn)題,又可以在一定的程度上代替汽油,緩解我國(guó)原油供應(yīng)的緊張狀況。因乙醇是一種小麥、玉米等原料生產(chǎn)的變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽車燃料,已經(jīng)列入“十五”發(fā)展計(jì)劃,它與純汽油比較,汽車尾氣中一氧化碳量可降低1/3左右,碳?xì)浠衔锝档停保常矗?。此?jì)劃推廣使用,將對(duì)改善城市大氣污染,保障人民健康起到重要作用。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的調(diào)試,可減少尾氣污染物的排放量。
⑴減少噴油提前角。減少噴油提前角,可降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最高溫度(1500攝氏度),使NOx的生成量減少。
⑵改善噴油器的質(zhì)量,控制燃燒條件(燃比、燃燒溫度、燃燒時(shí)間),可使燃料燃燒完全,從而可減少CO、HC和煤煙。
⑶調(diào)整噴油泵的供油量,可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,使霧化的燃料有足夠的氧氣進(jìn)行完全燃燒,從而也可以減少CO、CH和煤煙的生成。
發(fā)動(dòng)機(jī)外部尾氣凈化措施
即汽車尾氣由原有毒氣體,變成為無(wú)毒氣體,再排放到大氣中。從而可減少對(duì)大氣環(huán)境的污染。
⑴采用催化劑:將CO氧化成CO2,HC氧化成CO2和H2O,NOx被還原成為N2等。采用的催化劑有氧化錳-氧化銅;氧化鉻-氧化鎳-氧化銅等金屬氧化物和白金屬(鉑)等貴金屬。它們都可以凈化CO、HC。催化反應(yīng)器設(shè)置在排氣系統(tǒng)中排氣歧管與消音器之間。
⑵水洗:通過(guò)水箱,使汽車尾氣中的碳煙粒子經(jīng)過(guò)水洗和過(guò)濾及蒸氣的淋浴,可支隊(duì)粘在碳粒上的有毒物質(zhì),使碳粒子脹大而給予去除。
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部?jī)艋幚泶胧?/strong>
⑴正曲軸箱通氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì):把從汽缸竄入曲軸箱的氣體(主要是未燃?xì)怏w)再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣歧管,使其再次燃燒,改變了過(guò)去將其直接排入大氣所造成的污染。
⑵排氣再循環(huán)設(shè)計(jì):發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口用控制閥與進(jìn)氣歧管相連接,使排出的氣體經(jīng)過(guò)再次循環(huán),以降低氮氧化物的排放量。
⑶蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì):將化油器浮子室中的汽油蒸發(fā)汽引入進(jìn)氣系統(tǒng),而將油箱中的蒸發(fā)汽引入儲(chǔ)存系統(tǒng),可大大減少污染物的排放。
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