汽车废气污染环保性控制技术及应用研究

[摘 要]随着我国汽车工业的发展以及汽车数量的日益增多，汽车废气污染已经严重威胁到了人们正常的日常生活，造成了许多负面的严重结果。为此，本文从汽车排放污染物的主要成分及危害性分析出发，就汽车废气排放的影响因素分析从空燃比影响、点火前角影响以及发动机转速及负荷影响三个方面进行了全面的分析。最后就汽车废气污染环保性控制技术及应用实现方式进行了深入的探讨，涵盖了废气再循环、二次空气供给、三元催化净化装置以及富氧燃料和燃油添加剂几个方面。希望为今后汽车废气污染环保性控制技术更好的发挥出实践作用奠定一个具有参考价值的文献基础，提升汽车废气的治理水平。
[关键词]汽车废气；环保控制技术；应用研究
　　一、汽车排放污染物的主要成分及危害性分析
　　汽车排放污染物的主要成分包括了一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物、二氧化硫、碳微粒以及其他杂质粉尘。这些物质对植被、动物、人类、水体等等具有非常大的危害[1]。具体而言，一氧化碳可以依靠对人体血液中血红素的强大亲和力，给血液造成丧失输氧能力，从而造成机体缺氧中度，一般临床症状表现为头痛、呕吐、昏迷等等，严重时可以直接造成死亡；氮氧化物主要以一氧化氮为主。相比一氧化碳，对人体血液中血红素有更强的亲和力，可以产生跟一氧化碳相似的中毒现象。一般情况下会给患者的眼睛、鼻子、咽喉、支气管、肺部等等造成严重的损害，严重时可以致人死亡；碳氢化合物主要是由于燃油没有完全燃烧而产生的一种气体，具有一定的毒性及易燃易爆性[2]，其中苯类化合物又是一种致癌物质；二氧化硫为燃油中硫燃烧生成的物质。在人体吸入一定量的二氧化硫后，随即可能出现咽喉肿痛、呼吸困难、咳嗽、胸闷等等症状，严重时可直接致人死亡。另外，二氧化硫跟大气层中的水蒸气结合后，可以产生一种亚硫酸雾，通过一定量的积累形成酸雨，严重腐蚀水土，破坏植被的生长；碳微粒以及其他杂志粉尘主要是柴油机的排放物[3]。其中，微颗粒的直径较小，能够长时间漂浮在空气中。非常容易通过人体的呼吸系统而沉积到人体肺泡中，是一种致癌物质。
　　二、汽车废气排放的影响因素分析
　　2.1 空燃比影响
　　一氧化碳是由于空气量不足的情况下生成的一种不完全燃烧产物，其排放受空燃比的影响较大[4]。当空燃比减少时，可燃混合气体浓度过大就可以造成燃油无法充分燃烧，从而一氧化碳的生成物就会大幅度的上升；当空燃比增大时，氧含量比较充足，从而就可以充分的燃烧，这时产生的一氧化碳气体就会明显减少。此外，一般认为一氧化氮是在高温富氧条件下产生的，其中空燃比值在16左右产生的一氧化氮含量是最多的，除此之外，过浓或者是过稀的空燃比都会降低燃烧的速度以及温度，最终影响到一氧化氮的生成量。
　　2.2 点火前角影响
　　虽然点火前角对一氧化碳的生成量影响程度不大，但是对于碳氢化合物及氮氧化合物的影响程度就比较大了[5]。随着点火提前角的增加，碳氢化合物及氮氧化合物生成物都会出现剧增的趋势，原因在于与燃烧时的速度、压力、温度等等方面有着密切的关系。当点火提前角增大到一定的值以后，燃烧时间的过短非常容易造成碳氢化合物及氮氧化合物生成物的降低。因此，如何掌握好正确的点火提前角是一个非常关键的技术，过迟的点火提前角不但会导致发动机动力的下降，同时也会增加耗油量，工作不稳。
　　2.3 发动机转速及负荷影响
　　发动机转速及负荷是影响氮氧化合物的主要因素之一，但对于一氧化碳及碳氢化合物的生成量影响较小[6]。对氮氧化合物影响程度较大的原因在于氮氧化合物是在高温燃烧的过程中形成的。当发动机转速及负荷提高时，气缸内的燃烧温度也会升高，从而增加了氮氧化合物生成物。另外，碳微粒的影响因素包括上述三种情况。需要特别注意的是，二氧化硫生成的主要原因跟燃油中含硫量有关，因而在燃油中限制含硫量是减少二氧化硫生成物的主要途径[7]。
　　三、汽车废气污染环保性控制技术及应用实现方式
　　3.1 废气再循环
　　废气再循环主要针对氮氧化合物是在高温燃烧的过程中形成的特点提出来的。废气再循环技术就是根据发动机的不同工况，针对性的将一部分废气再次引进到燃烧室，通过降低气缸内燃烧的温度和压力实现氮氧化合物排放量的最小化。
　　3.2 二次空气供给
　　所谓的二次空气供给就是在汽车排气管的上端设置一个反应器，同时借助于空气泵、控制阀、单向阀、喷射管等装置，将适量的新鲜空气引入到其中，使得在高温下一氧化碳和碳氢化合物能够二次燃烧，从而起到降低一氧化碳及碳氢化合物排放量的目的。在目前，有的发动机开始向三元催化器提供二次新鲜空气技术转变，可以进一步降低一氧化碳及碳氢化合物的排放量。
　　3.3 三元催化净化装置
　　三元催化净化装置的催化剂是其关键所在，一般是由包括铂、铑、钯等贵金属构成，在生产工艺上具有极大的便利性，因而应用也较为广泛。铂、钯是氧化剂，能够借助三元催化净化装置实现一氧化碳及碳氢化合物的氧化反应。而铑作为还原剂，可以使得氮氧化合物脱氧，还原成为氮气及氧气。后者正好可以为一氧化碳及碳氢化合物的氧化反应提供必要条件。三元催化净化装置的工作特性需要发动机处于一个理论空燃比状态下，这样才能够表现出良好的净化作用。当前燃油喷射器发动机的电控系统为了实现理论空燃比的检测及控制，采用了氧传感器（一种能够检测出废气中氧残留量的装置）。当氧传感器将接受到的信号传递到电控系统以后，系统便会开始调整喷油量，保障发动机处于一个理论空燃比的状态下，从而实现了燃油喷射的有效控制。
　　3.4 富氧燃料和燃油添加剂
　　富氧燃料和燃油添加剂包括了甲醇、乙醇、异丁醇、叔丁醇等等含氧化合物，不但具有很高的辛烷值，而且还是一种良好的抗爆剂。在汽油中添加少量的含氧化合物，可以明显改善燃料的燃烧性能，减轻一氧化碳及碳氢化合物的生成量。但是，如果过多的加入含氧化合物，会严重影响到发动机的动力。另外，在改善柴油质量方面，国外也研发了许多的柴油添加剂。一方面提升了柴油的活化性及雾化能力，另一方面也大幅度减少了碳微粒的排放量，具有非常好的经济效益和社会效应，背后反映的是精细化工业发展的方向。
　　四、结语
　　随着我国汽车工业的发展以及汽车数量的日益增多，汽车废气污染已经严重威胁到了人们正常的日常生活，造成了许多负面的严重结果。为此，本文从汽车排放污染物的主要成分及危害性分析出发，就汽车废气排放的影响因素分析进行了全面的分析。最后就汽车废气污染环保性控制技术及应用实现方式进行了深入的探讨，涵盖了废气再循环、二次空气供给、三元催化净化装置以及富氧燃料和燃油添加剂几个方面。希望为今后汽车废气污染环保性控制技术更好的发挥出实践作用奠定一个具有参考价值的文献基础，提升汽车废气的治理水平。
　　参考文献
　　[1] 申福安.汽车废气污染控制技术及应用[J].河南科技.2009（03）.
　　[2] 曾祥诚.有机废气处理方法探讨[J].科技创新导报.2009（35）.
　　[3] 夏海芳.机动车尾气对环境的影响及其污染控制[J].化学工程与装备.2008（11）.
　　[4] 闫有旺.汽车尾气污染防治技术[J].化学世界.2007（02）.
　　[5] 倪计民，陈礼�[，苏国栋，张政.降低汽油车废气排放的措施[J].小型内燃机.2000（01）.
　　[6] 赵亚玲，王丹平，郑长科.浅析我国燃煤污染危害及其防治方法[J].中州煤炭.2006（06）.
　　[7] 魏长生.汽油机尾气控制研究[J].科技创新导报.2011（32）.
转自土木工程网。