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汽車尾氣與防治
（作者未知） 2009/4/18
（接上頁）減少污染物的排放和使排放廢氣中的CO，HC，NOx分別被氧化或還原，生成無毒的CO2，H2O，N2。為了減少汽車尾氣排放，采取的途徑主要有兩種，一是在不改變?nèi)剂戏N類的情況下采用清潔燃燒技術(shù)(即機(jī)內(nèi)凈化)與尾氣凈化技術(shù)(即機(jī)外凈化)；二是采用清潔燃料，利用綠色替代燃料來減少汽車尾氣有害物的排放。
1 機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)
機(jī)內(nèi)凈化的主要方式是改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒方法，即利用所謂稀薄燃燒方式來接近理想燃燒方式，以在較好的條件下使混合氣體充分燃燒，減少污染物的發(fā)生量。其措施有，(1)改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)、改進(jìn)供油系統(tǒng)、改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)，使燃油燃燒更充分，(2)改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)，如在化油器上設(shè)置斷油裝置和稀混合氣體供給裝置，采用延遲點(diǎn)火裝置和晶體管點(diǎn)火裝置等。
2 機(jī)外凈化技術(shù)——催化凈化
機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)能減少有害氣體的生成，但不能除去已生成的有害氣體。通常人們更關(guān)注的是機(jī)外凈化。
2．1三元催化技術(shù)
三元催化劑由4個(gè)部分組成：載體、高度多孔的活性氧化鋁層，活性組分以及助劑。載體在催化劑中的作用是提供有效表面有合適的孔結(jié)構(gòu)，并獲得良好機(jī)械強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性，起活性中心和節(jié)省活性組分用量的作用，目前廣泛采用的是堇青石蜂窩體。這種類型的載體有一定的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)耐高溫、耐腐蝕。但是由于是在高溫下燒制而成，其比表面積甚小，且與催化劑的有效成分等不易粘結(jié)，為此必須在其內(nèi)外壁上涂敷一層高度多孔的氧化鋁層進(jìn)行修飾。基質(zhì)堇青石上的活性氧化鋁(r－Al2O3)層，厚度約為20μm～40μm，容易與載體粘結(jié)，有較大的比表面積，這樣就有利于催化劑的有效活性組分在其上負(fù)載，且呈高度分散狀態(tài)。活性組分是指催化中起主要作用的物質(zhì)如貴金屬鉑(Pt)、銠(Rh)等，鉑主要用來加快CO和HC轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O，而銠主要用來加快NOx轉(zhuǎn)化為N2。助劑存在于氧化鋁層中，可以增強(qiáng)催化劑的熱穩(wěn)定性、穩(wěn)定貴金屬的高度分散狀態(tài)、提高CO、HC及NOx的轉(zhuǎn)化率等。氧化鈰(CeO2)是應(yīng)用最廣泛的稀土氧化物添加劑。
在三元催化劑法效率不斷得到提高，但仍有一些問題還沒能很好的解決，如空燃比匹配對催化劑催化特性的影響、催化劑失活等。在富氧條件，貴金屬催化劑下易于氧化HC和CO，而抑制NOx還原；貧氧條件下，易于還原NOx，但由于沒有足夠的氧，HC和CO不能被完全氧化。催化劑的性能與運(yùn)行條件密切相關(guān)，高溫和催化劑中毒是造成催化劑失活的兩個(gè)主要原因。另外催化凈化器增加了汽車的排氣阻力使有效功率下降、汽車剛剛啟動時(shí)排氣溫度比較低不能起催化作用等，這些問題都有待于進(jìn)一步的研究解決。
2．2非平衡等離子體處理技術(shù)
目前最具活力的汽車尾氣處理技術(shù)當(dāng)數(shù)非平衡等離子體技術(shù)。非平衡等離子通常采用輝光放電、電暈放電、沿面放電或介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生。強(qiáng)電離放電所形成的非平衡等離子體中含有的大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子其平均能量高于一般氣體分子分解、分解電離、分解附著等過程所需的激勵(lì)能量。這些活性粒子和有害分子NOx、CO、CH等相互碰撞使得氣體分子鍵被打開生成一些單原子分子和固體微粒如c等；同時(shí)產(chǎn)生大量•OH、•O等自由基。由這些單原子、分子和自由基等組成的活性粒子所引起的化學(xué)反應(yīng)最終將廢氣中的有害物質(zhì)變成無害物質(zhì)。據(jù)非平衡等離子體的性質(zhì)，人們對其在尾氣治理上的應(yīng)用進(jìn)行了研究探索。
2．3納米技術(shù)
上世紀(jì)末隨著納米技術(shù)的出現(xiàn)和納米材料的合成，鑒于納米材料的特殊性能，科學(xué)家對納米材料在汽車尾氣凈化中的應(yīng)用進(jìn)行探索，并取得了一些成果。有資料表明，納米技術(shù)可以制成非常好的催化劑，其催化效率極高。納米用于汽車尾氣催化，有極強(qiáng)的氧化還原性能，是其他任何汽車尾氣凈化催化劑所不能比擬的，它在發(fā)動機(jī)汽車缸里發(fā)揮催化作用，使汽車燃燒時(shí)不再產(chǎn)生氮氧化物等，根本無需進(jìn)行尾氣凈化處理。
3 采用清潔燃料
為了解決由汽車尾氣造成的環(huán)境污染問題，除開發(fā)高效尾氣催化凈化裝置外，開發(fā)和采用清潔燃料成為近年來科技工作者關(guān)注的課題。
3．1采用符合清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)的燃料實(shí)踐證明，汽油中的鉛、苯、芳烴、硫化物和烯烴是影響尾氣中有毒有害物質(zhì)含量的重要因素。例如，當(dāng)芳烴含量從45％降到20％時(shí)，尾氣排放中總的有毒物排放降低了28％；汽油中的芳烴含量對尾氣中二氧化碳的排放也有直接影響，如把燃料中的芳烴含量從50％減少到20％時(shí)，汽車排放中的二氧化碳可減少5％。汽油中的硫化物能明顯地降低催化轉(zhuǎn)換器中催化劑的功效，硫同樣對加熱尾氣的氧傳感器造成不良影響，降低燃料中的硫含量可使帶催化轉(zhuǎn)換器裝置汽車的污染物排放明顯降低。
3．2采用綠色燃料面對由于燃燒汽油和柴油汽車尾（未完，下一頁）
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