谈柴油车辆尾气处理.pdf

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1997年,中国国家环境保护局公布了1996年度中国城市污染物超标人口百分比和超标城市百分比 1,如图1、图2所示。图11996年度城市暴露于空气污染物超标水平的人口百分比图21996年度空气污染物超标城市百分比愈来愈多的人已认识到,环境因素是影响人们健康和造成死亡的主要因素之一。1995年全国人口总死亡率为675人/10万人,脑血管疾病是城市居民的首要死亡原因,死亡率为130.48人/10万人;恶性肿瘤的死亡率为128.58人/10万人;呼吸系统疾病的死亡率为92.54人/10万人 2。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,占城市大气污染的62%以上;北京市大气中50%CO、80%HC 和50%NOx 来源于机动车尾气。由于柴油机有较好的燃油经济性和可靠性,已较多地作为工程车辆、建筑车辆、运货车辆的动力源,在汽车上应用柴油机也有增加的趋势。但是,近几年柴油车辆的污染受到日益尖锐的批评。一个重要的原因,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,微粒排放量是汽油车辆的50倍 3。这些悬浮粒子属 小于2.5Lm 的细微粒子,当柴油车辆低速或减速行驶时,其细微粒子的排放量是汽油车辆的2090倍,是天然气汽车的60370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(NOx)的法规 4表1国外重载运货车柴油机污染标准(克/马力小时)北美洲日本欧洲联盟1994年NOx5.0PM 0.10NOx5.81(直喷)PM 5.070.71NOx5.97PM0.271996NOx5.22PM0.111998NOx4.0PM 0.101999推荐NOx3.36PM 0.19推荐NOx3.73PM 0.0752004NOx2.0试验循环瞬态速度/负载日本13工况欧洲13工况试验燃料硫0.030.05%十六烷值4048硫0.05%1995十六烷值最小45硫0.2%94.10.10.05%96.10.1十六烷值49531995年,我国机械工业部系统内燃机生产量为17111万千瓦,其中柴油机11076万 kW;农机系统生产内燃机922万台近11000万 kW,加之80%以上拖拉机、农用车辆又用于农村、城郊运输,其排烟明显26 建筑机械 1998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路车辆排放,重视控制柴油车排放。采用先进技术、开发清洁能源内燃机、电动车辆等措施均可控制污染。本文仅谈谈采用催化剂、滤烟器对柴油车辆尾气进行净化。2车辆的尾气污染2.1尾气成因及其影响当前,车辆燃料的主要成份是碳氢化合物,有时有少量含氧添加剂。完全燃烧应产生CO2和 H2O,燃烧不完全就产生 CO未燃碳氢化合物及微(颗)粒等。燃烧时空气过量、温度过高将产生 NOx。燃烧中的硫,经燃烧生成含 SO2和硫酸的排放物,造成酸雨污染。CO2无毒但产生温室效应。约有2%的燃烧产物是有毒的。燃烧成分如下示 5无毒的有毒的CO2 15%+H2O 10%+N2 72%+O2 11%+CO 1%+HC 0.5%+NOx 0.5%+PM 0.5%2.2柴油车辆的尾气污染由于柴油的燃烧性能,造成尾气中微粒物的排放很高,见表2 3。表2汽油车与柴油车有害物排放对比污染物柴油车汽油车CO 0.1%10%HC 300ppm 90%NOx30%。寿命50000km。5.2桂林内燃机排气净化催化剂载体种类有 C Al2O3、堇青石陶瓷蜂窝、金属蜂窝、金属网片,适用于机动车排气净化。1991年开发稀土贵金属过渡金属复合氧化物催化剂,1994年开发 GR6B 催化剂。起燃温 度:在富 氧条件 下,CO120 150,HC200250。能经受1000温度下长时间热冲击,有较强的抗铅、硫中毒能力。净化率:满足 GB14761.593 排放标准使用寿命:颗粒催化剂 30000km,陶瓷蜂窝催化剂 50000km,金属催化剂 100000km。5.3湖南省常德市机动车稀土净化消声器稀土金属催化剂,耐750高温,用于农用机动车。净化率:CO80%,HC85%,烟雾75%.使用寿命:40000km。5.4江苏省无锡市汽车尾气净化消声器稀土加微量贵金属催化剂,蜂窝陶瓷载体。怠速净化率CO、HC 70%全工况净化率CO、HC 70%,NOx 30%起燃温度250,上限温度950使用寿命3000050000km参考文献11996年环境质量通报.北京:中国国家环境保护局,1997年5月21996年中国环境年鉴3白旭明.车辆排放污染物与控制.建筑机械,1995(10):25314S.T.Gulati etal.Ceramic Wall-Flow Filters and Oxida-tion Catalyst Supports for Diesel Exhaust Aftertreat-ment.China,19975AVL 排放测试系统,19976 CuttingDiesel Vehiclepollution.Johnson MattheyCatalytic Systems Division,1997(Fourth Edition)7DieSel Oxidation Catalysts.Germany,19978Barry J.Cooper.汽车废气净化催化剂从早期到现在.中国,19979胡志成、约翰.穆尼(美国).综述.中国,1997作者地址:北京市展览路1号邮政编码:100044收稿日期:1998.1.1329 建筑机械 1998年第8期