第5章_发动机排放污染及控制ppt课件.ppt

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1、第5章发动机排放污染与控制5.1大气污染及发动机排放5.1.1大气污染ISO对大气污染的定义：空气污染通常指人类活动及自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度，在大气中保留了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。自然过程:森林火灾、岩石风化、火山活动等福利:自然资源、生物、建筑物等。污染物分类一次污染物二次污染物第一类硫化物SO2、H2SSO2、H2SO4、MSO4第二类氧化物CO、CO2O3第三类氮化物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3第四类碳氢化合物未然烃、醛醛、酮、过氧酰基硝酸脂（PAN）第五类卤化物HF、HCl无5.1.2发动机排放的污染物及

2、其危害内燃机排放污染物：CO、HC、NOX（NO、N2O、NO2等）CO2、CH4PM(碳烟微粒)SOX、醇类、醛类(RCHO)﹑多环芳香烃(PAH)其他未知污染物.CO对人体的毒害COHb/O2Hb症状<0.1无症状0.1～0.2头痛、注意力下降、心慌0.2～0.3剧烈头痛、头晕、无力0.3～0.45呕吐、虚脱0.45～0.6昏迷>0.6死亡5.1.2发动机排放的污染物及其危害危害：5.1.2发动机排放的污染物及其危害危害：HC:破坏造血机能，引起贫血、神经衰弱，并降低肺对病菌的抵抗能力光化烟雾的主要产生源PAH致癌醛类对眼、呼吸道、血液有毒害5.1.2发动机排放的污染物及其危害危害

3、：NOX:吸入较多的NO会造成中枢神经障碍，破坏造血机能，引起贫血、神经衰弱，并降低肺对病菌的抵抗能力NO2被人体吸收后变为硝酸，硝酸与血红蛋白结合生成变性血红蛋白，对心、肝、肾都有不良影响。浓度在5ppm，能被感知，10～20ppm，有强烈的刺鼻味，50～300ppm，头痛出汗，300～500ppm，气管发炎，大于500ppm，肺浮肿而死亡。参与光化学反应会形成臭氧、醛和PAN。5.1.2发动机排放的污染物及其危害危害：微粒:危害与粒径大小有关大气中小于5～10μm微粒可直接深入呼吸道及肺叶组织并在其中沉积，造成机械性超负荷，从而引起肺部组织病变。发动机排出微粒粒径一般都在1μm以下

4、，汽油机排除的微粒粒径一般在0.02μm左右；柴油机排除微粒粒径一般在0.1μm左右。这些微粒都处于在大气中能长期悬浮的范围内，在其表面上通常还附有多种有机物质，其中包含PAH,具有不同程度的诱变和致癌作用，因而对人体有直接威胁。。5.1.2发动机排放的污染物及其危害危害：其他排放物二氧化碳：温室效应醛类(RCHO)：排气产生臭味、具有刺激性，长时间受浓度较大甲醛影响，眼睛、上呼吸道和中枢神经会受到危害。SO2：具有刺激性，浓度达到8ppm时，刺激鼻喉，引起咳嗽。若浓度进一步增大，引起呼吸困难，形成支气管炎、哮喘，甚至肺肿，直至死亡。SO2变成硫酸烟雾后，对人和环境有极大危害含铅微粒，

5、对血液、骨骼和神经细胞有损害作用，对生长发育的儿童影响尤其严重。不同金属对人类的损伤是不一样的，5.1.3发动机的排放指标排放物浓度C质量排放量G排放物的比排放量g及排放率gT浓度指数Kp定额容积和比定额容积行驶里程排放量Qv5.1.4主要有害物的物理化学变化CO的化学变化5.1.4主要有害物的物理化学变化NOx的化学变化自由基如OH、HO2等也能使NO转化为NO2：NO2经若干反应生成硝酸硝酸与氨作用生成硝酸氨5.1.4主要有害物的物理化学变化SO2的化学变化太阳光照射下，吸收波长200～400nm的紫外线光能hr，发生光氧化作用而产生SO3，然后与水蒸汽化合形成硫酸5.1.4主要有

6、害物的物理化学变化温室效应温室效应：通过吸收地球反射的一部分红外线能量，再发射到地面的这些气体，使地球表面变暖。CO2可以吸收波长为15微米左右的红外线，故CO2也称为温室气体。。5.1.4主要有害物的物理化学变化光化学烟雾生成HC和氮氧化合物，在阳光作用下，经一系列化学反应，生成以臭氧、醛、过氧酰基硝酸脂为主的光化烟雾，烟雾是浅蓝色的刺激性烟雾。光化学烟雾生成的基本原理5.1.5发动机排气净化技术的发展从研究污染物的现象到研究生成机理从调整部分参数到发动机性能的全面优化从稳态常用工况控制到全工况范围的微机控制从常规燃料的排放研究到燃用代用燃料的排放研究从预测排放的简单模型到更为全面准

7、确的预测模型的研究第5章发动机排放污染与控制5.2污染物生成机理及影响因素5.2.1CO生成机理理论上，HC燃料完全燃烧时生成CO2和H2O。HC的氧化过程：R-HR-R-O2RCHORCOCO+R-CO+OHCO2+H因此，CO是烃燃料燃烧的中间产物。实际的燃烧过程在于：1）燃料浓度分布不均匀。2）温度分布不均匀（冻结温度1100K）。3）燃烧过程时间短，达不到化学平衡状态。因此CO的排放是不可避免的。当反应着的气体突然缺乏氧化剂