汽油机废气处理ppt课件.ppt

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1、3.4汽油机废气净化及后处理技术3.4.1废气排放污染物的危害3.4.2汽油机废气有害排放物的生成机理与影响因素3.4.3汽油机废气机内净化措施3.4.4汽油机废气后处理技术3.4.1废气排放污染物的危害一氧化碳CO的危害；氮氧化物NOx的危害；碳氢化合物HC的危害；微粒PM对人类的危害。内燃机废气排放物的组成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。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

2、化合物HC、氮氧化合物NOx、二氧化硫SO2、微粒（铅化物、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CO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的危害内燃机废气中氮氧化物绝大部分是NO，少量是NO2。NO是无

3、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。NOx是形成光化学烟雾的主要成分。碳氢化合物HC的危害内燃机排气中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。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。排气中甲醛和丙烯醛能强烈刺激眼睛及呼吸器官。HC也是造成光化学烟雾的主要成分。微粒PM对人类的危害排气中微粒是指经过空气稀释、温度降到52℃

4、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0.3m，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。2m以下的碳烟吸入肺部会沉积起来，而0.1～0.5m的碳烟对人体的危害更大，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。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一氧化碳CO的生成机理与影响因素碳氢化合物HC的生成机理与影响因素氮氧化物N

5、Ox的生成机理与影响因素一氧化碳CO的生成机理CO是碳氢化合物在燃烧过程中生成的中间产物。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＝1.0～1.1之间，CO随略微变化。凡是影响过量空气系数的因素都是影响CO生成的因素。一氧化碳CO生成的影响因素进气空气温度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。大气压力p的影响：大气压力下降，空气密度下降，同样大气

6、压力的变化会影响混合气过量空气系数。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。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生成的影响汽油机在部分负荷运转时，混合气的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<1，增加CO排放量。全负荷特别是冷起

7、动时，混合气很浓，a可小到0.8甚至更低，CO排放量很大。汽油机加速时的突然加浓使CO排放迅速增加。汽油机加速对CO、HC排放的影响汽油机减速对CO、HC排放的影响碳氢化合物HC的生成与过量空气系数的关系汽油与空气的均匀混合气在过量空气系数等于1时，理论上不产生HC，但实际不是这样的（如右图），在a＝1，HC也相当高，并随a减小而迅速增加。当混合气过稀，由于燃烧恶化，甚至有些循环失火会使HC急剧增加，只有采取特殊措施（如组织快燃）才可能缓和这种趋势。汽油机HC生成机理冷激效应：燃烧室壁面对火焰的

8、迅速冷却使火焰产生的活性自由基复合，燃烧反应链中断，使化学反应缓慢或停止。狭隙效应是冷激效应的主要表现。汽油机燃烧室中各种狭窄缝隙如活塞、活塞环与气缸壁之间，火花塞周围等地方，生成的HC占总量的50～70%。油膜和沉积物吸附：在进气和压缩行程，气缸套壁面和活塞顶上的润滑油膜会吸附未燃混合气，在燃烧末期油膜会蒸发，但燃烧不完全，造成HC排放增加。容积淬熄：在起动和暖机工况，因发动机温度低，使燃油雾化、蒸发以及混合气形成变差，导致燃烧变慢和不稳