第七章内燃机污染物的生成与控制87.1发动机排气中的主要污染物内燃机用碳氢化合物燃料在燃烧室内完全燃烧时,只产生CO,和H,O,而没有其他有害产物。但是燃料的氧化反应不可能完全,因此排气中会出现不完全燃烧产物,如CO和未完全燃烧甚至完全未燃烧的碳氢化合物HC。而内燃机最高燃烧温度达2000°C以上,又使空气中的氮在高温下氧化生成各种氮的氧化物。CO易与血红蛋白结合,使血液的输氧能力大大降低。HC和可在阳光作用下与NOx是进行光化学反应形成一种毒性很大的光化学烟雾
第七章内燃机污染物的生成与控制 §7.1 发动机排气中的主要污染物 内燃机用碳氢化合物燃料在燃烧室内完全燃烧 时,只产生CO2和H2O,而没有其他有害产物。但是燃 料的氧化反应不可能完全,因此排气中会出现不完 全燃烧产物,如CO和未完全燃烧甚至完全未燃烧的 碳氢化合物HC。而内燃机最高燃烧温度达2000ºC以 上,又使空气中的氮在高温下氧化生成各种氮的氧 化物。 CO易与血红蛋白结合,使血液的输氧能力大大 降低。HC和可在阳光作用下与NOx是进行光化学反应, 形成一种毒性很大的光化学烟雾
在柴油机中,由于可燃混合气是在燃烧前和燃烧中的极短时间内形成的,混合不均匀程度比较严重,在高温高压环境下缺氧的燃油会发生裂解、脱氢,最后生成碳烟粒子。这些碳烟粒子又吸附了各种各样的未燃烧或不完全燃烧的重质碳氢化合物称为排气微粒PM。碳烟主要由直径0.1-10um的多孔性碳粒构成,直径0.1-0.5um的碳烟,对人体危害最大。此外,内燃机燃料中含有的硫氧化后生成SO,和SO3,是形成酸雨的因素之一。用含铅汽油的汽油机会排出对神经系统有严重毒性的铅化物。排入大气中的CO,作为温室气体会造成地球表面温度升高
在柴油机中,由于可燃混合气是在燃烧前和燃 烧中的极短时间内形成的,混合不均匀程度比较严 重,在高温高压环境下缺氧的燃油会发生裂解、脱 氢,最后生成碳烟粒子。这些碳烟粒子又吸附了各 种各样的未燃烧或不完全燃烧的重质碳氢化合物, 称为排气微粒PM。碳烟主要由直径0.1-10μm的多孔 性碳粒构成,直径0.1-0.5μm的碳烟,对人体危害 最大。 此外,内燃机燃料中含有的硫氧化后生成SO2和 SO3,是形成酸雨的因素之一。用含铅汽油的汽油机 会排出对神经系统有严重毒性的铅化物。排入大气 中的CO2作为温室气体会造成地球表面温度升高
87.2汽油机主要污染物的生成机理和影响因素汽车有害气体主要从下述途径排入大气:(1)在不同运行工况,从发动机排气管排出的气体中含有不同比例的CO、HC(约占汽油机HC总排量的55%及NOx等有害气体;(2)从曲轴箱排出以HC为主要成分(约占汽油机HC总排量的25%),并含有C0等其他成分的窜气;(3)汽油从油箱、化油器浮子室及油泵接头处蒸发,散发出HC(约占汽油机HC总排量的20%)
§7.2 汽油机主要污染物的生成机理和影响因 素 汽车有害气体主要从下述途径排入大气: (1)在不同运行工况,从发动机排气管排出的气体 中含有不同比例的CO、HC(约占汽油机HC总排量的55%) 及NOx等有害气体; (2)从曲轴箱排出以HC为主要成分(约占汽油机HC 总排量的25%),并含有CO等其他成分的窜气; (3)汽油从油箱、化油器浮子室及油泵接头处蒸 发,散发出HC(约占汽油机HC总排量的20%)
87.2.1汽油机排气污染物的生成机理.一氧化碳CO是碳氢化合物燃料在燃烧过程中生成的重要的中间产物。当空气量不足时,有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。其反应式为:CHm+(n/2+m/4)O2=nCO+(m/2)H20控制CO排放量的重要因素是可燃混合气的过量空气系数Φ。。当Φ<1时,随着空燃比下降,CO的浓度呈线性增加;当Φ>1时,在理论上不会产生CO,但实际上由于混合气的混合及分配不均匀,因此在排气中还会有少量的CO。即使混合气混合得很好
§7.2.1 汽油机排气污染物的生成机理 一.一氧化碳 CO是碳氢化合物燃料在燃烧过程中生成的重要 的中间产物。当空气量不足时,有部分燃料不能完 全燃烧而生成CO 。其反应式为: CnHm+(n/2+m/4)O2=nCO+(m/2)H2O 控制CO排放量的重要因素是可燃混合气的过量 空气系数Φa。当Φa<1时,随着空燃比下降,CO的浓 度呈线性增加;当Φa>1时,在理论上不会产生CO, 但实际上由于混合气的混合及分配不均匀,因此在 排气中还会有少量的CO。即使混合气混合得很好
也会由于燃烧后的温度很高,使已形成的CO分解成CO和0,,H,O也会部分分解成H和O,,其中H会使CO,还原成CO,所以排气中总会有CO存在。二,未燃碳氢化合物(HC)排气中HC的形成原因较多,形成机理也比较复杂,但HC也是燃料不完全燃烧的产物(即有未燃的也有燃料分解的产物)。例如,为了提高发动机功率,以及在低负荷时为了不使燃烧速度过低,都需要发动机在当中<1的条件下工作,从而会因空气量不足产生不完全燃烧现象。此外混合气过浓、过稀燃料雾化不良或混入废气过多时,也会因灭火或半灭火状态而使未燃部分的燃料变成HC排出
也会由于燃烧后的温度很高,使已形成的CO2分解成 CO和O2 ,H2O也会部分分解成H2和O2 ,其中H2会使 CO2还原成CO ,所以排气中总会有CO存在。 二. 未燃碳氢化合物(HC) 排气中HC的形成原因较多,形成机理也比较复 杂,但HC也是燃料不完全燃烧的产物(即有未燃的, 也有燃料分解的产物)。例如,为了提高发动机功 率,以及在低负荷时为了不使燃烧速度过低,都需 要发动机在当Φa<1的条件下工作,从而会因空气量 不足产生不完全燃烧现象。此外混合气过浓、过稀, 燃料雾化不良或混入废气过多时,也会因灭火或半 灭火状态而使未燃部分的燃料变成HC排出