汽車尾氣治理技術(shù)簡介高元白露（遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院車輛工程系，遼寧阜新123000）摘要：本文針對近年來比較嚴(yán)重的汽車尾氣的問題，分析幾種典型的汽車尾氣成分，就其產(chǎn)生原因、危害進行分析。介紹幾種典型的汽車尾氣治理方法，并對先進汽車尾氣治理技術(shù)進行總結(jié)。關(guān)鍵詞：汽車尾氣催化凈化汽車工程污染治理尾氣TheintroductiontothePurificationtechnologyofautomobileexhaustGaoYuanBaiLu（SchoolofMechanicalEngineeringLiaoNingTechnicalUniversity,LiaoNingFuXin123000）Abstract:Basedonyearsofseriousproblems,theautomobileexhaustanalysisofseveralkindsoftypicalautocomponents,itscausesandhazardanalysis.Introduceseveraltypicalcartailgastreatmentmethods,andadvancedmanagementtechnologytoautomobileexhaust.Keywords:automobiletail-gascatalyzingpurificationofautomotiveengineeringpollutionemission1.引言隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國汽車的銷售量也是以很高的增張率逐年增加，汽車的使用規(guī)模不斷擴大。據(jù)有關(guān)部門的數(shù)據(jù)顯示，我國汽車的保有量已經(jīng)超過7000萬輛。特別是近年來，我國汽車保有量已經(jīng)接近普及程度。但隨之而來的是汽車尾氣的問題也越來越嚴(yán)重，幾乎所有的大氣問題均和汽車尾氣的排放有關(guān)，同時汽車尾氣也對人們的身體健康有著不小的危害。汽車尾氣的成分與危害汽車發(fā)動機排放的對環(huán)境有污染的物質(zhì)主要包括一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和一些微粒等。同時，汽車發(fā)動機還排放出大量的二氧化碳氣體（CO2），雖然排放的二氧化碳氣體（CO2）對人體沒有危害，但會造成溫室效應(yīng)，破壞大氣環(huán)境，對環(huán)境有較大危害。一氧化碳（CO）是無色、無臭、無刺激性的氣體。由于一氧化碳在體內(nèi)易于與血液中具有輸送氧氣的血紅蛋白結(jié)合，從而使得能與氧氣結(jié)合的血紅蛋白數(shù)量迅速減少，會出現(xiàn)人身體局部組織缺氧，較長時間則會使人窒息死亡。其生成的原因一般認為是烴類燃料在燃燒過程中經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)，這些過程中由于缺氧而不能被完全氧化，便生成一氧化碳。但是，即使在富氧燃燒的情況下，由于可燃混合氣不均勻，也會產(chǎn)生部分一氧化碳。汽車發(fā)動機排放的氮氧化合物（NOx）中包括一系列的氮和氧的化合物。在發(fā)動機燃燒產(chǎn)物排放到大氣之前，廢氣中的氮氧化合物主要是一氧化氮（NO），還有少量的二氧化氮（NO2）。當(dāng)發(fā)動機的廢氣排放到大氣中是，一氧化氮經(jīng)紫外線照射氧化成二氧化氮。一氧化氮是無色的氣體，在濃度大時可能會一起中樞神經(jīng)障礙。二氧化氮是一種棕紅色的氣體，具有刺激性氣味，在人體內(nèi)可與水結(jié)合生成硝酸，影響人的呼吸系統(tǒng)等，嚴(yán)重則會引起肺氣腫。碳氫化合物（HC）是由未燃和不完全燃燒的燃油以及潤滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物等。其成分復(fù)雜，有很多不同的組合。另外，碳氫化合物與氮氧化合物在紫外線的照射下會生成臭氧和過氧?；跛猁}，這是一種具有刺激性的的淺藍色煙霧，對人體有極大的危害。汽車尾氣的治理技術(shù)3.1機內(nèi)凈化技術(shù)機內(nèi)凈化技術(shù)是指對發(fā)動機進行改造或改善，以及對可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況的優(yōu)化，已達到降低發(fā)動機排放物的有害物質(zhì)的目的。目前，汽車發(fā)動機采用的機內(nèi)凈化技術(shù)主要有：3.1.1采用廢氣再循環(huán)（EGR）裝置廢氣再循環(huán)裝置是將一部分發(fā)動機的排氣重新引入進氣系統(tǒng)，與可燃混合氣一起進入燃燒室內(nèi)燃燒。采用廢氣再循環(huán)裝置的汽車可有效降低氮氧化合物的排放量，從而減小汽車排放物對環(huán)境的污染。氮氧化合物主要是在高溫以及富氧條件下生成的，而廢氣再循環(huán)裝置是將一部分廢氣引回氣缸，減少一部分發(fā)動機排放。同時，引回氣缸的氣體主要是熱容量比較高的氣體，使得在缸內(nèi)的新形成的混合氣的熱容量也隨之變的較高。在另一方面，重新引回的廢氣也占據(jù)了一部分原先氧氣的空間，使得可燃混合氣氧的濃度降低，燃燒速度變緩。由于以上幾個方面的綜合作用，可以一定程度上降低氮氧化合物的排放量。3.1.2采用電控燃油噴射系統(tǒng)電控燃油噴射系統(tǒng)主要是通過傳感器將發(fā)動機的相關(guān)工作參數(shù)，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、節(jié)氣門開度、空氣流量等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒oECU，然后ECU經(jīng)過綜合分析轉(zhuǎn)換為不同長度的脈沖信號傳到燃油噴射裝置，控制準(zhǔn)確的燃油噴射量以及噴射時刻。由于電控燃油噴射系統(tǒng)可對并行的發(fā)動機多參數(shù)進行同時控制，對可燃混合氣的空燃比的控制較為精確，保證發(fā)動機在任何工況下都保持在最佳噴有狀態(tài)。因此，采用電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機可有效減少發(fā)動機油耗，廢氣的排放量大為減少，若該系統(tǒng)采用閉環(huán)控制在經(jīng)催化凈化裝置后，發(fā)動機廢氣的排放量可大大降低，由此可減小發(fā)動機尾氣的環(huán)境的污染。3.1.3優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)燃燒室的結(jié)構(gòu)與形狀主要是決定碳氫化合物排放量的主要因素。發(fā)動機排放的碳氫化合物主要是由于發(fā)動機燃燒室內(nèi)存在著某些間隙，這些間隙在燃燒過程中，由于火焰?zhèn)鞑サ乃俣群芸?，在這些間隙中的可燃混合氣不能及時燃燒，所以在排放過程中產(chǎn)生較多的碳氫化合物。因此，緊湊的燃燒室結(jié)構(gòu)不僅可以改善汽車動力性與經(jīng)濟性，還可以有效的降低汽車尾氣的排放，可燃混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒的速度越快，產(chǎn)生的HC和CO越少。理想的燃燒室結(jié)構(gòu)應(yīng)該是盡可能的結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒室的面容比小。這樣的燃燒室結(jié)構(gòu)可以保證較短的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，提高燃燒速度，有效的降低發(fā)動機的排放。3.1.4提高燃油品質(zhì)和采用替代燃料除了發(fā)動機的結(jié)構(gòu)對尾氣的排放有較大影響外，燃油品質(zhì)也與汽車尾氣的排放有著緊密的關(guān)系。在汽車使用的燃油中，含有一定量的鉛、硫等有害物質(zhì)，都使發(fā)動機的排放出有害物質(zhì)，在汽車燃油的要求中，應(yīng)對這些有害物質(zhì)的加以限制，提高燃油品質(zhì)，降低發(fā)動機排放。另外一種可行的方法是采用替代燃料，就目前狀況而言，采用替代燃料可以看做最為有效的治理汽車尾氣的方法。目前，汽車代替燃料應(yīng)用較為廣泛的是天然氣與液化石油氣，在使用中發(fā)動機可以不必做大的調(diào)整就可以滿足天然氣與液化石油氣的使用條件。3.2機外凈化技術(shù)發(fā)動機的機外凈化技術(shù)主要是在發(fā)動機機體外針對某些方面進行處理以達到降低汽車尾氣排放的目的。就目前機外凈化技術(shù)的發(fā)展情況而言，主要研究的方向是對汽車尾氣的催化凈化的研究，在此本文也就只針對汽車尾氣的催化凈化技術(shù)作簡要介紹。汽車尾氣的催化凈化裝置一般是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中的，采用催化原理來凈化汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化合物、他氫化合物等有害物質(zhì)的尾氣處理裝置，這是一種可以對汽車尾氣進行整體上綜合處理的裝置。它主要由殼體、墊層、載體、催化劑組成，而其核心的部分是催化劑。在車用催化凈化裝置內(nèi)，在催化劑的作用下，可同時與CO、HC、NOx發(fā)生反應(yīng)，進行處理，轉(zhuǎn)化器主要內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2CO+O——>2CO2 2CO+HO——>CO2+H22NO+2CO——>2CO2+N22NO+2H2——>2HO+N24CH+（4m+n）O2——>2nHO+4mCO^4CH+（8m+2n）NO——>2nHO+4mCO2+（4m+n）N2就目前的研究成果來看，常采用的催化劑主要有貴金屬催化劑與非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要是鉑（Pt）銠（Rh）、鈀（Pd）三種金屬，這三種金屬對汽車尾氣的催化作用相當(dāng)明顯，因此在汽車尾氣的處理方面有較好的應(yīng)用。其中，鉑（Pt）、鈀（Pd）對汽車尾氣中的CO和HC有良好的氧化活性，銠（Rh）對NOx有不錯的還原催化作用。但由于貴金屬的含量有限，價格又高，在汽車尾氣處理方面的需求量有很大，所以，在使用方面有一定的限制。就目前情況而言，由于稀土催化劑具有價格便宜、原料易得、工藝穩(wěn)定等特點，成為目前研究的重點。結(jié)束語目前，汽車尾氣的危害已經(jīng)非常明顯，在汽車尾氣治理方面人們也做了較多的研究。在汽車尾氣的治理技術(shù)中，機內(nèi)凈化技術(shù)是治理的主要方面，提高機內(nèi)治理技術(shù)可明顯降低汽車尾氣的排放，減小汽車尾氣對環(huán)境的危害。機外凈化金屬作為機內(nèi)凈化的后續(xù)對尾氣的處理有補充的作用，機內(nèi)與機外凈化技術(shù)同時采用，在尾氣處理上有非常明顯的效果。參考文獻何秋梅，葉金玲.用于汽車尾氣處理的納米催化技術(shù)，廣州化工2006年34卷第三期孫鳳英，石惠?納米材料在汽車尾氣機外凈化中的應(yīng)用研究，森林工程2008年7月第24卷第4期吳敏明.汽車尾氣治理與政府管制，環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展2007年第4期張忠偉，沈璟虹,曹友春.汽車尾氣成份分析及故障診斷，漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2008年3月第7卷第2期張愛敏，寧平，黃榮光，賀小昆，趙云昆，顧永萬，桓源峰楊冬霞.汽車尾氣凈化用貴金屬催化材料研究進展，貴金屬2005年9月第26卷第3期孔德良，白玉蘭，葉慶國，田進軍.汽車尾氣凈化催化劑的研究進展，青島科技大學(xué)學(xué)報2003年4月第24卷第2期房永彬.我國汽車尾氣凈化催化劑的研究現(xiàn)狀，河南化工2006年第23卷王棟，王維城,王曉亮，吳曉敏,王建昕.汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)流動均勻性對起燃特性的影響，清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）2003年第43卷第6期相會強，劉建勇,檀麗麗.納米稀土催化技術(shù)在汽車尾氣凈化中的應(yīng)用，現(xiàn)代化工2006年10月第26卷增刊(2)程義斌，金銀龍,劉迎春.汽車尾