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1、专题综述谈柴油车辆尾气处理北京建筑工程学院机电系白旭明1应重视柴油车辆的排气净化较多地作为工程车辆、建筑车辆、运货车辆的动力1997年,中国国家环境保护局公布了1996年度源,在汽车上应用柴油机也有增加的趋势。但是,近中国城市污染物超标人口百分比和超标城市百分几年柴油车辆的污染受到日益尖锐的批评。一个重[1]比,如图1、图2所示。要的原因,是柴油车辆除与汽油车辆一样产生CO、HC、NOx等污染物外,还散发微粒物质,微粒排放[3]量是汽油车辆的50倍。这些悬浮粒子属小于2.5Lm的细微粒子,当柴油车辆低
2、速或减速行驶时,其细微粒子的排放量是汽油车辆的20～90倍,是天然气汽车的60～370倍。国外对柴油机排放已实施更严格的限制值。表1概括了世界范围内对微粒物质(PM)和氮氧化物[4](NOx)的法规图11996年度城市暴露于空气污染表1国外重载运货车柴油机污染标准(克/马力—小时)物超标水平的人口百分比北美洲日本欧洲联盟NOx5.81(直喷)NOx5.0NOx5.971994年5.07PM0.10PMPM0.270.71NOx5.221996PM0.11NOx4.01998PM0.10推荐推荐图219
3、96年度空气污染物1999NOx3.36NOx3.73超标城市百分比PM0.19PM0.0752004NOx2.0愈来愈多的人已认识到,环境因素是影响人们瞬态日本欧洲试验循环健康和造成死亡的主要因素之一。1995年全国人口速度/负载13工况13工况总死亡率为675人/10万人,脑血管疾病是城市居民硫0.2%94.10.1硫0.03—0.05%硫0.05%1995的首要死亡原因,死亡率为130.48人/10万人;恶性试验燃料十六烷值十六烷值最0.05%96.10.1十六烷值肿瘤的死亡率为128.58人/
4、10万人;呼吸系统疾病的40—48小45[2]49—53死亡率为92.54人/10万人。这些与城市大气污染有直接关系。近年来城市机动车尾气污染趋势加重,1995年,我国机械工业部系统内燃机生产量为占城市大气污染的62%以上;北京市大气中50%17111万千瓦,其中柴油机11076万kW;农机系统生CO、80%HC和50%NOx来源于机动车尾气。产内燃机922万台近11000万kW,加之80%以上拖由于柴油机有较好的燃油经济性和可靠性,已拉机、农用车辆又用于农村、城郊运输,其排烟明显26《建筑机械》19
5、98年第8期比汽油车高。因此应重视全面控制道路车辆与非道当前,车辆燃料的主要成份是碳氢化合物,有时路车辆排放,重视控制柴油车排放。采用先进技术、有少量含氧添加剂。完全燃烧应产生CO2和H2O,燃开发清洁能源内燃机、电动车辆等措施均可控制污烧不完全就产生CO、未燃碳氢化合物及微(颗)粒染。本文仅谈谈采用催化剂、滤烟器对柴油车辆尾气等。燃烧时空气过量、温度过高将产生NOx。燃烧中进行净化。的硫,经燃烧生成含SO2和硫酸的排放物,造成酸雨2车辆的尾气污染污染。CO2无毒但产生温室效应。约有2%的燃烧产[5]
6、2.1尾气成因及其影响物是有毒的。燃烧成分如下示无毒的有毒的CO2+H2O+N2+O2+CO+HC+NOx+PM↓↓↓↓↓↓↓↓<15%<10%<72%<11%<1%<0.5%<0.5%<0.5%2.2柴油车辆的尾气污染于1994年生效(瞬态循环公共汽车0.05,重载货车由于柴油的燃烧性能,造成尾气中微粒物的排0.10克/马力õ小时),欧洲联盟,降低重载车辆粒[3]放很高,见表2。状污染物已于1996年开始(PM0.11克/马力õ小表2汽油车与柴油车有害物排放对比时)。污染物柴油车汽油车使用催化剂、安
7、装滤烟器是目前柴油车尾气净化行之有效的方法,可降低污染物与柴油废气气味。CO<0.1%<10%[6]表3催化剂对某柴油车污染物的影响HC<300ppm<1000ppm柴油车NOxCOHCPM(g/mile)SO2CO2NOx1000～4000ppm2000～4000ppm(直喷)33PM0.5g/m0.01g/m无催化剂0.80.70.180.20.3270SO220～100ppm0有催化剂0.750.30.120.160.3273北京市,天桥路口污染最为严重,原因是来往的柴油中S0.2%35路公共汽
8、车使用的是柴油机,当柴油车起动时散治理城市车辆污染是我国今后环境保护的重点发出大量的黑烟废气污染物。柴油车还散发醛任务之一。措施之一是,对于污染严重但一时又不能(Aldehyde)和多环芳烃(PAH)。淘汰的车辆,至少要安装尾气再处理装置,否则不允柴油车辆的尾气包含有气态的、液态的和固态许使用。的污染物。气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、3催化剂SO2、HC、氧化物、有机氮和含硫混合物。液态污染催化剂是改变化学反应速度的媒体。内燃机废物中含有H
