大氣污染控制工程-11城市機(jī)動(dòng)車污染控制解析

IIII第十一章

城市機(jī)動(dòng)車污染控制EmissioncontrolofInternalCoitfbustiWJi

主要內(nèi)容》1?城市交通趨勢及影響》2?汽油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制》3?柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制》4?新型技術(shù)第一節(jié)城市交通趨勢及影響一、世界機(jī)動(dòng)車增長趨勢□i丨ii111111iII11I111111111111111111111111111111111111111111111111111□1030103510401B4516501955198010851B7D107S10BD1SB51Q501B05二、中國城市機(jī)動(dòng)車污染現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國汽車保有量連年高速增長汽車單車排放因子高機(jī)動(dòng)車污染物排放總量大，城市機(jī)動(dòng)車污染分擔(dān)率高嚴(yán)重影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量三、中國機(jī)動(dòng)車保有量增長情況＞近10年來，機(jī)動(dòng)車保有量迅速增加，平均增長速度約14%重點(diǎn)大城市保有量增長更快，北京市平均增長速度超過20%機(jī)動(dòng)車收入彈性系數(shù)研究表明：收入增長1%,機(jī)動(dòng)車保有量增長1.02%?1.94%我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定城市機(jī)動(dòng)車保有量將會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)保持迅速增加數(shù)量/I數(shù)量/I『輛00數(shù)量/I數(shù)量/I『輛002O4O6O00OOOOOOOOOO

O二

O

O1985198719891991199319951997$中美機(jī)動(dòng)車排放因子比較污染物轎車輕型汽油車重型汽油車HC7.249.6413.17北京CO72.3745.19195.55NOx1.842.844.5HC1.862.246.74美國CO14.0317.772.97NOx1.021.143.29

五、北京市機(jī)動(dòng)車排放污染分擔(dān)率污染物年份排放量亦排放分擔(dān)率/%濃度分擔(dān)率/%城區(qū)中心區(qū)co1995年107.576.876.586.31998年129.082.784.189.5NOX1995年9.3840.268.4721998年11.542.972.873.6

汽車污染物產(chǎn)生來源▼汽車污染物產(chǎn)生來源▼第二節(jié)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制

一、汽油機(jī)工作原理2、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(總?cè)莘e、壓縮比尸(Vc+Vd)/Vc汽油機(jī)￡=6-10,而柴油機(jī)尸16?24

,燃燒室容積）23、實(shí)際燃燒過程尾氣管排放物》Lead》Hydrocarbons\CarbonMonoxide$OxidesofNitrogen》CarbonDioxide》Particutates?Otherpollutants?WaterVaporAmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology二、燃燒過程中污染物的形成1、coA空氣過剩系數(shù)小于1A局部不均勻A殘余HC汽油(CgH")理論空燃比:約14.7Air■FuelRatio2、HC:A不完全燃燒A壁面淬熄A油膜吸附活塞淬熄層::未完全燃燒混合氣未燃燒混合氣間隙淬滅3、NOX:A熱力型NOA瞬時(shí)NOA燃料型NO1.0 1.4 1.8過?？諝庀禂?shù)3o2oNewCarsAreCleaner

andMoreEfficient+100%-85%-85%Percentchangecomparedtonewcarsofthe1970ModelYear

傳統(tǒng)化油器汽車排放性能的劣化HCemissionsofLDGV5(曰<8)JOtEHU-2SS-UIH5

o.25y二0.0114X+0.6433r2二0.174820 4060AccumulatedMi.1eage(104km)三、主要控制技術(shù)?鷲器黑鉛汽油（°?°13g/L）,低硫汽油和柴油（l200ppm但油耗鎰捫環(huán)ZR）：20%循環(huán),降低g約60%,》機(jī)內(nèi)控制：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)表面積/容積越小越好；電子控制技術(shù)；多氣門技術(shù)》機(jī)外控制技術(shù)：熱反應(yīng)器，催化反應(yīng)器（氧化，還原“三效）HCHC體積分?jǐn)?shù)/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1HCHC體積分?jǐn)?shù)/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1NO*NO*體積分?jǐn)?shù)/10_6NO*NO*體積分?jǐn)?shù)/10_6OOOOOO-60017mm50N?ma==110。一5。20。(CABTDC)檸 Loi 264205c0UOHel5c0UOHel電控燃油噴射系統(tǒng)—201化油器?—汽油噴射NOX體積分?jǐn)?shù)/IO淹丿WW(EGR)oo2Oo34oooooo2o46oooo與無再循環(huán)燃料消耗率比值?—■—oobbo6ocO2 4 6 00_____0?0ro1*潴時(shí)味ttHS三效催化凈化技術(shù)(TWC)》同時(shí)凈化3種污染物:CO,HC5N0x》只能在很窄的空燃比窗口工作：閉環(huán)電控燃油噴射技術(shù)13 14 |15 1614.7空燃比5OO517三效催化凈化技術(shù)(TWC)(續(xù))》主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,Rh,Pd》壽命要求80000?160000km,防中毒很關(guān)鍵碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化物氮?dú)?、二氧碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化物氮?dú)?、二氧化碳、水殼體減振密封墊陶瓷載體及催化劑IIIIII曲軸箱通風(fēng)閥五、燃油蒸發(fā)排放控制空濾器來1?吸附罐;厶凈化控制閥,3?壓力平衡閥進(jìn)氣管$化油器沖■汽油箱▼a第三節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制一、汽油，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別》汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為預(yù)混火焰，柴油為擴(kuò)散火焰》柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比高，熱效率高30%?50%》柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以噴油霧化方式燃燒,產(chǎn)生碳煙較多》柴油車經(jīng)濟(jì)性好,馬力大》汽油車加速性好，正在開發(fā)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)輕質(zhì)炷氣體輕質(zhì)炷氣體一-復(fù)雜途徑 ＞碳粒輕質(zhì)炷氣體輕質(zhì)炷氣體一-復(fù)雜途徑 ＞碳粒二、汽油，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放濃度對比SOn/%燃油汽油機(jī)柴油機(jī)0.5-2.50.05-0.352000-5000200-10002500-4000700-20000.008<0.020.005-0.050,10-0.30排放成分CO/%HC/10-6Nox/106重質(zhì)炷液滴一-直接脫氫碳化_-碳粒氣相碳煙生成途徑 、聚結(jié)成塊(Agglomeration) 溫度] —?1000K碳?xì)淙剂?—凝集芳香族聚乙烘碳煙排放/g?m?3NOx，HC，CO排放的體積分?jǐn)?shù)/10?65 0 5四、柴油車行駛工況與排放》1.C0總是很低約0.1%》2.減速,怠速時(shí)HC相對較高，濃度約為400ppm此時(shí)NO*較低，約為30?70ppm》3.加速,定速時(shí)NO*高，濃度約為:NOX:800?2500ppm此時(shí)HC:90?200ppm》4.加速時(shí)碳煙最高，約為0.30g/m3

增壓柴油機(jī)排放和燃油消耗率一改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制污染物排放somsom/鏗耍4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.() 7.5 8.0NO/g-kW^'-h微粒質(zhì)量濃度的變化/%微粒質(zhì)量濃度的變化/%微粒質(zhì)量濃度的變化/%微粒質(zhì)量濃度的變化/%—專山^n^ffi^^顆粒捕集器—排氣后處理技術(shù)陶瓷塞 壁第四節(jié)新型技術(shù)

一、最新控制技術(shù)》冷啟動(dòng)排放控制X催化劑需要一定的起燃溫度才正常工作X催化劑需要一定的起燃溫度