污染物生成機(jī)理

1、(22)(22)第2章汽車排放污染物的生成機(jī)理及危害汽車排旗包含的許多戌分隨著汽車種類及運(yùn)轉(zhuǎn)皋件的改變而改變*從懈燒的角度看*汽車掛放分完全燃燒產(chǎn)物、不完全燃燒產(chǎn)物和燃燒中間產(chǎn)臥完全擻燒產(chǎn)物的呈本成分是二氧化碳心旳、水蒸氣(H2o),過剩的氧(6)及存下的氮排吒中除完全燃燒產(chǎn)物外，還有不完全燃燒利燃撓反應(yīng)的中閭產(chǎn)物，包括一氧化碳(CO).碳?xì)鋬?yōu)合物(HC).氮氧化含物(Ng)、二氧化施網(wǎng)汰微粒物臭氣(甲醉、丙烯醛等)等這些不完全撫燒和撚燒反應(yīng)的中間產(chǎn)物大部分是冇毒的*或有強(qiáng)烈的剌激性、臭味和致癌作用2J汽車排放污染物的生成機(jī)理汽車污染物排放童主要和發(fā)動機(jī)混合P的形嚴(yán)燃磁排氣過程中的化學(xué)氏應(yīng)有關(guān)

2、，覽外還與懋池的集發(fā)等因素有關(guān)，由于-汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒特點(diǎn)不同，因而它們污染樹的主成機(jī)理也不同*由于很合氣形.成和燃燒特點(diǎn)不同#柴油機(jī)排放屮碳煙等微粒污染物比汽韻機(jī)大兒十倍Ng的濃度與汽油機(jī)相比約少50%左右，而CO、HC的排故比較少*表2J所示為汽油機(jī)與柴油機(jī)排放污染物的比較。表2.1汽柚機(jī)與柴抽機(jī)誹放污梟囪的岀較成分汽紬機(jī)成分汽紬機(jī)釜油機(jī)COC%HC(i(r*0.1620000.0-0,50200-3000戍分克油機(jī)柴油機(jī)NQk(I04)微粒胡20O*-4Q000.00570Q-2OW0.1-030中上表可以看出，汽油機(jī)污漲物主要是CO、HC和N6,而柴池機(jī)污染物主要是微粒和NO和忖前

3、排放法規(guī)限制的主要就是這四種,因此下面就對這幾種有害排枚物的生成機(jī)理進(jìn)襯分析2.LICO的生成機(jī)理燃燒產(chǎn)物co是最早為人們發(fā)現(xiàn)的污染物之一，它是汽車排敢中有害推度最大的成分，co的生成主更是和農(nóng)合吒的混合質(zhì)量及其最度有關(guān)熾料燃燒時(shí)不可能全部生成COi，會由干下列原因產(chǎn)生部分COn1,燃料不完全燃爆co是爛類燃料在燃燒過程中由于缺氧而不能完全撼燒的中間產(chǎn)期，一般認(rèn)為，燃燒反應(yīng)經(jīng)過的幾牛反應(yīng)過程為；理論上當(dāng)空燃比A-H.7時(shí)婭類撚料能完全燃誡，生成和氐。詈初-詈初-nCOj+yR1OC2.1)而當(dāng)A/F】4.7時(shí)，即混合氣過嚴(yán)時(shí)燃料就不能完全魁燒，會生成中間產(chǎn)物CO：GH4+p；tnCO+-H；O

4、24i2西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第頂當(dāng)時(shí)，氧氣過輒排P中不會有C2旳+02(2.4)C02+H2-+C0+H2025)由上可見，一氧化碳在燃燒過程中形成的原因主要町以歸結(jié)為氧的不足*旦它形成以后，如不能及時(shí)在燃燒過程中獲得氧的補(bǔ)充就會以不完全氧化狀態(tài)排出機(jī)外。2.1.2HC的生成機(jī)理排氣中的HC是由未燃燒的遇料疑、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分披分解的產(chǎn)物所組成，它是各種沒有完全燃燒的碳?xì)浠衔锏目偡QHC的生成原因比較復(fù)雜，其生成機(jī)理可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)薦討論a1.室壁激冷效應(yīng)汽油機(jī)室壁激冷效應(yīng)是指當(dāng)火焰?zhèn)鞑r(shí)，由于接近燃燒室壁面的一層混合吒被冷卻，火焰到

5、達(dá)堰燒室璧面之前就消失的一種現(xiàn)象.汽油機(jī)氣缸內(nèi)懈料和空氣的均質(zhì)混合氣是靠火焰?zhèn)鞑ザ紵?火焰面也的Imm-Zinm為預(yù)熱層場預(yù)熱層中的燃料和部分氧化產(chǎn)物不能進(jìn)一步氧化轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物，而以未燃桂和含氧碳?xì)浠衔锏男问脚懦?。汽油機(jī)在正常工作情況下*排氣中的HC主要來自室壁澈拎效應(yīng)的未燃怪*2燼燒室縫除效應(yīng)火焰不能在激冷縫隙內(nèi)傳楷的現(xiàn)象稱為燃燒室縫隙效應(yīng)一般在小于J血的鮭隙內(nèi)，如活塞頂部與第一道氣環(huán)之間的空隙混合氣因火焰無法傳入其中而不能完全燃燒，是HC排放的來源之一3.烘料燃燒不完全在發(fā)動機(jī)工作過程中，燃料不完全燃燒與著火前的混合氣條件、燃燒室內(nèi)的燃燒條件、膨船亍程的溫度條杵及排氣系統(tǒng)的反應(yīng)條件

6、均有密切的關(guān)系。HC既有未燃的燃料，也有燃料不完全施燒的產(chǎn)物和部分被分解的產(chǎn)物，所以一切妨礙燃料燃燒的條件都是HC形成的原因，咧如，為了提高發(fā)動機(jī)的彘尢功率，常使發(fā)動機(jī)在過魚空氣系數(shù)小于1的情況下工作；在低負(fù)荷時(shí)由于吒缸內(nèi)的殘余代體較宇為了不使燃撓速度，也要供給垠混合氣從而都會因空氣不足以致不能完全燃6)27)西南交通大學(xué)碩士冊究生學(xué)位論文第10頁燒此外*堪合氣過濃、過稀、燃料霧優(yōu)不良或混入廢P過多時(shí)，也會因滅火或半天火狀態(tài)而使未魅部分前撚料旦HC6)27)西南交通大學(xué)碩士冊究生學(xué)位論文第10頁燒此外*堪合氣過濃、過稀、燃料霧優(yōu)不良或混入廢P過多時(shí)，也會因滅火或半天火狀態(tài)而使未魅部分前撚料旦H

7、C的形武排出2.1.3NOX的生成機(jī)理NOk是NO.NOj.陶片MgNQ等各種氮氧化合物的總稱在發(fā)動機(jī)排出的廢氣孔NO占絕大部分約占99%）.而N5含捷極少（約占1%人英他氮氧化物的含量甚微.NO推入大氣后，區(qū)被氧化成N6NO是在燃燒過程中的高溫條件下在撚燒室內(nèi)形成的.它是在鬆燒過程中氮和氧匱子的許多基本反應(yīng)的結(jié)果.捷宋杜維奇（Zcldovich）璉反應(yīng)機(jī)理認(rèn)為NO的生成反應(yīng)與分解反應(yīng)主要由下列兩個(gè)反應(yīng)支酎:NOS是由燃燒所產(chǎn)主的高溫使空吒中的氧氣和歙氣分解并優(yōu)合生成的，燃燒溫度越亂尾氣中N4的含量越大“2丄4撒粒（PN1）及炭煙的生成機(jī)理所謂微粒是指由內(nèi)熬機(jī)排出的全部廢氣，在接近于大吒條件下

8、，除去非化合形態(tài)的凝聚水以后收集到的全部呈固體皺和殺體狀的微懸粒，它包稱原始及二欲顆粒*原始顆粒直接來自發(fā)動機(jī)燃燒產(chǎn)物的顓粒，次竅粒是在丸吒條件下，因完態(tài)、液態(tài)和固憲的各化學(xué)成分之間發(fā)生化學(xué)或物理變化所產(chǎn)生的顆料。微粒主耍是由三部分組成*即碳煙（DS卜可溶性有機(jī)物（EOF）和硫酸蓋。碳煙是微粒的主要組咸部分關(guān)于碳煙的主成機(jī)理如圖2-2所示，首先氣相的燃抽分子在髙濫缺氧條件下瓷生部分氧優(yōu)和熱裂解，生成笛種不飽和腔類，如乙嫦、乙烘及其參環(huán)芳香桂；它們不斷臟氫孫成原子O+Nj-NO+NC可逆N十O2NO+O（可逆）NO生成量很犬程度決定于的溫度+并與溫度昱指數(shù)關(guān)系。埃煙徹粒形成的過程anisdck級

9、的碳粒子逐漸聚合成直徑2iim左右的碳煙檢亡（就掬；氣相的煙和其也物質(zhì)在碳.核表面的擬聚.嘆及碳核相互碰撞發(fā)生的觀聚悚碳核繼挨增大，咸為直徑2O-3Onm的碳煙基元而碳煙基元經(jīng)過相互聚集形成直輕W以下的械狀或鏈擾的多孔性聚合物。重憎分的未燃煙、蔚醴鹽以及水分等在碳粒上哦附凝樂，形成微粒排放.,ftsaa電虜摘要6-7Abstract7-12第1章緒論12-191.1論文的研究背景及意義12-141.1.1我國城市交通汽車排放污染現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-131.1.2城市交通汽車排放污染物的主要來源及其特征131.1.3論文的研究意義13-141.2國內(nèi)外汽車排放研究現(xiàn)狀分析14-171.2.1國外

10、汽車排放控制技術(shù)現(xiàn)狀14-151.2.2國內(nèi)汽車排放控制技術(shù)現(xiàn)狀15-171.3主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-191.3.1主要研究內(nèi)容17-181.3.2研究技術(shù)路線18-19第2章汽車排放污染物的生成機(jī)理及危害19-232.1汽車排放污染物的生成機(jī)理19-222.1.1CO的生成機(jī)理19-202.1.2HC的生成機(jī)理20-212.1.3NO_x的生成機(jī)理212.1.4微粒(PM)及炭煙的生成機(jī)理21-222.2汽車排放污染物的危害22-23第3章汽車排放污染物的影響因素分析23-313.1過量空氣系數(shù)卩的影響23-243.2點(diǎn)火提前角的影響24-253.3運(yùn)轉(zhuǎn)工況的影響25-273.4發(fā)動機(jī)

11、類型的影響27-283.5外環(huán)境因數(shù)的影響28-313.5.1城市道路條件的影響283.5.2交通設(shè)施兩側(cè)布局的影響28-293.5.3不同交通時(shí)段的影響29-31第4章汽車排放污染的擴(kuò)散分析31-374.1城市交通污染物擴(kuò)散的影響因素31-334.1.1街道建筑物結(jié)構(gòu)對擴(kuò)散的影響314.1.2風(fēng)向?qū)U(kuò)散的影響31-324.1.3風(fēng)速對擴(kuò)散的影響324.1.4日照對擴(kuò)散的影響32-334.2汽車排放污染物擴(kuò)散理論33-344.3城市交通污染物的擴(kuò)散分析34-374.3.1風(fēng)速對擴(kuò)散的影響344.3.2風(fēng)向?qū)U(kuò)散的影響34-364.3.3日照與峽谷擴(kuò)散36-37第5章汽車排放污染控制技術(shù)37-4

12、75.1機(jī)內(nèi)控制技術(shù)37-415.1.1推遲點(diǎn)火（噴油）時(shí)間37-385.1.2廢氣再循環(huán)38-395.1.3燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)39-405.1.4提高點(diǎn)火能量和電控汽油噴射技術(shù)405.1.5增壓及增壓中冷405.1.6改善噴油特性40-415.2機(jī)外控制技術(shù)41-455.2.1熱反應(yīng)器41-425.2.2三效催化轉(zhuǎn)化器42-435.2.3稀燃催化器43-445.2.4NO_x的催化還原445.2.5顆粒捕集器及再生系統(tǒng)445.2.6非尾氣污染物控制技術(shù)44-455.3外環(huán)境控制技術(shù)45-475.3.1城市交通規(guī)劃管理455.3.2城市交通控制管理455.3.3城市交通環(huán)境工程45-47第6章汽車排污控制技術(shù)的綜合運(yùn)用研究47-606.1汽車排放污染控制技術(shù)