燃烧过程中污染物的生成机理

《燃烧过程中污染物的生成机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章燃烧过程中污染物的生成机理2.1氮氧化物的生成2.2CO的生成机理2.3HC的生成机理2.4颗粒物的生成机理2.5硫化物的生成机理2.6光化学烟雾的生成机理概述：主要内容了解汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NOx和微粒的生成机理；掌握其生成的影响因素。2.1氮氧化物的生成一氧化氮二氧化氮车用发动机排气中的氮氧化物NOx包含NO和NO2，其中大部分是NO，它们在N2在燃烧高温下的产物。NO的生成机理O2→2OO＋N2→NO＋NN＋O2→NO＋ON＋OH→NO＋HNO的平衡摩尔分数xNOe与过量空气系数Φa的关系NO的生成主要与温度和过量空气系数有关。Φa>1的

2、稀混合区，xNOe随温度的升高而迅速增大。Φa<1的浓混合区，xNOe随Φa的减小而急剧下降。结论：在稀混合气区NO的生成主要是温度起作用；在浓混合气区主要是氧浓度起作用。NO2的生成机理汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度相比可忽略不计，由于柴油机在低负荷及低转速时使生成NO2的被冷流体淬冷的区域很大，故在柴油机中NO2可占到排气中总NOX的10%～30%。NO＋HO2→NO2＋OHNO2＋O→NO＋O2NO在火焰区可以迅速转变成NO2。NO2只有在NO2生成后，火焰被冷的空气所激冷，NO2才能保存下来，因此，汽油机长期怠速会产生大量NO2。柴油机在小负荷运转时，

3、燃烧室存在许多低温区域，使NO2浓度增大。当量比为0.85时，为何是稀混合气？影响NOX生成的因素影响汽油机NOX生成的因素过量空气系数和燃烧室温度的影响Φa<1时，由于缺氧即使燃烧室内温度很高NOX的生成量仍会随着的降低而降低，此时氧浓度起着决定性作用。Φa>1时，温度起着决定性作用，NOX生成量随温度升高而迅速增大。最高温度通常出现在Φa≈1.1，且有适量的氧浓度，故NOX排放浓度出现峰值。Φa进一步增大，温度下降的作用占优势，NO生成量减少。残余废气分数的影响废气分数增大，减小了可燃气的发热量，增大了混合气的比热容，使最高燃烧温度下降，NO排放降低。点火时刻的

4、影响点火提前角的减小，NO排放量不断下降。喷油提前角减小，燃烧推迟，燃烧温度较低，生成的NOX较少。影响NOX生成的因素影响柴油机NOX生成的因素喷油定时的影响负荷与转速的影响NOX排放随负荷增大而显著增加。转速对NOX排放的影响比负荷的影响小。当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在燃烧室内不参与燃烧。它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少氧化氮的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而

5、增加。2.2CO的生成机理CO是燃烧过程中的中间产物，是最早被发现有害污染物之一。一氧化碳的生成机理汽车尾气中CO的产生是燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO。但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。图2-7甲烷与氧气混合气火焰中CO的摩尔分数分布汽油机一氧化碳的生成机理汽油机CO排放量xCO与及过量空气系数Φa的关系汽油机一氧化碳的生成机理Φa<1时，因缺氧引起不完全燃烧，CO的排放量随Φa的减小而增加。Φa>1时，CO的排放量都很小。Φa=1.0～1.1时，CO的排放量变化较复杂。由上图

6、可以看出柴油机一氧化碳的生成机理Φa=1.5～3，CO排放量要比汽油机低得多。大负荷（Φa=1.2～1.3）CO的排放量才大量增加。柴油机一氧化碳的生成机理燃料与空气混合不均匀，局部缺氧和低温，燃烧区停留时间较短，小负荷时尽管Φa很大，CO排放量反而上升。影响一氧化碳生成的因素理论上当AF=14.7以上时，排气中不存在CO，只有CO22.3HC的生成机理汽车的未然碳氢指由汽车排放的没有燃烧或部分的碳氢化合物的总称，通常用HC表示。2.3.1点燃式内燃机(汽油机)汽车HC来源未燃HC生成与排放的途径漏入曲轴箱的窜气中含有大量未燃燃料（曲轴箱泄漏）燃烧过程中未燃烧或燃烧

7、不完全的碳氢燃料（排气系统）燃油蒸汽（燃油供给系统）点燃式内燃机（柴油机）汽车HC来源压燃式内燃机(柴油机)的未然HC都是在缸内燃烧过程中产生的，即排气系统和曲轴箱泄漏。区别2.3.2汽油机未燃HC的生成机理碳氢化合物的生成机理火焰在壁面淬冷冷起动、暖机和怠速等工况下，壁面温度较低，淬熄层较厚，壁面火焰淬熄是此类工况下未燃HC的重要来源。狭隙效应火焰不能进入各种狭窄的间隙，便会产生未燃HC。润滑油膜对燃油蒸汽的吸附与解吸进气过程中，润滑油膜溶解和吸收了进入气缸的碳氢化合物。燃烧过程中，HC向已燃气解吸。燃烧室内沉积物的影响沉积物使HC排放增加。体积淬熄燃烧室中压