柴油尾气处理论文.docVIP

课程论文 课程名称 石油炼制 授课学期 2015 学年至 2016 学年 第 2 学期 学院 化学化工学院 专 业 化学工程与工艺 学号 11215010407 姓名 何明阳 6· 14 重庆理工大学  柴油尾气处理 摘要：概述柴油机排放物的危害、生成机理以及检测技术，对柴油机氮氧化合物排放控制从机内净化技术、后处理技术以及车用燃料的改善三个方面进行了总结。机内净化技术主要从燃油系统、喷射系统、进排气系统方面进行解析；后处理技术主要是通过氧化催化、微粒捕集器等进行优化；指出了现有控制技术的不足及缺陷，如催化剂技术的不成熟，并对今后柴油机控制技术的发展方向进行了展望。 关键字：柴油尾气处理技术、控制、排放标准 正文：随着人们生活水平的提高，汽车数量的迅速增加，汽车尾气产生的危害也越来越严重，对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害，主要表现在人体患病率的增加以及光化学烟雾的产生，我们应及时对汽车尾气的污染重视起来并加强汽车尾气控制和治理。与此同时柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在20世纪70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。根据国外有关机构预测，2001—2014年的十五年间，全球汽车市场总规模将增长39%，其中汽油车增长23%，柴油车增长97%。以其显著的节油效果以及能满足不断提高的高排放标准，柴油车得到欧盟、美国、韩国、印度、日本等国家的高度重视，汽车的柴油化逐渐成为一种趋势。然而快速的城市化和汽车的普及给人们带来了极大的物质享受的同时，如果不加以精心规划和管理，中国城市小汽车拥有量的爆炸式增长态势将使交通阻塞和烟雾等环境问题困扰人们生活的方方面面。随着机动车保有量的持续增长，我国机动车污染物排放总量持续攀升。从公安部交通管理局获悉至2011年2月底，我国机动车保有量达到2.11亿辆，2010年全国新增机动车2048万辆、驾驶人1317万，有20个城市的机动车保有量超过100万辆。事实上，汽车所产生的空气污染量比其他任何单一的人类活动产生的空气污染量都要多。全球因矿物燃料而产生的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物的排放量几乎50%来自于汽油机和柴油机。因此，机动车的排放控制研究刻不容缓。由于柴油机具有较高的热效率，使得世界范围内车辆柴油化的趋势加快，未来柴油的需求量会愈来愈大。另一方面，随着石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高：柴油尾气的危害越来越严重我们需要对其进行净化处理才能使它得到更好的为人类服务。 既然要对柴油尾气处理那么就必须知道尾气的组成及有效的反应机理才能对它处理；柴油机排放的废气中，氮(N2)约占75.2%，二氧化碳(CO2)约占7.1%，氧气(02)及其它成分约占16.89%，有害排放约占0.81%。有害物主要包括：氮氧化物(NOx)占35.4%，一氧化碳(CO)占35.3%，碳氢化合物(HC)占8.54%，氧硫化物(SOx)及微粒(PM)等占20.76%。尽管柴油机混合不均匀，会有局部过浓区，但由于过量空气系数较大，氧气较充足，能对形成的CO在缸内行氧化，因而CO一般较少，只是在接近冒烟临界时急剧增加，HC也较少，当Φa增加时，存在局部高温富氧区域，因而会产生大量碳烟。随着φa增大，碳烟浓度会快速下降。 微粒生成机理：柴油机排气微粒的组成主要取决于柴油机的运转工况，尤其是排气温度：当排气温度超过500℃时，排气微粒基本上是很多碳质微球的聚集体，称为碳 山东交通学院毕业论文5 烟（Soot或者DrySoot,DS）；当温度低于500℃时（柴油机绝大多数工况都是在这种情况下）炭烟会吸附和凝聚多种有机物，称为有机可溶成分（SOF）。沿柴油机的排气管道测试取样，可观测到微粒粒度不断增多，且由于排气中的有机化合物不断吸附冷凝在微粒上，SOF含量增加。柴油机微粒排放包括我们所说的白烟、蓝烟、黑烟。白烟、蓝烟中含有较高的H/C值，主要成分是未燃烧的燃料微粒，蓝烟中还窜有燃烧室的润滑油成分。黑烟也就是炭烟，通常在较大负荷时发生，具有较低的H/C值。碳烟的生成机理：柴油机中的碳烟一般分为生成和长大两个阶段：（1）烟粒的生成，这是一个诱导期，期间燃料分子经过其氧化中间产物或者热解产物萌生凝聚相。在这些产物中各有不饱和的烃类，特别是乙炔以及其较高阶的同系物CnH2n-2和PAH。这两类分子已被认为是火焰中形成碳烟粒子有可能的前兆物。（2）烟粒长大阶段这包括表面生长和聚集两个方面。表面生长指用烟粒表面黏住来自气相的物质，