毕业论文——谈汽车尾气治理.doc
《毕业论文——谈汽车尾气治理.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业论文——谈汽车尾气治理.doc(22页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、XXX职业技术学院机电工程系毕业设计说明书课题: 谈汽车尾气治理 专 业 汽车检测与维修 班 级 xxxxxxx 姓 名 XXX 指导老师 XXX 完成日期: XXXX 年 X 月毕业设计任务书学生姓名班级 学号专业汽车检测与维修同组人姓名 毕业设计题 目 主要设计参数主要工作量汇总整理、校对毕业设计(论文) 完成日期从 20 年 月 日 至 年 月 20 日指导教师(签名)专业负责人(签名)系(部)审核: (签章)毕业设计(论文)成绩报告单学生姓名XXX班级 毕业设计题目汽车尾气治理指导教师评语:初步评定成绩 签名 年 月 日答辩小组考评评语: 签名 年 月 日综合评定: 签名 年 月 日目
2、录摘要-7引言-8第1章 汽车尾气成份及危害性-8第2章 汽车尾气排放物的影响因素-11第3章 汽车尾气污染物的控制和治理-12第4章 柴油机的应用和发展-16第5章 新能源汽车发展-17附录一:汽车排放标准检测-22附录二:参考文献-23致谢-24摘要本文从汽车发展的角度来考虑当前的环保问题,着重针对大气污染的现状,对汽车尾气对环境的影响及其危害进行分析,并从治理汽车尾气的角度提出大气污染治理的措施与方法,了解新能源汽车发展趋势,指出大力发展新能源汽车是解决汽车尾气对大气的污染问题的最好办法。关键词:汽车尾气 大气污染 环境保护 新能源汽车引言上世纪发生的8次重大的世界公害有5次是由于工业废
3、气而引发的大气污染(其中3次为工业废水引发的水源污染),造成大量的人畜死亡,森林、植物被毁,影响极其深远。其中40年代初的美国洛杉矶光化学烟雾事件就是由于当时的250万辆汽车每天向大气排放出大量的一氧化碳、碳化氢和氮氧化物等有害气体,在强烈的阳光下发生光化学反应,产生大量的光化学烟雾而造成人畜死亡,成为重大的汽车废气污染公害事件。 随着汽车工业的发展,世界汽车年产量已达5 000余万辆,废气污染在严重地威胁着人类的生态环境。美、欧、日等发达国家已先后制订了严格的汽车排放法规,汽车生产商也先后投入巨额资金对汽车废气污染进行控制和改进,目前已取得了相当的成就,值得我们借鉴。 我国的汽车工业还十分落
4、后,废气污染十分严重。例如,广州市目前的机动车(包括摩托车)数量约为90余万辆,仅为洛杉矶和东京的1/10,但其污染物的排出量却与这两个城市的总量相当,每天排放到大气的有害物质所产生的大气污染十分严重,已出现了类似洛杉矶40年代初期所发生的光化学烟雾征兆,同时已成为全国上呼吸道和肺癌的高发病率区,严重地威胁着市民的身体健康和生态环境。第一章 汽车尾气成份及危害性1.1 主要危害 从世界范围看,空气污染的另一重大因素是汽车尾气。汽车尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒,尤其是含铅汽油,对人体的危害更大。铅在废气中呈微粒状态,随风扩散。农村居民,一般从空气中吸入体内的
5、铅量每天约为一微克;城市居民,尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后,主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中,以肝、肾中的浓度最高。几周后,铅由以上组织转移到骨骼,以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约9095的铅积存于骨骼中,只有少量铅存在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定,当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而破坏了酸碱平衡时,铅便由骨中转移到血液,引起铅中毒的症状。铅中毒的症状表现很广泛,如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等;重症中毒者有明显的肝脏损害,会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。为了提高
6、城市空气质量,美国制订了严格的降低汽车污染的计划。1996年,欧盟又制订了据说比美国还严格的汽车尾汽排放计划。欧盟的计划中,提出了提高汽油和柴油质量的标准,要求在2000年前取消含铅汽油,在雅典、伦敦等污染严重的地区,采用特殊燃料。同时,要求新推出的车型,都必须进行技术改造,以净化汽车尾气。据调查,英国10的儿童在6岁前铅中毒。儿童铅中毒,智商将降低,还会出现捣乱和过失行为。为了改善大气质量,我国许多城市都禁止污染企业进市区;对原有企业进行技术改造,减少废气、烟尘排放量,集中供热。减少取暖炉灶烟尘排放量,提高柴油、汽油质量,减少钻含量,积极向无铅汽油过渡,安装汽车净化器,等等。1943年,在美
7、国加利福尼亚州的洛杉矶市,250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡,后者使全市四分之三的人患病。这就是在历史上被称为“世界八大公害”和“20世纪十大环境公害”之一的洛杉矶光化学烟雾事件。也正是这些事件使人们深刻认识到了汽车尾气的危害性。汽油主要由碳和氢组成,汽油正常燃烧时生成二氧化碳、水蒸气和过量的氧等物质。但由于燃料中含有其他杂质和添加剂,且燃料常常不能完全
8、燃烧,常排出一些有害物质。研究表明,汽车尾气成分非常复杂,有100种以上,其主要污染物包括一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物。一氧化碳会阻碍人体的血液吸收和氧气输送,影响人体造血机能,随时可能诱发心绞痛、冠心病等疾病。碳氢化合物会形成毒性很强的光化学烟雾,伤害人体,并会产生致癌物质。产生的白色烟雾对家畜、水果及橡胶制品和建筑物均有损坏。氮氧化合物使人中毒比一氧化碳还强,它损坏人的眼镜和肺,并形成光化学烟雾,是产生酸雨的主要物质,可使植物由绿色变为褐色直至大面积死亡。 1.2 有害成份固体悬浮颗粒:固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。
9、固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便会激发形成恶性肿瘤。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼结膜炎,甚至造成角膜损伤。一氧化碳:一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。氮氧化物:氮氧化物主要是指一
10、氧化氮、二氧化氮,它们都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成人的呼吸系统功能失调。碳氢化合物:目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月,伦敦发生光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期多4000人,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍。铅:铅是有毒的重金属元素,汽车用油大多数掺有防爆剂四
11、乙基铅或甲基铅,燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大。尾气在直接危害人体健康的同时,还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味,达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生,造成土壤和水源酸化,影响农作物和森林的生长。近100年来,气候变暖已成为人类的一大祸患。冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了严峻的挑战。而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。 1.3 认
12、识误区忽视了合格车辆尾气排放的危害。现在汽车尾气检测部门,检测汽车尾气时汽车尾气排放量小于许可值就判定合格,这是正常的。不同的汽车有不同排放量,许可值有大有小,所以在规定许可值范围内的汽车尾气排放,对空气污染的影响依然是存在的。可更多的人认为检测合格了就没有危害了,这是不对的。检测合格车辆尾气排放量不会一成不变。汽车在行驶一定距离后,随着汽车磨损等原因,尾气排放也逐渐增多。新车是合格的(尾气排放在许可值范围内),旧车(运行2030万公里以上)尾气排放基本上超许可值或接近许可值,这部分的汽车尾气污染量也是不小的。 忽视了汽车尾气排放的其它因素。现在的检测就是在汽车后面加一个探测针,这主要是检测尾
13、部的排放。而且忽视了汽车曲轴箱和燃油蒸发其它部位的污染排放。要想综合治理污染物的排放,就应该从整体上考虑对污染排放的治理,不然就会治标不治本,收不到良好的治理效果。 忽视了治理这一重要环节。有的汽车在检测前,为了过关,在汽车上动了手脚,采取临时的措施通过测试,过后照常是尾气排放超标。这样的汽车就可以在大街上任意行驶,因为有测试合格标志。有的为了过关,花点钱找修理部门处理一下,检验就过关了。下了检测线,尾气依然是超标的,可是合格的标识已经贴在了车上。有的外地车进京,也可以花钱买到尾气合格的标识。这对于整个治理工作来说,可以说是一个很大的误区。花了很多的资金,用到了检测上这是应该的,可是治理上应该
14、投入更大,没有治理就等于没有检测。第2章 汽车废气排放物的影响因素汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体的影响因素比较多,主要为可燃混合气的空燃比,点火提前角、发动机的负荷和转速以及发动机的内部结构等。2.1 可燃混合气空燃比的影响空燃比(A/F)对CO、HC和NOx的影响见图1。在理论空燃比附近,CO曲线有一个拐点,当A/F减少时,可燃混合气过浓,燃油无法充分燃烧,CO生成物便急剧增加;当A/F增大时,氧含量充足,燃油可以充分燃烧,使CO生成量减少,而且比较稳定。图1空燃比对有害气体的影响HC曲线在A/F为1718附近有一个拐点,此时废气中的HC含量最低。除此之外,HC的生成量都有所增加。
15、其原因是当A/F少于17时,混合气过浓,燃烧不彻底,当A/F大于18时,混合气过稀,燃烧速度缓慢同样会出现燃烧不彻底现象,HC都会增加。NO曲线在A/F为1516附近有一个波峰,此时生成的NO量最多,除此之外,过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度,使NO的生成量都有所下降。以及国外常用的废气排放控制技术。碳微粒收集器对柴油机的废气治理具有重要的实用价值,建议尽快加以研制和开发。2.2点火提前角的影响 点火提前角对CO的生成量影响不大,但对HC和NOx的影响较大,其结果分别见图2和图3。 图2点火提前角对HC的影响 图3点火提前角对NOx的影响由图2和图3可看出,随着点火提前角的增大,H
16、C和NOx生成物都会急剧增加,其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关,当点火提前角增大到一定值后,由于燃烧时间过短,HC和NOx生成量便有所下降。当然,正确的调整点火正时是非常必要的,过迟的点火提前角会使发动机动力下降,油耗增大,工作不稳。2.3发动机转速和负荷的影响由于NOx是高温燃烧时的生成物,当发动机的转速和负荷提高时,使气缸的燃烧温度升高,NOx生成量随之增大,CO和HC的生成量稍有增加,但影响较小。碳微粒的影响因素主要有空燃比、发动机的温度、转速和负荷以及燃烧室的形状,燃油的雾化情况等。空燃比过浓,温度过低,均不利于燃油的雾化和燃烧,使碳微粒生成量增加;发动机转速和负荷增大,使燃烧温
17、度提高,有利于完全燃烧,使碳微粒的生成量减少。SO2和Pb微粒的生成主要与燃油中的含硫量和铅化合物的加入量有关。因此,往往对燃油中的最大含硫量作了限制,推行使用无铅汽油。第3章 汽车废气污染物的控制和治理3.1控制方法随着环保意识的加强,欧、美、日等一些发达国家对废气排放污染的限制越来越严格,各汽车生产厂都投入巨额资金开展废气污染物的控制研究,早于90年代初,汽油车已基本上普遍采用了电控燃油喷射发动机,使废气中的有害气体大为减少,动力性和燃料经济性均有所提高,再加上其他多种措施的综合应用,使汽油车的废气污染得到了有效的控制。柴油车用的电控燃油喷射发动机也正在研制,但进入实用阶段尚为时过早。目前
18、,国外对于废气排放的控制和治理主要有如下几种措施。(1)废气再循环。已查明NOx是燃油在高温燃烧中的生成物。废气再循环就是根据发动机的不同工况,将废气中的一部分(3%15%)引入燃烧室,用以降低气缸的燃烧和温度速度,从而进一步减少NOx的排放量。(2)二次空气供给。二次空气供给系统是在排气管的上段设置一个反应器,通过空气泵、控制阀、单向阀和喷射管等引入适量的新鲜空气,在高温下,令CO和HC在热反应器内继续燃烧(生成H2O和CO2),从而进一步减少了CO和HC的排放量。有的发动机则向三元催化器提供二次新鲜空气,以使CO和HC在催化器内获得更充分的氧化反应(燃烧)。(3)三元催化净化装置。三元催化
19、净化器的催化剂为铂、铑、钯和钌等贵金属,其载体的形状分为粒状和片状(见图4)。根据生产工艺的方便性,后者的应用较广泛。图4三元净化器的内部结构铂和钯为氧化剂,使CO和HC发生氧化反应,生成CO2和H2O。铑为还原剂,使NOx脱氧,还原成N2并释放出O。后者正好为CO和HC的氧化提供了充分的条件。图5空燃比与净化率的关系 三元催化净化器的工作特性是要求发动机处于理论空燃比状态下工作时,才表现出良好的净化效果(见图5)。现代电控燃油喷射发动机的电控系统为了实现对理论空燃比的监测和控制而应用了能检测废气中氧残留量的氧传感器,电控系统接收到氧传感器反馈的信号后便及时调整喷油量,使发动机工作处于理论空燃
20、比状态,从而实现了燃油喷射的“闭环”控制。三元催化净化器的最佳工作温度为400800,如果同时不配合使用氧传感器时,则很快就会出现早期损坏,寿命大大缩短。以及国外常用的废气排放控制技术。碳微粒收集器对柴油机的废气治理具有重要的实用价值,建议尽快加以研制和开发。稀土金属也同样具有贵金属的一些特性,用它制成的催化净化器,虽然效果比贵金属差,但价格便宜得多。而我国的资源相当丰富,目前这方面的开发研制已取得了令人振奋的效果。(4) 无铅汽油。汽油中加入千分之0.10.4g四乙铅后便可大大提高汽油的抗爆性能,有利于减少机件的损坏,但铅对人体的毒害非常大,同时也会使三元净化器中毒而早期失效,所以世界各国已
21、严格限制含铅汽油的生产和使用。我国一直在长期使用含铅汽油,可喜的是,我国已决定2000年将全面禁止生产和销售含铅汽油,推动汽油标号升级。目前北京、上海、广州、深圳等20多个城市已禁止含铅汽油的销售和使用,为全国推广无铅汽油的使用迈出了第一步。(5) 低硫份柴油。硫主要存留于柴油中,燃烧后生成毒性极大的SO2。美、欧、日等国家对柴油中的含硫量要求非常严格,限值为0.05%0.10%。而我国的炼油技术相对来说较为落后,限值为0.5%左右,与国外的差距甚大。因此,努力提高我国的炼油技术,降低柴油中的含硫量已成为炼油行业的重要任务。(6) 富氧燃料和燃油添加剂。甲醇、乙醇、异丁醇、叔丁醇、乙基叔丁基醚
22、等许多含氧化合物具有很高的辛烷值,是良好的抗爆剂。汽油中加入少量的含氧化合物可以改善燃料的燃烧性能,可明显地减少CO和HC的生成。但过量的加入会影响发动机的动力性。美国AST-MD4814-94标准规定含氧化合物的体积加入量:甲醇类为2%;非甲醇类为2.75%。在改善柴油品质方面,国外也早已开发生产了多种柴油添加剂,适量地加入一定比例的柴油添加剂,能使柴油得到活化,提高其雾化能力,有利于减少碳微粒的生成。柴油添加剂属高科技产品,具有良好的企业经济效益和社会效益,是精细化工行业的发展方向。3.2 治理途径第一,也是最根本和最终的途径,改变汽车的动力。如开发电动汽车及代用燃料汽车。此途径使汽车根本
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业论文 汽车尾气 治理
链接地址:https://www.31doc.com/p-3940797.html