城市机动车污染控制.ppt

第一 机动车对环境的影响 根据盖世网的消息，2011年8月16日，世界著名的美国汽车行业杂志Wardsauto公布，截至当日，全球处于使用状态的各种汽车，包括轿车、卡车以及公共汽车等的总保有量已突破10亿辆。 　根据Wardsauto的分析，美国是目前最大的汽车拥有国，其汽车注册量达2.4亿辆；中国次之，汽车拥有量为7800万辆；日本的汽车拥有量为7400万辆。 　　Wardsauto统计显示，全球汽车平均拥有量为1∶6.75，即每6.75个人拥有1辆汽车；在中国，这个比例为1∶17.2。 我国部分城市汽车保有量 城市 保有量/辆 沈阳 104万 北京 400多万 上海 300多万 成都、苏州 200多万 交通对城市空气污染的影响 城市 年度 CO VOCs NOx PM10 洛杉矶 2002 71.8 36.5 54.5 6.5 墨西哥城 2000 98 35 77 _____ 北京 2005 88 50 52 4 上海 2004 95 ____ 60~80 _____ 天津 2003 26 46 34 13 世界部分城市机动车所产生的空气污染物的排放贡献率 单位:% 机动车排放主要污染物 主要为：CO、NOx、HC和颗粒物， 以及少量的铅、硫、磷。 汽油机：CO、NOx和HC 柴油机：NOx和颗粒物（黑烟） 汽油机与柴油机排放量的对比 排放成分 汽油机 柴油机 φco/% 0.5~2.5 0.05~0.35 φHC/10-6 2000~5000 200~1000 φNOx/10-6 2500~4000 700~2000 φSO2/% 0.008 0.02 碳烟浓度/（g.m-3) 0.005~0.05 0.10~0.30 第二 污染物的形成机理 1.一氧化碳的形成（CO） CO是燃料中碳氢不完全燃烧的产物。决定CO排放的主要因素是空燃比、空气和燃料的混合程度、内壁的淬熄效应等。 ①过剩空气系数α1时 缺氧使C不能完全氧化成CO2，CO 作为中间产物生成。 ②α1时 理论上不应有CO产生，但由于混合不均匀造成局部燃烧不完全产生CO。CO2和H2O高温吸热发生热裂解反应生成CO。 2.HC化合物的形成 汽车排放的HC约有100~200种成分，包括芳香烃、烯烃、烷烃、和醛类，它们来在未燃的燃油和润滑油。 ①不完全燃烧：α1和混合不均匀 ②壁面油膜和积碳的吸附：这些油膜和积碳会 吸附未然混合气和燃料蒸气，而在膨胀和排气过程时压力降低，部分HC脱附进入燃烧产物中。 ③壁面淬熄效应： 淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却，使活化分子的能量被吸收，燃烧链反应中断，在壁面形成厚约0.1~0.2mm左右的不燃烧或不完全燃烧的淬熄层。特别是启动和怠速时，燃烧室壁温较低，形成很厚的淬熄层。壁面淬熄效应产生的HC可占排气管排放HC的 30%~50%。 另外，燃烧室中各种狭窄的缝隙淬熄效应十分强烈，火焰无法传入其中燃烧；而在膨胀和排气过程中，缸内压力下降，缝隙中的未然混合气返回气缸，并随排气一起排出。 3.NOx生成机理 ⑴燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOx，即 含氮化合物+O2→NOx ⑵燃烧过程中空气中的N2在高温（2100℃）条件下氧化生成NOx。机理为链反应机制： O2→O+O（极快） O+N2→NO+O（极快） N+O2→NO+O（极快） 2NO+O2→2NO2（慢） 各种染料的含氮率 燃料种类 含氮率（质量分数）/% 中东系原油 C重油 A原油 柴油 煤油 煤炭 0.09~0.02 0.1~0.4 0.05~0.1 0.002~0.03 0.0001~0.0005 0.2~3.4 4.颗粒物及碳烟的生成机理 ⑴颗粒物的成分：直径大约在0.1~10μm范围内。柴油机微粒有三部分组成：干碳烟、可溶性有机物SOF和硫酸盐。 ⑵生成机理 碳烟是烃类燃料在高温缺氧条件下裂解而形成的。当燃油喷射到高温的空气中时，轻质烃很快汽化，而重质烃会以液态暂时存在。这些小的重质烃液滴在高温缺氧条件下，直接脱氢碳化，成为焦炭状的液相析出型碳粒，粒度一般比较大。而气化了的轻质烃，经过一系列复杂途径，产生气相析出型碳粒，粒度相对较小。重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在炭粒上吸附在碳粒上，形成颗粒物排放。 第三 机动车尾气净化技术 所谓汽车尾气净化就是采取种种有效措施，减少污染物的排放或使排放废气中CO、HC、NOx等污染物，分别被氧化或还原，生成无毒的CO2、H2O 和N2。 为