高速电子离解汽车尾气探究.pdfVIP

高速电子离解汽车尾气研究 白敏冬 白希尧初庆东张芝涛 大连海事大学环境工程研究所大连116026 【摘要】当前国际上所采用的治理汽车尾气方法包括机内净化、机外净化，只能改善cO，Hc 的污染，对NOx无效，而NOx是形成大气主要危害的光化学烟雾和酸雨的主要污染物。利用超强电 场气体放电的新技术，在放电窄间隙中获得了200kg／cm的强电场，电子获得了16er以上的平均 的分解率为86．O～88．0％；烟尘净化率在80％以上。 关键词： 强电场放电 电子平均能量 电离离解 分解率烟尘净化率 一、引言 目前全世界汽车保有量已经超过了5亿辆，每年汽车产量已超过了5000万辆。在发达的工业 化国家中，汽车尾气是构成大气污染的主要原因。大气中87％的碳氢化合物(HC)、61％的一 氧化碳(C0)、55％的氮氧化台物(NO。)来自于汽车尾气。我国近几年来汽车产量猛增，保有 的方法来控制汽车尾气的排放量，届时将会对大气形成极大的危害。 (欧州经济委员会)、JIS(日本工业标准)也制定了严格的汽车尾气排放标准。汽车排放尾气 污染物成为环境污染的元凶，已经到了非治理不行的地步。 汽车尾气是个移动污染源，治理难度大，不少国家投入很大人力、财力，尚没有研究成一 项能够为广大用户接受的治理技术。出台不少治理技术，只对co、HC有效，而治理NO,效果甚 成大气主要危害的光化学烟雾和酸雨的主要污染物。 当前国际上被认为有效治理汽车尾气方法如下。 机内净化方法：☆改进汽车内燃机结构或增加附加装置改善燃烧条件；☆改进汽化器以及 点火系统，或者附加高压点火装置：☆磁化技术；☆添加剂法。 机外净化方法：☆催化剂法即吸附法(贵重金属铂铑或稀土金属)：☆等离子体化学法。 由于制定了严格的汽车尾气排放标准，机内净化方法达不到标准要求。催化剂法增加汽车 的捧气阻力，有效功率下降．还需定期更换．一直不被人们采用。1997年日本东京大学柬晕、 藤井宽一教授提出用高压放电产生等离子体处理汽车尾气的报告．据说达到实用阶段。由于放 电电场强度只在10kg／cm左．右，它只能降低Nox污染29．2％，且体积庞大．在小型汽车上安装不 下。 我们最近研究能形成超强电场的新技术，它的电场强度可以达§sJ200kV／cm．要比直流高压 临界击穿电场强度、高压脉冲临界击穿电场强度高出20倍、10倍。被电场加速的电子获得16eV a如 气体分子离解或电离成原子和原子离子等．生成稳定无害的№、02、c嘎、叱0等分子或单质C 539 场，其电场强度高达200kV／cm，它超过直流、脉冲高压临界击穿电场强度的10～20倍。在放 电间隙(4)的高压电极上施加高频高电压，形成沿电介质表面放电和电极之间的无声放电，成 为复合放电。可以使气体中被加速电子浓度成倍增加，电子加速器成倍减小。 采用高速电子分解汽车尾气实验研究工艺流程如图3所示。电源对放电间隙施加高频 16PP，使气体发生离解、电离反应，产生高浓度的活性粒子。足咀把NO、N02、CO、CH离解 成无害的N2、02、H2气体分子和单质C。 三、实验结果与讨论 针对辽宁省大孤山铁矿厂的大型柴油矿 IOO 车一康名斯75B进行了实验研究，其功率为 日0 三6o 气烟尘是根微细的，其烟尘粒度重量累积分 羞” 墨 布曲线如图4所示。从图中可见．碳烟虽大粒 鹰20 度为10．0∥m，其中粒度小于1．0Ⅳ神自烟尘占 o0 o lo 20 30 40 50 60 708090ioo 75．9％。通常用重力法、袋式过滤法除尘器 重量百分比佴】 捕捉如此微小烟尘颗粒是十分困难的。