汽车排放净化技术及发展.doc

1、 江苏 农牧科技职业学院 毕业设计（论文） 题目： 汽车排放净化技术现状及发展 姓名： 胡礼想 学号： 201011843 二级院系部： 机电工程系 班级 : 汽车 10 专业： 汽车技术服务与营销 指导教师： 崔勇 职称： 讲师 二 一三 年 六 月 江苏畜牧兽医职业技术学院学生毕业设计（论文）诚信承诺书 论文题目 汽车排放净化技术现状及发展 学生姓名 胡礼想 学号 201011843 所属专业 汽车技术服务与营销 班级 汽车 10 指导教师姓名 崔勇 职称 讲师 学生承诺 我承诺在毕业设计 (论文 )活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业设计 (论文 )内容除特别 注明和引用外，

2、均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 学生 (签名 )： 年 月 日 指导教师承诺 我承诺在毕业设计 (论文 )活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业设计 (论文 )内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、 抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师 (签名 )： 年 月 日 江苏畜牧兽医职业技术学院学生毕业设计（论文）材料目录 序号 名 称 备 注 1 毕业设计（论文）全文 全文 2 毕业设计（论文） 任务书 3 毕业设计（论文） 开题报告或实施方案 4 毕业设

3、计（论文） 指导记录 5 毕业设计（论文）中期检查 记录表 6 毕业设计（论文）指导教师意见表 7 毕业设计（论文）评阅教师意见表 8 毕业设计（论文） 答辩记录 9 毕业设计（论文） 成绩评定表 江苏农牧科技职业学院论文（设计） I 汽车排放净化技术现状及发展 【摘要】 随着社会发展和人们生活水平的提高，环境问题日益成为人们关注的焦点。目前由汽车排放产生的环境污染越来越严重。汽车排放问题越来越被世界各国政府所重视。本文综述了汽车尾气污染净化处理技术，包括机内净化和机外净化，介绍了三元催化技术、低温等离子体技术、 非金属催化剂、替代原料技术 ，并叙述了纳米技术的 应用，最后 阐述了 新的 汽车

4、尾气处理 技术 的发展趋势 。 【关键词】 汽车尾气；净化技术； 新技术 ； 改善尾气质量 ； 发展趋势 江苏农牧科技职业学院论文（设计） II Abstract Along with the social development and people living standard rise, environmental issues increasingly become the focus of attention. Current environmental pollution produced by cars is more and more serious. Car emissio

5、ns is more and more attention by governments around world. Car exhaust pollution purification treatment technology were reviewed, including and closed purification machine, introduces the ternary catalytic technology, low temperature plasma technology, exhaust gas recirculation, and describes the ap

6、plication of nano finally puts forward prospect for new purification technology. Key words Automobile exhaust; Purification technology; The new technology; Improve the quality of tail gas; Development trend 江苏农牧科技职业学院论文（设计） III 目 录 摘 要 . I 关键词 . I Abstract . II Key words . II 目 录 . III 绪 论 . 1 1. 汽车

7、尾气的主要成分 . 2 1.1 主要成分 . 2 1.1.1 一氧化碳 . 2 1.1.2 氮氧化合物 . 2 1.1.3 碳氢化合物 . 2 1.2 汽油机与柴油机汽车尾气排放物质 . 3 1.2.1 汽油机的主要排放物质 . 3 1.2.2 柴油机主要排放物质 . 3 2. 汽车尾气净化技术 . 4 2.1 机内净化技术 . 4 2.2 机外净化技术 . 4 2.2.1 三效催化技术 . 4 2.2.2 低温等离子体处理技术 . 5 2.2.3 非贵金属催化剂 . 6 2.2.4 替代原料技术 . 6 2.2.5 纳米技术 . 7 3. 改善汽车尾气质量的措施及应用 . 8 3.1 提高汽

8、车燃油经济性 . 8 3.2 提高车用汽油质量 . 8 3.3 开发代用燃料和电动汽车 . 8 3.4 正确使用、保养 ,加强道路建设与交通管理 . 9 4. 汽车尾气处理技术发展趋势 . 10 4.1 利用尾气发电驱动 . 10 4.2 磁驱动技术 . 10 总 结 . 11 致 谢 . 12 参考文献 . 13 江苏农牧科技职业学院论文（设计） 1 绪 论 汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。可以说，汽车是一个流动的污染源。在世界各国，汽车污染早已不是新话题。 20 世纪 40 年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京等城市多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失。 进入

9、 21 世纪，汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越 广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。有关专家统计，到 21 世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的 30 60%。随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。 目前汽车尾气排放已经成为我国大中型城市环境污染的主要污染源之一，汽车排放尾气中的污染物主要有一氧化碳（ CO）、碳氢化合物（ HC）、氮氧化合物（ NOx）、黑烟、油雾、刺激性臭气甲醛

10、（ HCHO）、丙烯醛（ CH2CHCHO）、二氧化碳（ CO2）、硫化物、铅化物等。汽车尾气排放的污染物给我们赖以生存的大气环境造成了严重的影响，对人体健康产生了严重的危害。因此，必须采取有效措施，减少或消除汽车尾气的排放量，并对尾气进行净化处理，还我们一个洁净的大气环境。 江苏农牧科技职业学院论文（设计） 2 1. 汽车尾气的主要成分 汽车发动机排气中包含许多成分，其基本成分是二氧化碳（ CO2）、水蒸气（ H2O）、过剩的氧气（ O2）以及存留下的氮气（ N2）等，它们是燃料和空气完全燃烧后的产物，从毒物学的观点看排气中的这些成分是无 害的。除上述基本成分外，汽车发动机排气中还含有不完全

11、燃烧的产物和燃烧反应的中间产物，包括一氧化碳（ CO）、碳氢化合物（ HC）、氮氧化物（ NOx）、二氧化硫（ SO2）、固体颗粒（铅及铅化物、碳烟）及醛类等。这些成分的质量总和在汽车发动机排气中所占的比例不大，例如汽油机只占 5 ，柴油机还不到 1 ，但它们中大部分是有害的，有强烈刺激性的臭味，或有致癌作用，因此被列为有害排放物。 1.1 主要成分 1.1.1 一氧化碳 一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不能完全燃烧而产生，混 在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃料不能充分燃烧，废气中一氧化碳含量会明显增加。 1.1.2 氮氧化合物

12、 氮氧化合物是在内燃机气缸内大部分气体中生成的，氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物的生成原因主要是高温富氧环境，比如燃烧室积碳等因素。从燃烧过程看，排放的氮氧化 合 物 95%以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。 1.1.3 碳氢化合物 汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说 ,约 60%的碳氢化合物来自内燃机废气排放 ,20% 25%来自 曲轴箱（ PCV 系统）的泄漏 ,其余的 15% 20%来自燃料系统（碳罐）的蒸发。 江苏农牧科技职业学院论文（设计） 3 图 1-1 汽车尾气污染 1.2 汽油机与柴油机汽车尾气排放物质 1.2.1 汽油

13、机的主要排放物质 汽油主要由碳和氢组成，汽油正常燃烧时生成二氧化 碳、水蒸气和过量的氧等物质。但由于燃料中含有其他杂质和添加剂，且燃料常常不能完全燃烧，常排出一些有害物质。研究表明，汽车尾气成分非常复杂，有 100 种以上，其主要污染物汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。 1.2.2 柴油机主要排放物质 柴油机车的不足之处是有害颗粒物排放大和氮氧化物 (NOx)排放量多。柴油高压喷入燃烧室，压缩着火后进行边喷边燃烧的扩散燃烧方式。这种工作方式，决定了柴油与空气的混合是不均匀的，不 可避免地存在局

14、部缺氧或局部富氧情况。油料在高温缺氧时，易炭化形成炭烟。 柴油车负荷的调节是通过改变喷油量来控制的。柴油车混合气始终处于比较稀的状态下，也就是说，柴油机的燃烧室内始终存在富余的空气。这些富余的空气在高温作用下容易产生氮氧化物 (NOx)，而一氧化碳 (CO)和碳氢化合物 (HC)则不容易形成。因此，柴油车排放特点是颗粒物和氮氧化物 (NOx)排放量多而一氧化碳 (CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。 此外，柴油燃烧后会生成一些有臭味的有机气体，因此，柴油机排放中还有臭味。 江苏农牧科技职业学院论文（设计） 4 2.汽车尾气净化技术 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

15、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 N21。为了减少汽车尾气排放，采取的途径主要有两种，一是在不改变燃料种类的情况下采用清洁燃烧技术（即机内净化）与尾气净化技术（即机外净化）；二是利用绿色环保燃料来减少汽车尾气中有害物的排放。 2.1 机内净化技术 机内净化技术主要是提高燃料质量和改善燃料在发动机内的燃烧条件，尽可能地减少污染物的生成 2， 而传统的机内净化 其措施有：改进燃烧室结构，改进供油系统， 改进进气系统，使燃油燃烧更充分，改进点火系统等 ， 但是这些措施对设备的要求较为苛刻，成本过高，而且净化的效果也不理想。 目前的研究趋势已

16、从机内净化转到机外净化并且发展的速度很快，研究的成果及运用也是很成功的。这大大改善了机内净化遗留下的废气污染质量。例如：低温等离子体技术等。 2.2 机外净化技术 机内净化只能减少有害气体的生成量，不能除去已生成的有害气体，因此净化效率不高 3。通常人们更关注的是机外净化技术。催化净化是目前研究与应用最多的机外净化方式。 机外净化是指利用发动机外净化反应装置，在尾气排出气缸 进入大气之前，将 CO，HC 和氮氧化物转化为无害气体的过程 4。机外净化是通过安装热反应器，一次反应器，催化转化器等装置以对排出的气体进行一次处理或净化 5。机外净化采用的主要方法是净化催化法、分催化燃烧法和三效催化法等，其中三效催化技术最为有效，也是当前用得最多的催化方法。 2.2.1 三效催化技术 三效催化技术使用一种催化剂同时催化和控制排气中的 CO、 HC 和 NOx。 三效催化剂由 4 个部分组成：载体、高度多孔的活性氧化铝层、活性组分以及助剂 6。