強烈推薦】汽車排放污染物的控制研究與探討畢業(yè)論文設計

1、淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)論文題目汽車排放污染物的控制研究與探討學生姓名學 號系 部專 業(yè)指導教師顧問教師摘要分析汽車排放污染物的形成過程，汽車排放污染物的主要成分及其對人體的 危害性，分析影響汽車排放污染物的幾大因素和汽車排放污染物控制技術的現(xiàn)狀 及發(fā)展，在此基礎上，從應用新技術、開發(fā)新能源、強化監(jiān)督和管理等方面提出 了控制排放污染物的對策。關鍵詞：汽車排放污染 危害性 控制對策 新能源開發(fā)目錄摘 要 第一章 緒論 11.1 我國汽車的發(fā)展 1.1.1.1我國汽車的發(fā)展帶來的問題 11.2 汽車尾氣含有哪些成分？ 2.1.3 汽車排放的污染 3.1.3.1 對環(huán)境的污染 3第二章 汽車排放污染

2、物 42. 汽車排放污染物的形成 12.1.1我國汽車大氣污染物排放標準2.2 影響汽車排放污染物的因素 2.3 一氧化碳（ CO） 2.4 碳氫化合物 2.5 氮氧化物 4. 4 5. 5. .552.6 微粒 5第三章 排放控制技術 73.1 現(xiàn)代汽車排放控制技術 7.3.1.1汽車排放控制技術的發(fā)展 7第四章 汽車排放的監(jiān)督 94.1 汽車排放的監(jiān)督 9.第五章 總結與展望 115.1 二級標題 1.1.5.1.1 三級標題 1.1.5.2 二級標題 1.1.致 謝 1.6.參考文獻 1.7.附錄 1 XXXXXX 1.9.附錄 2 BBBBB 2.0.第一章 緒論1.1 我國汽車的發(fā)展

3、2010 年，我國汽車產銷雙雙超過 1800萬輛， 分別達到 1826.47萬輛和 1806.19萬輛，同 比分別增長 32.44%和 32.37% ，穩(wěn)居全球產銷第一。 12 月份，汽車產銷分別為 186.48萬輛 和 166.67 萬輛，環(huán)比分別增長 6.27% 和下降 1.79% ；同比分別增長 22.30% 和 17.90% 。2010 年，銷量排名前十位的汽車生產企業(yè)分別是上汽、 東風、一汽、長安、北汽、 廣汽、 奇瑞、比亞迪、華晨和江淮，上述十家企業(yè)共銷售汽車 1559.61 萬輛，占汽車銷售總量的 86%。 其中上汽銷量突破 300 萬輛大關， 達到 355.84 萬輛，東風、一

4、汽和長安銷量均超過 200 萬輛， 分別達到 272.48 萬輛、 255.82 萬輛和 237.88 萬輛， 上述四家企業(yè)共銷售 1122.02 萬輛， 占汽 車銷售總量的 62.12% 。（中國汽車工業(yè)協(xié)會）2010 年中國汽車產銷雙超 1800 萬輛蟬聯(lián)全球第一1.1.1我國汽車的發(fā)展帶來的問題近 幾年來， 我國汽車工業(yè)實現(xiàn)了突飛猛進的發(fā)展， 據中國汽車工業(yè)協(xié)會的最新統(tǒng)計， 2009 年，生產汽車 1379 萬輛，銷售汽車 1364 萬輛，比上年分別增長 48.2% 和 46.1% ；其中生產 乘用車 1038 萬輛，增長 54.1% 。我國汽車產銷量穩(wěn)居世界第一位。目前，我國汽車保有量

5、 已達 2400 萬輛，年消耗油品 7000 多萬噸。汽車在促進經濟繁榮、給人民生活帶來方便的 同時，也帶來了能源和環(huán)保問題。其中對環(huán)境影響最大的，莫過于隨著機動車總量的飛速增 長而日益嚴重的汽車尾氣污染。 在北京、 上海、 廣州等大城市， 機動車已成為排放一氧化碳、 氮氧化物、碳氫化合物等污染物的第一大污染源。業(yè)內人士估計，10 年 15 年之后我國的汽車保有量可能超過 1 億輛。因此，治理汽車污染將是一項長期的、艱巨的、復雜的系統(tǒng)工 程。20他年以來全國汽車生產情況萬和M 2009 2010皺據一未膜z汽車工業(yè)協(xié)會圖1-1 圖名1.2汽車尾氣含有哪些成分?車尾氣主要是指從排氣管排出的廢氣。

6、廢氣中含有150200種不同的化合物，其中對人危害最大的有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛的化合物及顆粒物。有害氣體擴散 到空氣中會造成空氣污染。汽車尾氣的顆粒物中含有強致癌物苯并（a）芘，在一般情況下，1克顆粒物含有約 70微克苯并（a）芘，每燃燒1千克汽油可產生 30毫克苯并（a）芘。當空氣中 的苯并（a）芘濃度達到0.012微克立方米時，居民中得肺癌的人數(shù)就會明顯增加。由于汽車廢氣的排放主要在 0.3米至2米之間，正好是人體的呼吸范圍，對人體的健康損害非常嚴重 一一 刺激呼吸道，使呼吸系統(tǒng)的免疫力下降，導致暴露人群慢性氣管炎、支氣管炎及呼吸困難的 發(fā)病率升高、肺功能下降等一系列癥狀。

7、尾氣中所含的強致癌物質一一苯類物質，會引發(fā)肺癌、甲狀腺癌等。1.3汽車排放的污染據世界資源研究所和中國環(huán)境檢測總站測算，全球10個大氣污染最嚴重的城市中，我國就占了 7個。因此，中國政府對治理汽車尾氣排放造成的城市環(huán)境污染非常重視，積極支持 清潔燃料汽車的發(fā)展。國家環(huán)保部門和汽車企業(yè)目前正在加速推進歐山、歐W的達標工作,為保護環(huán)境、減少污染，控制汽車尾氣污染的排放已是環(huán)保部門、汽車生產廠家及社會各界 的一項迫在眉睫、刻不容緩的責任。1.3.1對環(huán)境的污染一、汽車噪聲，主要指汽車在行駛過程中發(fā)生的噪聲，它主要由發(fā)動機工作噪聲和汽車 行駛時振動和傳動產生的噪聲。目前評價和檢測的方式主要有車外噪聲和

8、車內噪聲兩種，對 于輕型汽車而言，一般要求小于 85db (A)以避免噪聲污染。二、汽車的排氣污染，主要指從汽車發(fā)動機排氣管排出的廢氣，根據汽車種 類不同，其污染物的成分不同。汽車排氣污染是汽車的主要污染源，也是汽車環(huán) 保的一個最重要的項目。三、燃油蒸發(fā)污染，主要是針對汽油車的汽油蒸發(fā)，汽油是一種揮發(fā)性極強 的物質，在揮發(fā)物中含有大量對人體有害的成分，所以在對汽車環(huán)?？刂浦?，增 加了對燃油蒸發(fā)物的控制項目。四、曲軸箱污染，指發(fā)動機曲軸箱內，從發(fā)動機活動塞環(huán)切口泄漏出來的未 完全燃燒的可燃性氣體，它含有 CO等對人體有害的成分，因此要求不允許發(fā)動 機曲箱內有廢氣排向大氣環(huán)境。除此之外，據調查，按

9、照室內環(huán)境的檢測標準，相當一部分新車車內空氣不 合格，部分新車污染物嚴重超標。其中甲醛超標 2 至3 倍，揮發(fā)性有機化合物超 標5至 6倍。污染源除了來自車內的原裝材料，比如扶手油漆、皮套等；更多的 是車內的裝潢用品，比如地墊、化纖織物靠墊等。在這些污染嚴重的車廂里呆久 了，人很容易產生呼吸不暢、口干舌燥、胸悶頭暈等癥狀，嚴重的還能導致再生 障礙性貧血。盡管如此，車內環(huán)保問題并沒有引起消費者、廠家和商家的足夠重 視。室內環(huán)境監(jiān)測研究中心專家提醒大家：對新車一定要像新裝修的房子一樣， 注意通風，通風是目前減少車內污染危害最有效的做法，一般新車要通風半年到 一年。另外，切不可用香水掩蓋車內的異味，

10、那樣會產生更多的有毒化合物。在環(huán)境問題中， 由溫室氣體排放引起的全球氣候變暖問題越來越受全球的高 度重視。氣候變暖已使全球自然發(fā)生的頻率和烈度不斷增加，其中有 6 種氣體大 都與汽車有關，如二氧化碳、氮氧化物來自內燃機的燃燒，氯氟烴用車空調等。汽車尾氣排放是城市大氣污染的主要源頭。由于汽車是低空排放，對低空大氣環(huán) 境污染和人體危害更大。第二章汽車排放污染物2.1汽車排放污染物的形成汽車在帶給人們出行便利的同時，它的排放污染物也給環(huán)境帶來了嚴重的污染。汽車排放污染物的來源主要有三種途徑：從排氣管排出的廢氣，主要成分有一氧化碳（CO）、碳氫化 合物（HC）、氮氧化合物（NOx）,其它還有二氧化硫（

11、S02）、鉛化合物、碳煙等；竄氣，指從活塞 與氣缸之間的間隙2.1.1我國汽車大氣污染物排放標準我國汽車大氣污染物排放標準國家標準汽車類型汽油車怠速污染物排放標準柴油 車自 由加 速排 放標 準CO（一氧化碳）HC （碳氫化合物）（PPM）四沖程二沖程煙度 值（FSN）輕型車重型車輕型車重型車輕型車重型車95.7.1前定型汽車3.54900120065007000495.7.1.前的新生產汽車44.510001500700078004.595.7.1.前生產的在用汽車4.551200200080009000595.7.1起的定型汽車33.5600900600065003.595.7.1起的新生

12、產汽車3.547001000650070004圖2-1 圖名2.2影響汽車排放污染物的因素汽車內燃機排氣所造成的公害，對汽油機而言，CO HC和NOX是主要的有害成分，而光化學煙霧是由HC和NOX?；傻?；對柴油機而言，CO和HC比汽油機少得多，NOX勺為汽油機的，而炭煙卻比汽油機大得多，是主要的有害成分?？杖急龋ˋF）:是指可燃混合氣中空氣與燃料的質量比。理論上，1kg汽油完全燃燒需要空氣14.7kg。故對于汽油機而言，空燃比為14.7的可燃混合氣可成為理論混合氣。若可燃混合氣的空燃比小于14.7，則意味著其中汽油含量有余（亦即空氣量不足），可稱之為濃混合氣。同理，空燃比大于14.7的可燃

13、混合氣則可稱為稀混合氣，應當指出，對于不同的燃料，其理論空燃比數(shù)值是不同的。過量空氣系數(shù)（a ） : a燃燒1kg燃料所實際供給的空氣質量完全燃燒 1kg燃料所需的 理論空氣質量由此定義表達式可知：無論使用何種燃料，凡過量空氣系數(shù)a 1的可燃混合氣即為理論混合氣； a V 1的為濃混合氣；a 1的則為稀混合氣。2.3 一氧化碳（CO汽車尾氣中co的產生是由于燃油在氣缸中燃燒不充分所致，是氧氣不足而生成的中間產物。一般烴燃料的燃燒反應可經以下過程：（2-1）燃氣中的氧足夠時有（2-2）（2-3）同時 CO 還與生成的水蒸氣作用，生成氫和二氧化碳。可見，如果燃氣中的氧氣量充足時，理論上燃料燃燒后不

14、會存在 CO 。但當氧氣量不足 時，就會有部分燃料不能完全燃燒，而生成 CO 。在非分層燃燒的汽油機中，可燃混合氣基本上是均勻的，其 CO 排放量幾乎完全取決于 可燃混合氣的空燃比或過量空氣系數(shù)。圖2-1所示為11種HC比值不同的燃料在汽油機中燃燒后，排氣中 CO 的摩爾分數(shù) xCO 與或的關系。空燃比a過量空氣系數(shù)B圖 2-1 汽油機 CO 排放量 xCO 與空燃比及過量空氣系數(shù)的關系由圖 2-1 可以看出，在濃混合氣中（ 1）, CO的排放量都很小，只有在 =1.01.1時，CO的排放量才隨有較復雜的變化。在膨脹和排氣過程中，氣缸內壓力和溫度下降，CO氧化成CO 2的過程不能用相應的平衡方

15、程精確計算。受化學反應動力學影響，大約在 1100K 時， CO 濃度凍結。汽油機起動暖 機和急加速、急減速時， CO 排放比較嚴重。在柴油機的大部分運轉工況下， 其過量空氣系數(shù)都在 1.53之間， 故其 CO 排放量要比 汽油機低得多，只有在大負荷接近冒煙界限（=1.21.3）時， CO 的排放量才大量增加。由于柴油機燃料與空氣混合不均勻，其燃燒空間總有局部缺氧和低溫的地方，以及反應物在燃 燒區(qū)停留時間較短，不足以徹底完成燃燒過程而生成 CO 排放，這就可以解釋圖 2-2 在小負 荷時盡管很大， CO 排放量反而上升。類似的情況也發(fā)生在柴油機起動后的暖機階段和怠速 工況中。過量空氣系數(shù)圖 2

16、-2 典型的車用直噴式柴油機排放污染物量與過量空氣系數(shù)的關系影響一氧化碳生成的因素理論上當在14.7以上時，排氣中不存在 CO,而只生成CO2。實際上由于燃油和空氣混 合不均勻，在排氣中還含有少量 CO。即使混合氣混合的很均勻，由于燃燒后的溫度很高， 已經生成的CO2也會由于一小部分分解成 CO和O2, H2O也會部分分解成 O2和H2,生成 的H2也會使CO2還原成CO,所以，排氣中總會有少量 CO存在?？梢?，凡是影響空燃比 的因素,即為影響 CO 生成的因素。1. 進氣溫度的影響一般情況下，冬天氣溫可達零下 20C以下，夏天在 30C以上，爬坡時發(fā)動機罩內進氣溫度超過80C。隨著環(huán)境溫度的

17、上升，空氣密度變小，而汽油的密度幾乎不變，化油器供給的混合氣的空燃比隨吸入空氣溫度的上升而變濃，排出的CO將增加。因此，冬天和夏天發(fā)動機排放情況有很大的不同。圖2-3為一定運轉條件下，進氣溫度與空燃比的關系，大致和絕對溫度的方根成反比的理論相一致。進氣溫度c海拔高度m轉速（rmin）怠速圖2-3進氣溫度與空燃比的關系圖2-4海拔高度與大氣壓力的關系圖2-5怠速轉速對 CO和HC排放的影響V（km ;渦流比3.5;噴油持續(xù)角25 ）非常遲的噴油使排煙下降的原因是：這種噴油定時發(fā)生于最小滯燃期之后，由于擴散火焰大部分發(fā)生在膨脹過程中，火焰溫度較低，使碳煙的生成速率降低。2）噴油規(guī)律的影響在噴油定時

18、、噴油持續(xù)角、循環(huán)供油量、渦流比和發(fā)動機轉速不變的條件下，直噴式柴油機的噴油規(guī)律對 NO和碳煙排放的影響如圖 2-18所示。當大部分燃油在前半時間內噴入 氣缸時，參與預混燃燒的油量增多，故排煙濃度低而NO濃度高；反之，當大部分燃油在后半時間噴入氣缸時，參與擴散燃燒的油量增多，故排煙濃度高而NO濃度低。在提高初始噴油速率的前提下，如能減小噴油持續(xù)角，可使燃燒過程較快結束，以改善碳煙排放。3）噴油嘴不正常噴射的影響當噴油嘴由于針閥密封面漏油或針閥落座緩慢而造成滴漏，或針閥落座后再次升起而產生二次噴射時，燃油霧化和混合變差，對碳煙、未燃烴、CO的排放及發(fā)動機運轉均有不利影響。4）噴油壓力的影響提高噴

19、油壓力，改善燃油霧化（減小油霧的平均直徑），能促進燃油與空氣的混合，改善油氣混合的均勻性，從而減少煙粒的生成。試驗證明，不論柴油機轉速高低、負荷大小，煙粒排放均隨最大噴油壓力的提高而降低。應注意，在較高的轉速和較大負荷（較大循環(huán)供油量）下，同樣的噴油裝置有較高的噴油壓力。采用較高的噴油壓力還可使柴油機具有較高 的 EGR 耐力。如前所述，增大 EGR 率可降低 NOX 排放，但也往往導致煙粒和 HC 排放上 升。從圖2-佃可看出，當噴油壓力 血從42MPa提高到82MPa時，煙粒（Sf）排放可下降 一半以上， HC 下降 13 左右。4. 空氣渦流的影響 適當增加空氣渦流，可使油滴蒸發(fā)加快，空

20、氣卷入量增多，有利于改善混合氣品質，以減少碳煙排放量。但是，對減少碳煙排放有利的渦流，不一定有利于減少其它微粒和有害物 的排放。例如，當噴油率較低時，增大空氣渦流會吹散較多的燃油，形成較寬的過稀不著火 區(qū)，使未燃烴排放量增加。5. 其它因素的影響 由于高溫缺氧是造成碳煙生成量增加的重要原因，所以，凡能提高充氣效率以增大進氣量的措施，都可以減少碳煙排放。適當提高燃燒室內的空氣溫度和壁溫，可以改善燃料著火 條件，減少微粒排放。第三章 排放控制技術3.1 現(xiàn)代汽車排放控制技術1機內凈化技術：空燃比更精確控制；汽油機缸內直噴的稀燃技術（降低排放，有大幅度改善油耗潛力）2后處理技術：更先進配方的三效催化

21、器；存儲式 NOx 還原催化劑（稀燃汽油機用 ）3.1.1汽車排放控制技術的發(fā)展與新技術的開發(fā)研發(fā)機構不斷改進發(fā)動機設計，提高控制系統(tǒng)精確性，研制有效的廢氣凈化裝置，而且 要求石油化工領域不斷提高燃油品質，以滿足新型發(fā)動機和凈化裝置的要求。為了減少汽車 尾氣有害排放，首先應該采取機內凈化措施，即通過改進發(fā)動機設計，采用電子控制、可變 氣門正時和升程、可變進氣管等先進技術，優(yōu)化燃燒條件，減少未完全燃燒混合氣的生成。 對于發(fā)動機工作已產生的有害氣體， 通過加裝三元催化轉化器和氧傳感器， 將有害氣體 HC 、 CO和NOx轉化為CO2、H2O和N2。為了進一步提高轉化效率，可以通過優(yōu)化布置轉化器安裝

22、位置，采用排氣歧管后置、安裝加熱器等措施。在采用 EGR 系統(tǒng)減少 NOx 排量時，一 定要與電子控制系統(tǒng)相結合， 合理控制再循環(huán)到發(fā)動機燃燒室中的廢氣量。 在汽車使用維修、 燃料提供和新型車研制方面，經過科學的管理、深入的研究和大膽的構想，對排放控制也許 會產生一個積極。新浪科技訊 北京時間 7 月 22 日消息，據英國每日郵報 報道，英國英力士公司 （INEOS） 日前宣布，他們目前已經掌握了將生活垃圾轉變?yōu)槿剂系募夹g工藝，并計劃到2011 年底大規(guī)模采用這項工藝生產燃料。英國英力士公司總裁彼特 -威廉姆斯說，他們公司已掌握變垃圾為燃料的生產工藝，并 擁有這個生產工藝的專利權。在生產過程中

23、，加熱垃圾產生氣體，氣體和某些細菌反應產生 乙醇，乙醇經過凈化變成燃料。經過這個生產工藝，1000 公斤的垃圾可以生產出 400 升乙醇。與其他以糧食為原料的生物燃料的生產過程相比，英力士公司的生產工藝顯現(xiàn)出巨大的 優(yōu)勢。威廉斯對記者說： “與其他生物燃料不同， 我們用不著在食物和燃料之間作艱難選擇。 ” 但由于目前英國幾乎沒有單純以乙醇作燃料的車，英力士公司生產出的乙醇燃料必須混合汽油或柴油，才能驅動汽車。由于一些國家生物燃料的生產主要以糧食為原料，這使得全球糧價快速上漲。經濟合作 與發(fā)展組織估計，到 2017 年，歐盟、美國和加拿大耕地的 14% 將用于種植生產生物燃料的 植物，擠占糧食作

24、物的種植面積，勢必進一步推高糧食價格。與這些生物燃料的生產相比， 英力士公司以垃圾為原料，如果未來占有較高市場份額，這將有助于降低糧價。同時，垃圾 變燃料也為有車一族帶來福音。去年英國柴油價格漲到平均每升 1.33 英鎊，大規(guī)模采用垃 圾變燃料生產工藝后，油價有望下降。不僅如此，這個工藝還有助于減少溫室氣體的排放。 威廉斯說： “乙醇燃燒釋放的溫室氣體比汽油少，甚至可以減少 90% ，所以說我們的新生產 工藝將會為全球減排作出很大貢獻。 ”英力士公司在大約 20 年前開始垃圾變燃料的研究。他們率先建立一家工廠，從 2003 年開始，聘請科研人員在工廠里對各種各樣的垃圾進行研究。英力士公司計劃到

25、 2010 年底 大規(guī)模采用這項新工藝生產燃料，他們現(xiàn)在正與美國、加拿大和歐洲的主要燃料消費廠家商 談銷售事宜。威廉斯希望，將來在北美和歐洲，乙醇至少可以取代 10% 的汽油使用量。威廉 姆斯說，他們計劃在 2 年內生產出更多的車用乙醇，最終把這個生產工藝推廣到全球，但目 前，他們暫時對第一處用垃圾生產商用乙醇的工廠廠址保密。第四章 汽車排放的監(jiān)督4.1 汽車排放的監(jiān)督1、提高排放標準是減省尾氣污染的有效途徑。建議市政府制定更加嚴格的分階段排放 限制法規(guī)。建議汽車廠商應盡快改變清潔汽車標準滯后于產業(yè)發(fā)展的狀況，保持整個汽車產 業(yè)發(fā)展的系經性、完善性、配套協(xié)調性。50-902、嚴格加強交通管理。 燃料消耗和尾氣排放與車速有關。 一般來說， 車速在每小時 公里時燃料效率最高。低于或高于這個范圍，汽車油耗就時顯增加，所排除的有害質也相應 增加。因此，需更加嚴格的限制低速和高速行駛，以減少汽車尾氣污染物的排放。3、堅決淘汰達不到排放標準的機動車輛，嚴格監(jiān)督車輛的保養(yǎng)和維修。對空氣污染最 嚴重的保養(yǎng)很差的、使用劣質