探讨汽车尾气处理系统

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1、探讨汽车尾气处理系统　　[摘要]汽车作为现代化交通工具,在给人们的生产与生活带来方便的同时,它排放的尾气,给大气环境造成了严重污染。因此,我们必须加强和提高对保护环境的意识。根据尾气污染物的形成机理,提出研究净化废气中的主要有害成分CO、CH、NOx和SO2的方法。本论文讲述了当今世界最主流的两种尾气后处理系统，详细讲述了汽油机和柴油机的处理方式。[关键词]汽车尾气净化三元催化污染　　前言　　　　汽车虽然是21世纪最重要的交通工具，但他有许多弊端。汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。可以说，汽车是一个流动的污染源。在世界各国，汽车污

2、染早已不是新话题。20世纪40年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京汽车排气管排出内燃机废气等城市多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失　　进入21世纪，汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。有关专家统计，到21世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的30～60%。随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直

3、接受害者。　　1.当前世界上主流的尾气后处理系统　　由于汽油机和柴油机尾气特征的不同，两者的尾气后处理技术有着很大的差别。　　汽油机尾气后处理技术路线　　汽油机尾气排放特征:常规污染物为HC，CO，NOx，尾气温度有时超过1000℃以上，高空速,高水蒸气浓度和SOx存在的极端条件下具有高活性和10万公里耐久性要求,且要求低贵金属。　　目前国际上普遍采用的满足欧Ⅳ及以上排放标准的汽油机尾气净化技术路线为密偶催化剂+三元催化剂(TWC)。　　1）密偶催化剂：　　靠近发动机、解决发动机冷启动时尾气排放。主要功能是降低冷启动时HC的排放量,大部分HC

4、是冷启动时排出的,这时催化剂未达到起燃温度不能进行反应和发动机启动时处于富油工况，氧化过程因贫氧而不完全。其关键是催化剂的低温活性、高温稳定性、抑制CO的转化和HC的高转化率。　　2）三元催化剂：　　在密偶催化剂后，一般安装在汽车底盘下部，低贵金属，高性能及高温抗老化性。　　柴油机尾气后处理技术路线　　柴油机尾气排放特征：排放污染物为CO、HC、NOx、PM四种；排放温度低，O2过量，高空速和SOx存在。　　由于HC和CO的含量较汽油机低，故柴油机尾气净化的重点在于NOx和PM这两种成分，二者是此消彼长的关系。目前满足欧Ⅳ排放标准的柴油机尾气

5、净化技术路线有如下几种：　　1）EGR+DOC　　DOC功能为：氧化HC和CO；氧化PM中的可溶性有机物；部分氧化PM中的碳颗粒(SOOT)，起燃温度很低。该系统通过滞后喷油配合EGR技术降低NOx。　　2）EGR+DOC+DPF　　DPF为一般为壁流式微粒捕集器，有SiC和堇青石两种，SiC耐热震性能好，价格高，制备困难，堇青石价格较低，耐热震不如SiC。DPF能降低PM80%-95%，PM的净化效率是四种技术路线中最高的，但需另加再生装置，否则会使DPF堵塞。　　3）EGR+DOC+POC　　POC可以捕捉并氧化部分颗粒物，其结构是使废气

6、通过一个多皱褶而不堵塞的通道，排气阻力小，可降低颗粒物中可挥发的有机成分，对颗粒物的转化效率可达到60%以上。POC与DOC配合使用，DOC为POC提供较高的再生温度，可实现连续被动再生　　4）SCR　　该系统通过喷油提前达到机内净化PM的目的，然后利用尿素溶液对NOx进行机外催化净化，反应温度在200°C以上，复合氧化物低温SCR催化剂起燃温度能达到150°C以下。系统使用尿素与水混合成%的溶液。这种溶液公认的工业商品名称是AdBlue。其成分在DIN标准中有规定。固体或水溶液中的尿素被分类为非危险品。AdBlue是一种透明液体，有淡淡的氨

7、水气味。如果溅出，水分蒸发，形成结晶。　　该系统结构图如下，AdBlue存储在一个安装在底盘上的尿素罐中。尿素罐向安装在底盘上的定量给料单元(DU)供应溶液。DU由发动机控制模块(ECM)控制。DU使用来自车辆系统的压缩空气来产生AdBlue喷雾，通过非常精确的计量和泵送系统输送到发动机排气系统内的喷嘴处。喷入排气中的AdBlue数量由ECM控制，在任意转速和负载状况下都能与发动机的NOx输出相匹配。当与高温排气接触时，水迅速蒸发，尿素变成氨。氨与NOx在催化器内反应，这一过程的结果就是从排气管中排放出无害的N2和H2O。　　该系统中能够最有

8、效地减少汽车尾气中的含量，降低由于NOx所引起的污染。但是SCR系统存在不少的不足之处，导致其普及率不高。　　(1)SCR系统安装复杂，设备成本较高，而且必须在汽车