大气污染控制工程课件 第11章.pptVIP

第11章城市机动车污染控制 第11章城市机动车污染控制 1、教学要求 要求了解城市交通趋势及影响 理解汽（柴）油发动机污染物的形成与来源 掌握其控制技术 2、教学重点 本章重点介绍汽油发动机污染物的形成与控制，柴油发动机污染物的形成与控制 3、教学难点 柴油发动机污染物的形成与控制 Emission control of Internal Combustion Engines Section 1 城市交通趋势及影响 世界机动车增长趋势 城市机动车污染现状 随着经济的快速发展，我国汽车保有量连年高速增长 汽车单车排放因子高 机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高 严重影响城市大气环境质量 中国机动车保有量增长情况 近10年来，全国机动车保有量迅速增加，平均增长速度约14% 重点大城市保有量增长更快，北京市92年以来平均增长速度超过20% 机动车收入弹性系数研究表明：收入增长1%，机动车保有量增长1.02—1.94% 我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时期内保持迅速增加 中国机动车保有量增长情况 北京市机动车排放污染分担率 汽车动力系统 Theoretical Combustion EngineCylinder Actual Combustion Lead Hydrocarbons Carbon Monoxide Oxides of Nitrogen Carbon Dioxide Particulates Other pollutants Water Vapor Stoichiometry等当点 讨论1: 汽车污染产生 汽油发动机空燃比对污染物排放有何影响? 汽车排放的污染物有哪些? 汽油车污染排放包括哪些环节? 这些环节排放哪几种污染物? -----------------目标是提高燃烧效率, 降低排放 汽车污染物产生来源 汽油车行驶工况与排放 1. 怠速, 减速时CO, HC排放高, 浓度约为: CO: 1.0-6%; HC: 400-3000ppm NOx: 10-100ppm 2. 加速, 定速时NOx高, 浓度约为: NOx: 1000-4000ppm CO: 0.5-3.0%; HC: 200-600ppm 加速时, 碳烟约为: 0.005g/m3 主要控制技术 前处理: 无铅汽油(0.013g/L), 低硫汽油和柴油(1200ppm--50ppm?) 废气再循环(EGR): 20%循环, 降低NOx约60%, 但油耗增加3% 机内控制: 发动机设计 表面积/容积 越小越好; 电子控制技术; 多气门技术 机外控制技术: 热反应器, 催化反应器(氧化, 还原--三效) 改进点火系统 电控燃油 喷射系统 废气再循环(EGR) 三效催化净化技术(TWC) 同时净化3种污染物: CO, HC, NOx 只能在很窄的空燃比窗口工作: 闭环电控燃油喷射技术 三效催化净化技术(TWC) 主要使用贵金属+陶瓷载体, Pt, Rh, Pd 寿命, 防中毒很关键! Section 3 柴油发动机污染物的形成与控制 Compressed Ignition Engines 汽油, 柴油发动机的区别 汽油发动机燃烧为预混火焰, 柴油为扩散火焰 柴油发动机压缩比高, 热效率高30-50% 柴油发动机以喷油雾化方式燃烧, 产生碳烟较多 柴油车经济性好, 马力大 汽油车加速性好, 正在开发缸内直喷发动机技术 Formation path of Soot Pollutants and Air-fuel ratio 柴油车行驶工况与排放 1. CO总是很低, 约0.1% 2. 减速, 怠速时HC相对较高, 浓度约为400ppm 此时NOx较低, 约为30-70ppm 3. 加速, 定速时NOx高, 浓度约为: NOx: 800-2500ppm 此时HC: 90-200ppm 4. 加速时碳烟最高, 约为0.30g/m3 Turbo-charge and Emission(采用增压和中冷技术) Oxidation catalyst(氧化催化剂) Particulate Trap(