汽油机废气处理

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1、3.4 汽油机废气净化及后处理技术v3.4.1 废气排放污染物的危害v3.4.2 汽油机废气有害排放物的生成机理与影响因素v3.4.3 汽油机废气机内净化措施v3.4.4 汽油机废气后处理技术3.4.1 废气排放污染物的危害v一氧化碳CO的危害；v氮氧化物NOx的危害；v碳氢化合物HC的危害；v微粒PM对人类的危害。内燃机废气排放物的组成v内燃机排气中基本成分是二氧化碳、水蒸气、过剩的氧气、及存下的氮气，它们是燃料与空气完全燃烧的产物，从毒物学的观点看，它们是无毒的。v排气中还含有不完全燃烧及燃烧反应的中间产物，包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx、二氧化硫SO2、微粒（铅化物、

2、黑烟、油雾等）、臭气（甲醛、丙烯醛等）等。这些污染物总和，在柴油机中不到废气总量的1%，在汽油机中随不同工况变化较大，有时可达5%左右，大部分有毒，或有强烈的刺激性、臭味和致癌作用，因此列为有害成分。一氧化碳CO的危害vCO是一种无色无味的气体，它和血液中输送氧的载体血红蛋白的亲和力是氧的240倍。CO与血红蛋白结合成羟基血红蛋白，就剥夺了血红蛋白对人体组织的供氧能力。氮氧化物NOx的危害v内燃机废气中氮氧化物绝大部分是NO，少量是NO2。NO是无色气体，高浓度NO能引起中枢神经的瘫痪及痉挛，在大气中缓慢氧化成为NO2，成褐色，具有强烈的刺激气味，对肺和心肌有很强的毒害作用。vNOx是形成光化

3、学烟雾的主要成分。碳氢化合物HC的危害v内燃机排气中HC浓度随着工况与试验条件的不同差别很大，可由几十ppm到1万多ppm，但和CO相比还低得多。v碳氢化合物对人类危害最大的是环芳烃，尤其是3.4苯并芘，是一种很强的致癌物质。v排气中甲醛和丙烯醛能强烈刺激眼睛及呼吸器官。vHC也是造成光化学烟雾的主要成分。微粒PM对人类的危害v排气中微粒是指经过空气稀释、温度降到52后用涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维滤纸收集的除水以外的物质。柴油机排出的微粒大多小于0.3m，其主要成分是碳及其吸附的有机物质。吸附物中有多种PAH，具有不同程度的致癌作用。v2 m以下的碳烟吸入肺部会沉积起来，而0.10.5 m的碳烟

4、对人体的危害更大，除了致癌作用外，这种炭烟吸入肺部，会导致慢性病、肺气肿、皮肤病及变态性疾病。v颗粒越小，悬浮于空气中的时间越长，被人体吸入的可能性越大。3.4.2 汽油废气有害排放物的生成机理与影响因素v一氧化碳CO的生成机理与影响因素v碳氢化合物HC的生成机理与影响因素v氮氧化物NOx的生成机理与影响因素一氧化碳CO的生成机理vCO是碳氢化合物在燃烧过程中生成的中间产物。v控制CO排放的主要因素是可燃混合气的过量空气系数a。在浓混合气中a小于1，随减小而CO不断增加；在稀混合气中， CO很低，在a 1.01.1之间，CO随略微变化。v凡是影响过量空气系数的因素都是影响CO生成的因素。一氧化

5、碳CO生成的影响因素v进气空气温度T0的影响：进气温度上升，大气密度下降，而汽油密度变化很小，对化油器发动机，随进气温度升高，混合气加浓。v大气压力p的影响：大气压力下降，空气密度下降，同样大气压力的变化会影响混合气过量空气系数。v进气管真空度的影响：当汽车急剧减速时，发动机真空度大于负63kPa，停留在进气系统中的燃油迅速蒸发进入燃烧室，组成混合气过浓。CO显著增加到怠速时的浓度。怠速转速对汽油机CO生成的影响v怠速转速的影响：提高怠速转速，可有效降低CO排放，但怠转速过高，机械噪声会增加。v一般从净化的观点，希望怠速转速规定的高一点好。汽油机工况对CO生成的影响v汽油机在部分负荷运转时，混

6、合气的a接近1，CO排放量不高。但多缸机如果a不同，仍会有的气缸a 350 热转换器工作原理v氧化催化转换器对NOx无效，因此需要事先在燃烧室内对NOx进行削减。氧化催化方式有将空燃比设定在过浓区和稀薄区。v将空燃比设在最大功率附近的过浓区，汽油机性能下降不多，但CO、HC则增加很多。因此用空气泵将空气送入排气中，使CO、HC在氧化催化转换器内进行稳定氧化反应。v将空燃比设定在稀薄区，汽油机功率有所下降，但经济性好，CO和HC较少，二次空气量可减少。v一般增加EGR对NOx进行净化。双床催化（氧化还原）催化转换器v双床催化转换器双床催化转换器是先利用排气中的还原气体CO、HC来还原NOx，然后