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关键词:机动车;尾气;产生;防治;对策
中图分类号:X734 文献标识码:A
一、机动车尾气成分及其产生机理和影响因素
1 产生机理:机动车尾气成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、光化学烟雾等,这些污染物不仅污染环境,对人体也有巨大危害。现主要对一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)等三种最基本的污染物产生机理进行分析:汽车发动机是能量转换器的动力发生源,其作用是把燃料中储藏的化学能转换成热能,提供足够的机械能,燃料在一定的空气中燃烧,最终产生CO2、CO、未燃尽的HC以及高温燃烧产生的NOX等有害气体。
2 影响因素:汽车尾气的排放除与内燃机结构、燃料品质、组分等有关外,还同行驶工况、空燃比有着密切的关系。(1)空燃比的影响 不同的工况决定着不同的空燃比,在不同的空燃比状态下,汽车行驶所排放的尾气有明显的差异,请看表1。以上分析表明,空燃比是影响汽车尾气的排放主要因素之一,直接影响到燃料是否完全燃烧,而影响空燃比的因素有进气温度、大气压力等运转条件。此外, NOX的产生还和燃烧温度、燃烧室形状、进排气重叠时间、燃料组分等有关。(2)燃料品质的影响 有实验表明,燃油中的含硫量、烯烃含量是主要影响汽车尾气的排放的两个因素,降低燃油中的硫含量可以明显降低尾气中的THC、CO、NOx的排放;降低烯烃含量可降低THC的排放,但会增加NOx的排放,而对CO没有显著的影响。此外燃油中的锰、芳烃、和清净添加剂及燃油的挥发性等对汽车尾气的排放也有一定的影响。
二、汽车尾气的危害
汽车尾气危害是多方面的,其主要污染特征表现有:
(1)光化学烟雾的危害:光化学烟雾是汽车尾气主要污染之一,汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应,生成臭氧,它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾,对生态环境及人体健康的造成很大的危害。
(2)一氧化碳的危害:汽车尾气中一氧化碳的含量最高,它可经呼吸道进入肺泡,被血液吸收,与血红蛋白相结合,形成碳氧血红蛋白,降低血液的载氧能力,削弱血液对人体组织的供氧量,导致组织缺氧,从而引起头痛等症状,重者窒息死亡。
(3)碳氢化物的危害:汽车尾气中的碳氢化合物有200多种,还有32种多环芳烃,包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时,居民得肺癌率高。
(4)二氧化硫和悬浮颗粒物的危害:汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物,会增加慢性呼吸道疾病的发病率,损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时,会随降水形成“酸雨”。
三、汽车尾气污染的防治措施
1 大力推行清洁能源型交通工具
(1)城市公交车改用天然气燃料替代汽油或柴油。
(2)加快发展地铁等公共交通,控制汽车拥有量猛增带来的大气环境污染 开辟地铁,施行电力牵引行驶,尤其在大城市人口稠密的地区,开辟地下通道,减少地面汽车的行驶量,降低汽车尾气的排放总量,在一定程度上能改善区域空气环境质量。
(3)使用具有高速、安全、平稳、无震动、不污染环境、节省能源等诸多性能的磁悬浮列车。
2 加强城市管理,进一步遏制汽车尾气污染。
(1)优化城市布局、规划,建立无车区,永久性的行人专用区和禁止汽车行驶的住宅区;
(2)搞好城市园林绿化工作,提高城市人均绿化面积,增强城市环境自净能力,减少汽车尾气对环境的影响;
(3)加强城市道路交通管理,改善路况和交通秩序,尽可能避免因路况恶劣和管理混乱导致汽车尾气的高浓度排放或集中排放;
3 加强监管,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染。(1)不断提高我国的汽车尾气排放标准,强化新车准入制度对不符合排放标准的新车禁用。(2)完善机动车的尾气检测体系,促进机动车的维护保养,逐步实现机动车尾气达标排放。
4 提高燃油质量。燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素,应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系,鼓励兼并或关闭小的炼油企业,防止不合格的燃油流向市场。加大燃油质量研发力度,真正使燃油质量达到国际先进水平,尽可能降低因燃油质量的问题导致的尾气污染。
5 加强机动车尾气净化治理技术的研究。发动机尾气净化技术是指将汽车尾气由原有毒气体变成为无毒气体,再排放到大气中,从而减少对大气环境的污染。
结语
随着我国经济的不断发展,环境污染问题层出不穷,机动车尾气已成为了环境空气污染的一大元凶,机动车尾气治理目前已成为环境保护的一大要务。我国政府已先后颁布了多项法律法规及相关的治理办法,以有效地实现机动车尾气排放的控制与管理。总之,维护和改善大气环境,控制机动车尾气污染是一个长期而艰巨的任务,需要政府的高度重视和大家的共同参与,在全社会形成一种防治机动车尾气污染的合力,促进空气环境质量的进一步好转。
【关键词】汽车尾气;空气污染;对策
汽车生产和使用数量的增多,给空气污染和人们的生存环境带来了严重的影响,有害物体的大量排放成为一种流动的污染源,聚集在繁华街区或者人口密集地区,久久不容易消散,严重影响人们的呼吸质量。因此,深入分析汽车尾气对空气的污染和对策对于改善人们的居住环境和提高人们的生活质量有着积极的意义。
1 汽车尾气排放中对空气污染的有害成分
汽车尾气排放中的有害物体非常多,但主要集中在以下几类,分别是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx、二氧化碳和二氧化硫等。
1.1 一氧化碳(CO)
在汽车行走的过程中,由于输送到燃烧室的氧气不足,导致不能充分燃烧时会产生一氧化碳,一氧化碳对空气的污染是显而易见的,它本身无色无味无毒,但是当一氧化碳停留在空气中,被人体吸入后,会导致血液和运送氧气的能力均大幅度下降,人会明显的感到头晕、头痛等中毒现象发生。因为,一氧化碳与血液和苏红素的亲和力是氧气的300倍,很难融合,如果人体吸入0.3%的一氧化碳后将会导致人体死亡,在所有汽车尾气对空气和人体的危害中,一氧化碳排在首位。
1.2 碳氢化合物(HC)
碳氢化合物产生的原因是因为汽油没有充分燃烧或者没有燃烧而从燃烧室内排出的,与阳光紫外线作用,产生臭氧等烟雾状物质,对人体的喉、眼和鼻粘膜造成刺激。当碳氢化合物在空气中浓度过大的时候,不仅对人体产生严重的危害,对动物、植物也会产生危害,严重抑制农作物生长,导致农业减产,在汽车尾气危害排名中列居第二的位置。
1.3 二氧化碳(CO2)
汽车尾气除了排放上述的污染气体之外,还会排出二氧化碳,汽车尾气中排出的二氧化碳不是污染物,不会直接对人体和环境造成危害,但是大量的二氧化碳聚集,可以导致全球气温变暖,全球温度升高会引来一系列的流行疾病和高温天气,死亡率会随之上升,还容易引起皮肤癌变,对人体免疫系统也会产生紊乱的作用。
2 控制汽车尾气的排放对空气污染的对策
地球是人们赖以生存的家园,空气是人们生存必须的物质,面对汽车尾气造成的空气质量下降的现状,每个国家和城市都要行动起来,力所能及的挽救赖以生活的环境。
2.1 强化管理制度
在我国2000年对《大气污染控制法》进行了修订,其中,第三十五条规定了环保、交通、渔政部门共同管理机动车的年检,环境保护部门负责对在用车的抽检路检工作。这种政策的提出确实可以对现有车辆进行一定的控制和规范,但是对于新车的污染排放检测明显存在漏洞,监管制度缺乏,监管力度不严,随着大量新车的出现,空气污染一度造成不可控制的现象。因此,真正的改善人们的生存环境,调节空气质量,需要环保、公安、交通、城建等多个部门联合行动,首先制定合理的法律法规,明确每一个部门的职责和权限,不断完善管理体制。比如:以政府部门为核心,环保部门作为主体,交通、公安等职能部门积极辅助,协调统一,对汽车的生产、运行、维护、管理等关节统一规划,确保减少汽车尾气排放,促进空气环境的改善。
2.2 控制汽车数量
我国是一个人口大国,随着人们生活水平的提高,汽车已经成为家庭的必备,公车也成为企事业单位必备的出行工具,而大量汽车的出现,必然导致大量的污染物产生,因此,空气汽车排放尾气对空气的污染,空气汽车数量是一个必须重视的途径。需要从以下几方面要求政府职能部门作出工作:首先,空气汽车总量,实施科学规划,其中控制汽车总量不是对汽车生产的数量进行控制,而是对高排放、高污染的汽车进行限制,鼓励人们从低碳环保的角度促进汽车的生产和销售;其次,对超过使用年限的车辆强行报废,因为车辆的老化和陈旧产生的空气污染物会更加严重,强化报废车销毁才能减少污染物排放,从而促进汽车工业的发展;另外,从环保的角度倡导人们低碳出行,提倡做公交出门、地铁出行,利用这种方式减少机动车上道,从而减少行驶过程中产生的污染气体。
2.3 优化汽车工艺
治理汽车尾气排放对空气造成的污染,需要从源头上进行控制,加强汽车工艺的发展与制造,倡导性能好、噪音低、耗油少、污染轻的汽车制造工艺,尤其是发动机的制造工艺,进行充分的优化,可以很大程度降低排放污染。同时,对于汽车维修部门进行行业管理,保证维修技术和维修部件以低碳环保为主,减少汽车排放尾气中污染物质的产生,对于驾驶学校进行规范,提高驾驶人员的技术操作,事实证明驾驶技术与汽车尾气的排放有着直接关系,汽车驾驶中发动机良好的启动、加速、减速等,都会减少污染物的排放。
3 结束语
总之,面对目前城市建设中汽车尾气排放污染对空气质量的严重破坏,我国有关部门必须采取行动,改善道路环境、减少车辆上路、提高汽车工艺,并积极进行综合治理,确保汽车尾气的排污点降到最低,以减少污染物对空气和人们的身体健康带来的危害。
参考文献:
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[2]李复平.积极采取有效措施,不断增强公众环保意识[J].北方环境,2011(11).
[3]陈瑜,彭康. 我国城市机动车尾气污染现状及防治对策[J].广东化工,2011(07).
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关键词:汽车维修;汽车尾气;污染治理;策略研究
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)16-020-01
中国经济近些年来迅猛发展,汽车行业也随之迅猛发展。汽车给人们带去便利,也对环境造成一定的污染,特别是城市中大量增加的汽车数量,使得环境污染日益严重。因而通过对汽车维修技术与汽车尾气污染处理方面进行深入的分析探讨,对于我国环境的改善具有十分重要的现实意义。
一、汽车尾气污染治理的重要意义
现今人们不断了解、研究、开发自然,使得大自然环境污染的情况日益加重,这也成为世界各地重点关注的问题,特别是交通较为发达的国家。国内大气层的污染非常严重,而汽车尾气排放污染是大气层污染的最为主要的原因。我国汽车行业的迅速发展,使得城市的汽车数量迅速增长,交通发达的一些城市,也由于汽车数量增多而造成大气层污染非常严重。部分城市虽然通过规定汽车尾气排放标准来限制汽车尾气排放量,但是此类方式对于合理有效治理汽车尾气排放需要长时间进行。现今世界各地都必须重视汽车尾气污染的问题,寻找合理、有效的治理方式去解决。
二、汽车维修与汽车尾气污染治理策略
国内的相关人员在进行排放汽车尾气超标因素的研究中发现,大多数造成汽车尾气超标的原因是:汽车的车主并没有根据国家对于汽车维修、维护的标准进行,缺少环保意识;汽车维修公司所用的检测仪器配备缺乏相对的条件,使得汽车检测缺乏规范性;汽车车主使用质量不高的燃油,使得汽车燃烧效果差;维修技术落后等等问题。根据汽车尾气排放过多的因素进行分析,可以得知汽车维修和汽车尾气污染有紧密的关系。
1、基本原则
汽车尾气污染治理需要通过系统全面、长时间的进行,也需要工作人员和技术人员的协调、配合以及积极参与。针对尾气污染问题,从各个方面进行治理,以达到降低汽车尾气排放量的目的。如今我国的汽车尾气污染治理主要通过以下两个方面进行:一在国家相关政策和部门的监管下,加强监督,并且对于汽车尾气排放进行合理、有效的专项治理,使得汽车始终处于稳定、正常、安全的驾驶状态,使得汽车尾气污染量得到减少,大气污染得到降低。二是针对汽车维修技术进行改进,对于汽车的维修质量进行监管以及严格的把控,保证汽车维修的质量、效率,使得汽车在驾驶中,汽车尾气排放量得到降低。
2、存在问题
在汽车维修中,特别是对于汽车尾部的维修,必须要使用发动机转速表、废弃分析仪、烟度计等等仪表、仪器进行维修。汽车维修时,维修人员必须使用仪器、仪表对汽车尾气排放进行精确的检测,促进汽车排放问题的有效解决。然而我国的大部分汽车维修公司,对于仪表、仪器使用过程中欠缺合理、有效、正确的配备方式。少部分维修公司仅仅只是具备仪器、仪表,在使用中并没有正确的使用和维护。从而使得仪表、仪器设备不能有效、合理、正确的利用,也不能使得仪器仪表的检测作用得到完美的发挥。
汽车尾气污染治理的最重要的环节是汽车维修技术。汽车维修的质量也受到汽车维修技术的影响,而汽车尾气排放量也受到汽车维修技术的影响。所以,汽修维修公司必须对相关人员和技术人员的技术水平进行理论知识以及实际操作能力的提高,使得汽车维修质量得到保证。在私有企业中,各个股份制、国有、集体企业的技术水平差异性很大,特别是针对汽车尾气排放的仪器仪表的使用,大多数企业技术人员缺乏系统了解,更不论如何正确使用仪表仪器进行过尾气污染治理了。一些相关人员对于汽车维修工作缺乏二级维护的认识,造成工作效率、质量低下,直接导致汽车尾气排放量不达标的问题出现。汽车相关维修技术人员为在维修过程中更加省力、省时、省事,不进行二级维护,使得汽车尾气排放量达标保质期时间缩短。
3、汽车尾气污染治理与汽车维修的关系
我国汽车行业迅速发展,使得其他相关产业也迅速发展,特别带动汽车维修行业快速发展。所以国家相关部门,应当对汽车维修质量、效率等方面进行监管和控制,推动我国汽车尾气污染治理。
我国相关法律法规对于汽车的尾气排放量有明确的规定。而如今汽车尾气污染成为了世界各国的重要任务。我国政府部门应当根据汽车尾气污染问题,对其制定相关的法律法规,合理、有效治理汽车尾气污染,为其提供法律保护。对汽车生产企业,进行汽车尾气排放量的强制规定;及时更新汽车维修技术,推动汽车尾气污染工作的进行,使得汽车企业以及维修企业环保意识得到增强,自主的、积极的、参与污染治理。
汽车维修公司应当对相关人员水平基础水平以及实际操作水平进行提高,对其维修流程进行明确规范。因为汽车维修质量受到汽车维修人员技术水平的直接影响。相关汽车维修公司必须对相关人员进行定期培训,使得汽车维修人员的技术能力和知识能力得到提高,树立环保意识,调动起维修人员的积极性,发挥主观能动性以及聪明才智,对汽车维修技术进行创新,推动汽车尾气污染工作的治理。
此外,还必须对其汽车维修的流程进行严格的规范,特别是汽车维修完工后的二级维护,需要更加专业、用心、细致,因为汽车尾气排放量的达标跟二级维护工作有密切的联系,只有完善工作,才能实现尾气排放减少。汽车维修公司的高层管理人员必须在培训中,保证二级维护人员的环保意识得到提高。对于汽车尾气检测仪器、设备进行各方面的完善,保证汽车尾气排放量调试正常,认真、用心、仔细地维修各辆汽车,使得汽车尾气排放符合国家排放标准,推动汽车尾气污染治理工作高效、合理的进行。
结束语:
汽车在现今经济发展迅速的时代,给人们带来许多便利,但是也给人们带来许多危害。汽车尾气排放污染环境,所有人都有责任保护环境。文章通过目前汽车尾气排放污染质量存在问题、基本方法、汽车维修三方面进行探讨,找寻有利于保护环境的方式。人们应当对于汽车维修人员的检查、维修工作,给予积极的配合,对汽车进行定期的检查维修以及保养,还应当对于国家相关法律法规进行了解并遵守,保护环境,使得私家车使用量减少。
参考文献:
[1] 王红云.浅谈防治城市汽车尾气污染之责任[J].环境教育,2012.07.
关键词:汽车尾气;大气污染;环境保护;绿色工程
中图分类号:X734
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)17-0115-02
汽车是现代文明的标志,它的蓬勃兴起已有100多年的历史。随着社会经济和城市化进程的快速发展,汽车的数量也随之迅速增加并已成为现代人类重要的交通工具。汽车的出现促进了全球经济和社会的发展,但也为能源和环保带来了一系列严重的问题。汽车排放的有害物质带来了大气污染,对自然环境和人类的健康构成了极大的危害。
1 汽车尾气中污染物的有害物质分析
当你置身在川流不息的车流中时,你可能会闻到一股刺鼻的怪味,这就是汽车排放的尾气。汽车排放源主要来自尾气排放、燃油蒸发排放和油箱通风三个方面。燃油蒸发排放和油箱通风所造成的污染相对第一项要小得多,因此汽车排放主要来自发动机燃烧产生的尾气。研究发现汽车尾气中有上百种不同化合物,可大致分为气体和颗粒物两大类,多数物质对人体具有危害性。目前人们已从汽车尾气中分离出80多种有害物质,最有代表性的污染物为:燃烧不完全的或未燃烧碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳、硫化氢以及微量的醛、酚、有机酸、苯和硫化物等有害气体。颗粒物包括:碳黑、焦油和铅、磷、重金属等。据统计一辆汽车一年排出的有害废气比自身重量大3倍,可见汽车尾气已经成为城市大气环境的首要污染源。
2 汽车尾气的污染物对环境和人类的危害分析
2.1 固体悬浮颗粒
固体悬浮颗粒由多种污染物组成,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,可引起咳嗽、哮喘、支气管炎等疾病。近些年呼吸系统疾病和癌症多发的原因与空气中固体悬浮颗粒有着密不可分的联系。
2.2 一氧化碳
目前空气中的一氧化碳有80%来自汽车尾气。一氧化碳是一种无色无味的有毒气体,与血液中血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。阻碍血液吸收氧气和输送氧气的功能,危害中枢神经系统,使人反应迟钝记忆力下降,重者危害血液循环系统导致生命危险。当空气中一氧化碳的浓度达到50UL/L以上时,冠心病患者就会感到胸痛,还可以引起头痛、恶心、脑溢血等症状。它所引起的公害被称为汽车尾气第一公害,所以长期生活在一氧化碳的环境中对城市居民身体健康是一个潜在威胁。
2.3 氮氧化物
是有强烈毒性的气体,特别是对呼吸系统有危害。氮氧化合物通过呼吸进入肺部形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和伤害以致引起肺部病变支气管炎及肺气肿等。长时间在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中,即可造成人的呼吸系统功能失调免疫力下降。
2.4 碳氢化合物
碳氢化合物是不完全燃烧的排放物,碳氢化合物和氮氧化物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾并包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激上呼吸道黏膜和眼睛,使人感觉到呼吸系统不适进而引起急性喘息症,此外还能阻碍血液输氧的功能造成组织缺氧现象。
2.5 铅
铅是有毒的重金属元素,汽车用油因掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅,经燃烧产生的化合物均为有毒物质。据统计城市空气中的铅60%以上均来自汽车含铅汽油的燃烧。铅在废气中呈微粒状态并随风扩散,经呼吸系统进入人体后沉积于肺的深部被吸收,作用于神经系统、造血系统、消化系统和骨骼肝肾等器官。铅在人体各器官中积累到一定程度,会阻碍血液中红血球的生长,使人体正常造血功能降低进而引发血液系统疾病,损伤肝、肾等重要器官的功能。使人出现贫血智力障碍牙齿损害等铅中毒症状。由于铅尘比重大在1米左右高的空气中积聚量多,因此对儿童的生长和智力造成的损伤最大。
尾气不仅危害人体健康,还会对人类生活的环境造成破坏。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味,当它达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生,造成土壤和水资源酸化生态环境遭到破坏,并使一些植物发育异常,影响农作物和森林的生长。尾气产生的二次污染叫光化学烟雾,散发在空气中使大气的能见度降低,妨碍交通导致汽车追尾等交通事故。近年来全球气候变暖对人类生存带来了很大的影响,冰川消融、海平面将升高、厄尔尼诺现象等都对人类的生存环境带来了严峻的挑战。
3 汽车尾气污染的防治及采取的策略建议
目前对汽车尾气的控制和治理已成为世界重要课题,有效地控制尾气的排放,对改善城市日益恶化的大气质量有深远的意义,是一个广泛的社会问题和复杂的技术问题,需要方方面面的共同努力。
3.1 倡导绿色工程,提高人们环保意识
首先要加强对环境保护重要性的宣传,提高全民族环保意识,倡导更多的人加入到保护环境的行列中来。同时政府要使公共汽车、地铁等公共交通工具迅速发展起来并加以扶持,向市民提倡尽量使用公共交通工具或骑自行车或步行等,代替使用私家车可以减少废气。依靠国家的政策法规,号召公民把参加环保的年度检测当成硬性指标来完成,坚决不允许未达标的车辆上路行驶。对一些汽车数量已严重超载的城市,政府部门应采取有力的调控措施控制燃油汽车的数量,使之控制在生态平衡允许的范围内。
3.2 加强监管力度,提高燃油质量
国内外很多城市的先进经验表明,提高燃油的质量和尾气排放标准,能够化解汽车尾气排放所导致的环境污染。要加大技术监管部门的力度,制定严格的质量检验标准。禁止使用污染环境的含铅汽油,把汽油的硫含量降低到国家规定的标准范围内。严格禁止未达标的汽油流入市场。同时应大力推广生产乙醇汽油,因乙醇汽油是用稻草、甘蔗、小麦等原材料制造的,既环保又经济,节省能源。
3.3 以创新研究为主导,进行技术推广
控制汽车尾气污染措施有很多方面,如使用清洁能源来改变汽车的动力,研制开发电动汽车代用燃料汽车,另外还可以研制用太阳能代替汽油的汽车,可以改进操作条件改进气燃料油的比例和内燃机设计等。在此基础上还应继续加快研制先进的汽车尾气处理技术,可在汽车排气系统中安装机外净化装置使汽车尾气得以净化。对不符合尾气排放标准的汽车进行淘汰或改造,目前在汽车排气尾管安装催化转化器是被广泛采用的方法,也是机外尾气净化的有效方法之一。另外改善燃烧室结构,采用新技术推广以天然气为燃料的燃气汽车,对燃油供给系统和汽车动力装置进行改进,解决发动机动力性能不足储气瓶占用空间大的问题,都能达到净化环境减少尾气污染的目的。
4 结语
增强全民族的环保观念,加快治理环境污染,是未来社会发展中人类面临的重大课题之一。在人类共同努力下,一定能尽快研制出科学环保有效的尾气净化技术,为创造一个绿色健康的环境发挥更大的作用。
参考文献
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[2] 华爱红,李丽,丁国良.浅谈汽车尾气污染的危害及防治措施[J].科技资讯,2007,(4).
关键词:发动机;尾气;治理
abstract: with the social development of china's automobile industry has been more and more attention. automobile exhaust emissions also brought serious pollution to the environment, human life and health caused serious harm. fundamentally to solve this problem, we should start from the reality, many aspects to understand the automobile exhaust has what harm, harm to fundamentally solve the automobile exhaust brings to the development of the society, we should understand the importance of tail gas treating, targeted to make effective governance, effective measures of control emission, so as to create favorable conditions for social progress.
keywords: engine exhaust; governance;
中图分类号: [te991.1] 文献标识码:a文章编号:2095-2104(2013)
一、汽车尾气排放治理的重要性
汽车排放是指从废气中排出的co(一氧化碳)、碳氢化合物和氮氧化物、pm(微粒,碳烟)等有害气体。它们都是发动机在燃烧做功过程中产生的有害气体。废气中含有 150~200种不同的化合物,其主要有害成分为:未燃烧或燃烧不完全的ch、氮氧化物、co、co2、so2、h2s以及微量的醛、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等。由于混合气不均匀、燃烧室冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。氮氧化物是燃料(汽油)在燃烧过程中产生的一种物质。pm也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质。
汽车尾气的危害程度主要取决于汽油的成分。过去,车用汽油通常都用四乙基铅作为防爆剂,这样的汽油叫做含铅汽油。含铅汽油使汽车排放的尾气中含有较高浓度的铅,对人体健康危害严重。在我国,无铅汽油是指含铅量在o.013g/l以下的汽油。所以说无铅汽油并非铅含量为零的汽油,因此,汽车尾气中仍然含有少量的铅。
目前国内的治理方法有三种:一是改变发动机性能;二是加装机内或机外净化装置,三是改用清洁燃料。
当今世界先进国家还成功地运用了燃油添加剂技术,使燃油成为不产生胶质和积炭的清洁型燃油,有效地降低了尾气污染。
二、对有害气体排放治理措施
(一)汽车尾气净化器
1.治理流动的污染源
随着汽车产量的猛增,汽车排放的尾气成了流动的污染源,对大气的危害十分严重。为了消除这一严重的社会公害,美、欧、日等国家和地区相继制定了严格 排放法规。因此,治理或控制汽车尾气排放,已成为全球保护环境急待解决的重大课题。
2.汽车尾气的净化
所谓汽车尾气净化就是采取种种有效措施,减少污染物的排放和使排放废气中的co、 hc、氮氧化物分别被氧化或还原,生成无毒的co2、h2o和n2。
一般来说,实现汽车尾气净化有两种方法:即发动机内部控制和发动机外部净化。机内控制就是利用发动机本身工作过程来降低汽车排放污染物。外部净化就是装在发动机外部装尾气净化器。
3.尾气净化器的工作原理
众所周知,尾气净化器的核心部分是催化剂,其工作原理是利用排放废气中残余的氧和排气温度,在催化剂表面进行氧化、还原反应,使有害物质co、hc和氮氧化物转变成无毒害 的co2、h2o和n2,从而减少了对环境的污染。
(二)尾气净化催化剂——三效催化剂twc(three-way catalyst)
汽车尾气的主要有害成分是碳氢化合物、一氧化碳(co)和氮氧化物。这三种物质对人体都有毒害。消除汽车尾气中这些有害成分的方案主要有两种:一种是改进发动机的燃烧方式以减少有害气体的排放;另一种是采用催化转化器将尾气中的有害气体净化。汽车催化转化器有两种类型,一种是氧化型催化反应器,使尾气中的碳氢化合物和co与尾气中的余氧反应,生
成无害的h2o和co2,从而达到净化目的。由于对氮氧化物等污染物排放标准的强制化和降低燃料消耗的要求,一方面应尽量控制空燃比在14.6附近运转,另一方面应采用控制点火时间和废气再循环等方法,以减少尾气中的氮氧化物。然而这些方法的缺点是往往会增加尾气中的碳氢化合物和co。为了解决这个问题,出现了三效催化剂(英文名为three-way catalyst),简称twc。这种催化净化器具有较高的净化率,但需要有氧传感器、多点式燃料电子喷射、电子点火等闭路反馈系统相匹配。这种催化净化器是利用尾气中的o2、氮氧化物为氧化剂,co、碳氢化合物(以ch2为代表)和h2为还原剂,在理论空燃比附近可发生如下反应:
2co+o2=2co2
2co+2no=n2+2co2
2ch2+6no=3n2+2co2+2h2o
2no+2h2=n2+2h2o
三效催化净化器的优点是净化率与燃料经济性都比较好,主要问题是成本费用昂贵。由于柴油机排放的气体中残留的氧较多,使氧传感器的控制不灵敏,故三效催化净化器一般不用于柴油机,而只适用于汽油机。
(三)电控补气装置对有害气体的处理
1.安装电控补气装置的意义
为了改善化油器发动机在怠速、高怠速和中小负荷工况下的尾气排放,在排气歧管装氧传感器,在发动机冷却液中装水温传感器。氧传感器把上述状况废气中含氧量多少的信息输人电脑。电脑根据水温传感器提供的发动机工作温度信息,当水温在60℃以下时,对补气量适当加以修正,以达到较理想的空燃比,减少有害气体排放的目的。
2.电控补气装置的特点
(1)对改进化油器发动机的尾气排放有一定效果,主要是指co、hc排放有改善作用。
(2)电控补气装置要求被改造的发动机供油系、点火系、配气机构、曲柄连杆机构应处于良好的技术状态。
(3)电控补气装置对发动机尾气排放污染物no没有控制作用。为此,北京市政府明确规定,凡改装电控补气的车辆应同时加装相匹配的三元催化转换器,才能起到较好的净化尾气排放的作用。
3.使用注意事项
减少发动机冷启动的次数和加浓混合气的操作。
按要求对发动机的供油系、点火系和有关机件维护,使其经常处于良好技术状态。
及时发现发动机工作状况的异常变化。
定期检测尾气。
加注质量可靠的汽油。
三、对发动机尾气的利用的可行性
(一)机动车尾气废热应用于汽车的可行性
汽车尾气是属于雾状的气体,其成分主要为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物,另外还有一些其它杂质。在400~500℃时,其密度与室外空气差别不大,因而在估算的情况下,其比热与密度都取空气在常温下的值。
在重型货车以及重型机械设备中利用发动机尾气废热进行吸收式制冷与吸附式制冷是可以满足室内空调负荷的,这是由于重型货车以及重型机械设备的驾驶室较小,发动机的废气排放量大,单单利用废热回收的吸收式或吸附式制冷设备的制冷量便可以满足室内冷负荷的需求。轻中型客车中为满足室内负荷所需要的尾气温度降很大,而在实际客车中不可能达到这么大的温降,因此单单利用发动机尾气废热进行吸收式与吸附式制冷无法满足室内负荷,必须加以辅助设备。因此在重型货车以及重型机械设备中进行利用发动机尾气废热进行制冷的吸收和吸附式制冷是有意义的。
(二)量子发动机 利用汽车尾气热能
美国德克萨斯a&m大学的物理学家斯卡利提出一个创新想法,利用一个量子加力燃烧室,将尾气中的热量转化为激光,从而给汽车发动机提供更高效的动力。
据1月30日英国《自然》杂志报道,斯卡利目前正试图研制一个真正的“量子发动机”,以验证其理论的可行性。斯卡利打算在汽车尾气排气管上增加一个光激射器和一个微波激射器,他说,一旦尾气中的高能量分子的数目异常增多时,两个激射器就会产生辐射,形成激光。
实现能级粒子数反转是产生激光的先决条件。粒子数反转,就是处于高能级(或激发态)的粒子数比处于低能级的多。当其受激以光子形式释放出来时,同时也释放出能量。
要想获得粒子数反转,必须使用多能级系统。斯卡利说,汽车尾气中的分子有三种不同的能级,量子加力燃烧室就是依靠这个三能级系统来工作的。微波激射器能吸取尾气中的部分热量,使处于中间能级的分子失去能量而跃迁到低
层能级,这样处于高层能级的分子数就相对增多,从而出现粒子数反转状态,激光也随之产生。
斯卡利表示,他是基于普通四冲程内燃机的循环原理提出这一理论的。普通四冲程内燃机的活动活塞可将燃料吸进汽缸然后压缩点火,燃料受热膨胀后推动活塞向外,产生的热量随废气一并排出。经斯卡利改良的“量子发动机”则可充分回收并再利用废气中的热量,从而提高发动机的效率。
四、汽车发动机有害尾气净化处理技术
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。除了开发在机内净化技术外,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,开发新型的汽车(即无污染物排放的机动车),从控制燃料使用标准入手。
(一)汽车燃油的改进
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。
2.掺入添加剂,改变燃料成分。
3.选用恰当的添加剂-机械摩擦改进剂。
4.采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。
5.采用多种燃料作为汽车燃料来源。
6.节约能源,有利环境,大力推广车用乙醇汽油。
(二)汽车发动机内部的调试,可减少尾气污染物的排放量
1.减少喷油提前角。减少喷油提前角,可降低发动机工作的最高温度(1500摄氏度),使nox的生成量减少。
2.改善喷油器的质量,控制燃烧条件(燃比、燃烧温度、燃烧时间),可使燃料燃烧完全,从而可减少co、hc和煤烟。
3.调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧,从而也可以减少co、ch和煤烟的生成。
(三)发动机外部尾气净化措施
即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。
1.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)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间。
2.水洗:通过水箱,使汽车尾气中的碳烟粒经过水洗和过滤及蒸汽的淋浴,可只对粘在碳粒上的有毒物质,使碳粒子胀大而给予去除。
(四)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。
(五)加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
1.淘汰旧车,采取报废迎新。
2.严格执行国家质量技术标准,控制燃油标准。
(六)其他有效的治理方法
1.实行车辆分流行驶。
2.开辟地铁,施行电力牵引行驶。
3.今后现代化的城镇建设,还应考虑自身的循环、多功能的结构形式。4.加强和提高人们对保护环境的意识-从自己做起,从家庭做起。
上述汽车尾气的排放是大气环境污染的一个重要组成部分。但是,个人与家庭的污染占大气环境污染源一定的比例。人们生活中制造的垃圾、废气、废水在人们享受便利的同时也使大气环境污染日益加剧,这是我们不可忽视的一部分。
参考文献:
[1] 杨良宜《汽车尾气排放控制技术》,北方工业出版社2005年11月第一版。
[2] 黄亚英《未来汽车新技术》,汽车爱好者出版社2006年第3期。
[3] 刘定华《汽车百科全书》,中国汽车技术论坛2004年第2期。
[4] 何波《环境治理与规划》,人民交通出版社2006年版。