汽油中硫成份對汽車排放的影響

1、汽油中硫成份對汽車排放的影響劉洪 馬亞琴（東風(fēng)本田發(fā)動機(jī)有限公司）【摘要】 本文闡述了汽油中硫成份對汽車排放的影響，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)具體分析了配置不同排放控制技術(shù)的汽車的排放污染物與汽油中硫濃度的變化關(guān)系。關(guān)鍵詞：汽油 汽車 排放Effect of Sulfur in Gasoline on Exhaust EmissionAbstract: This paper is about the effect of sulfur in gasoline on exhaust emission. The relationships between the emissions of the automobi

2、les with different cleaning control systems and the sulfur concentration in gasoline are analyzed through test data.Key Words: Gasoline, Sulfur, Exhaust Emission一 引言汽車的面世在為人類提供方便、快捷的交通方式的同時，也對人類賴以生存的大氣環(huán)境帶來危害。為此，世界各國相繼制定了汽車排放法規(guī)，并不斷加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)限值，以控制汽車排放污染物。隨著排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格，為了降低汽車排放污染，世界各汽車開發(fā)制造公司，一方面改進(jìn)發(fā)動機(jī)設(shè)計，提高發(fā)動機(jī)燃

3、燒效率，減少發(fā)動機(jī)CO2排放和有害排放；另一方面，不斷研制和改進(jìn)汽車排放凈化裝置，以減少整車排放污染物。與此同時，發(fā)動機(jī)技術(shù)的提高、排放凈化裝置的正常工作，也對汽油品質(zhì)提出越來越高的要求，特別是汽油中硫成份將會使催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器因發(fā)生硫中毒而失效，導(dǎo)致排放控制系統(tǒng)的無法正常工作。二、汽油品質(zhì)的發(fā)展趨勢眾所周知，汽油的品質(zhì)與車輛的排放和汽油消耗有著十分密切的關(guān)系。在世界范圍內(nèi)，為了不斷滿足汽車技術(shù)低污染的發(fā)展方向，車用汽油正朝著低硫甚至無硫、低烯烴的方向發(fā)展。1、國外汽油品質(zhì)的發(fā)展?fàn)顩r以歐洲聯(lián)盟為例，早在1975年就公布了一項專門針對汽油含硫量的技術(shù)指令75/716/EEC，之后，根據(jù)發(fā)展的

4、需要，對該指令進(jìn)行了多次修訂。在1998年頒布的98/70/EC指令中，詳細(xì)規(guī)定了歐洲聯(lián)盟汽油各項指標(biāo)，例如硫含量限值為150ppm，苯含量限值為1%，芳香烴含量限值為42%等，該規(guī)定從2000年1月1日起實施。同時，98/70/EC還規(guī)定了2005年1月1日后的汽油指標(biāo)，要求硫含量限值為50ppm，芳香烴含量限值為35%等。2001年5月11日，考慮到進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)的需要，歐洲聯(lián)盟委員會向議會及理事會提交了一份提案，主要內(nèi)容包括：（1）最遲在2005年1月1日，歐洲聯(lián)盟開始強(qiáng)制推廣使用無硫汽油（指硫含量小于10ppm），原98/70/EC中規(guī)定的硫含量限值為50ppm的汽油可以以足夠的數(shù)

5、量和合理的分布在市場上流通，以保證歐階段車輛的生產(chǎn)和流通；（2）從2010年1月1日起，歐洲聯(lián)盟在市場上完全使用無硫汽油，同時使用更先進(jìn)的車輛汽油經(jīng)濟(jì)性技術(shù)，抵消因使用無硫汽油導(dǎo)致的CO2排放量增加這一副作用。2、我國汽油品質(zhì)的發(fā)展現(xiàn)狀近幾年來，為了適應(yīng)環(huán)保的要求，我國的汽油標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了重大調(diào)整。在全面實施車用汽油無鉛化的同時，進(jìn)一步改善汽油組成性質(zhì)。目前，我國汽油品質(zhì)仍與國際相差較遠(yuǎn)（如表1所示），存在的主要問題有：硫和烯烴含量高、芳烴含量相對較低，蒸汽壓偏高，含氧化物低，辛烷值分布差。國內(nèi)在提高汽油品質(zhì)方面，大致采用兩條途徑：一是改進(jìn)工藝，優(yōu)化配方；二是添加燃料清凈劑。催化裂化是我國重油深

6、度加工的主要手段，而催化裂化汽油是烯烴和硫的主要來源。為降低催化裂化汽油硫含量，一般采用催化裂化原料加氫預(yù)處理和催化裂化汽油選擇性脫硫兩種方法。國外汽油清凈劑的開發(fā)和應(yīng)用要追溯到二十世紀(jì)50年代初期，至今經(jīng)歷了四代產(chǎn)品。目前普遍使用的是90年代開發(fā)出來的第三代產(chǎn)品，它不僅可以保持噴嘴的清凈性，而且可以控制進(jìn)氣閥沉積物的形成。第四代產(chǎn)品主要是防止并清除燃燒室里形成的沉積物，目前正處于研發(fā)階段。表1 國內(nèi)外汽油標(biāo)準(zhǔn)主要理化指標(biāo)對比項目GB17930世界規(guī)范類汽油EN228-1999歐盟2005年CARB第階段1996年CARB第階段2000年硫含量/ppm800無硫1505040140170烯烴含

7、量/v%35.010.021.018.06.06.010.0芳烴含量/v%40.035.042.035.025.025.0苯含量/v%2.51.01.01.01.01.0三、硫成份對排放的影響隨著環(huán)保的要求，國內(nèi)汽油標(biāo)準(zhǔn)不斷加嚴(yán)，已經(jīng)全面實施了車用汽油的無鉛化，但是汽油品質(zhì)與國外發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)相比，還存在很大的差距。由于國內(nèi)汽油主要采用催化裂化工藝，硫含量較國外發(fā)達(dá)國家高出許多，汽油無鉛化進(jìn)程的順利完成，也促使降低汽油中硫含量這一課題在汽車排污控制任務(wù)中的地位顯得尤為重要。針對中國汽油質(zhì)量與西方發(fā)達(dá)國家存在的差異，我們在引進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)、進(jìn)行產(chǎn)品研制過程中，特別就汽油中硫成份對尾氣排放的影響進(jìn)行了

8、試驗論證。1、試驗車輛試驗選用同一品牌、配置不同排放控制系統(tǒng)、分別滿足Tier1、LEV和ULEV排放標(biāo)準(zhǔn)的三個級別車輛（以下簡稱這三個試驗車為Tier1、LEV和ULEV），按照規(guī)定的試驗程序，對這三個級別試驗車輛在不同硫濃度下的CO、HC和NOX的排放量進(jìn)行測量。2、試驗結(jié)果Tier1、LEV和ULEV這三個級別試驗車輛，在不同硫濃度下的CO、HC和NOX的排放量如圖1、2、3所示。如試驗結(jié)果所示，當(dāng)汽油中硫濃度達(dá)到800ppm時，Tier1仍可以滿足Tier1類車輛排放標(biāo)準(zhǔn)三種組份限值的要求；LEV未滿足LEV類車輛排放標(biāo)準(zhǔn)中HC和NOX限值的要求；ULEV未滿足ULEV類車輛排放標(biāo)準(zhǔn)三

9、種組份限值的要求。3、結(jié)果分析如圖1、2、3所示，當(dāng)汽油中硫濃度較低（小于500ppm）時，Tier1、LEV和ULEV都可以滿足所對應(yīng)的排放法規(guī)的要求。隨著汽油中硫濃度的升高，三個級別的試驗車CO、HC和NOX的排放量都有所升高。圖4、5、6所示為Tier1、LEV和ULEV的CO、HC和NOX的排放量增長率隨汽油中硫濃度的變化情況。如圖所示，Tier1的 HC和NOX排放增長率在高硫濃度時最低，CO排放增長率比LEV的高；ULEV的CO、HC和NOX排放增長率在高硫濃度時最高。由此說明，Tier1的排放量受汽油中硫濃度的影響最弱，ULEV試驗車輛受汽油中硫濃度的影響最強(qiáng)。Tier1、LEV和ULEV三個級別車輛，因滿足不同的排放標(biāo)準(zhǔn)采用了不同的排放控制系統(tǒng)，從以上試驗結(jié)果可以看出，符合排放標(biāo)準(zhǔn)越高的車輛，其排放量與汽油中硫濃度的關(guān)系越密切，換言之，車輛所采用的排放控制系統(tǒng)越先進(jìn)，其對汽油中硫濃度就越敏感，受到的影響就越大。四、結(jié)論1、 迄今為止所采用的汽車排放控制技術(shù)還無法避免汽油中硫成份的不良影響。2、 隨著汽油中硫含量的增加，排放污染物的含量增加，但是增加程度因所采用的排放控制系統(tǒng)的不同而不同。采用排放控制技術(shù)越先進(jìn)的車輛，對汽油中硫成份越敏感。3、