汽车尾气净化减排技术探析

摘 要：随着汽车社会的到来，汽车已经成为生活中的必需品。据统计，我国汽车保有量已经位居世界第一，随之而来的是尾气污染造成的雾霾天气。面对这样的局面，汽车尾气净化减排不单是汽车技术方面的问题，更是构建绿色经济和环境可持续发展的重要措施。文章从汽车尾气排放污染及能源消耗概述入手，详细探讨了汽车尾气净化技术和尾气减排技术。以期对汽车尾气的治理有所裨益。

关键词：汽车；尾气净化；减排；危害；技术

引言

现如今，机动车辆数量急剧增加，其排放的尾气污染日趋严重，严重危害人们的身体健康。尾气的成分很复杂，主要是碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、三氧化硫、大气悬浮颗粒等，人们长时间处于高浓度尾气条件下，会导致心肺方面的疾病，如支气管哮喘、呼吸道疾病等，甚至是肺气肿、肺癌等。进入21世纪，倡导环境友好型社会，在推动建设环境友好社会的过程中，为紧密联系科学发展观，一定要抓好节能减排环节。节能减排即在尽可能节约天然能源与物质资源的情况下，将废气、废液、废渣及噪声污染物作到排放量最小。节能减排工作是众多工作的基础，是建设环保无污染社会的根基，对于促进和谐社会的长远发展有重要意义。

1 汽车尾气排放污染及能源消耗概述

近几年，交通部门对我国机动车辆的数量进行了统计，发现车辆使用的燃油和机油的量占据用油年产值的1/2以上，车辆尾气排出的都是污染严重的有毒气体，每年排到大气中的污染尾气将近2亿吨；一些常见的大气污染物，主要来自机动车辆的排放，能达到70%，平均每辆车辆的排放量占世界之最，远远超过美国和日本，主要是氮氧化合物、碳氧化合物。日益严重的尾气污染需要亟待解决，现已大大降低人们的生活质量，严重危害人类健康。此外，石油能源日渐枯竭，况且我国是资源短缺的国家，基本靠进口，石油使用量占据世界第二。因此，节能减排工作显得格外迫切及重要。

2 汽车尾气净化技术

处理尾气的主要方法是采用三元催化剂，将有害气体催化降解为无害气体，排放到大气中，这样就能尽量减少有毒气体的排放量。不过，三元催化剂不是永久使用的，有寿命年限，一旦超出使用时间，就会完全丧失催化性能。为使催化剂再生，一般有四个步骤，烧炭、除毒、氯化、还原，四个步骤紧密相连，缺一不可，其再生方法如图1所示。

图1三元催化剂中的催化液体无色透明、PH为中性，成分含有氯化更新剂、反应物、载体、活化剂等，载体中的主要成分是强极性溶剂，一般为醇类，根据相似相容原理，它产生的过氧化物能够有效溶解尾气排放口沉积的固体、胶体沉积物。因此，燃烧过程中就形成很多富氧离子，车辆的排气管口及发动机周围就会处于高温氧化状态，生成大量积碳、硫磷化学配合物，富氧离子使其氧化成气体而排出，另外，一些金属沉积物也能被氧化为气体，排进大气中。反应剂的主要成分是EGC，即强助燃剂，能够促进一些催化剂的反应速率，提供一种高温氧化环境，使反应更充分。为了防止在燃烧环节、进气环节产生沉积物，要选择有针对性的活性剂，选用能够溶解一些沉积物的活性剂。氯化更新剂的主要成分是有机氯化物，主要起氧化活性剂的作用，特别是高温环境下，氧化得更彻底，使催化剂成为各自独立的化合物，防止一些催化剂团聚在一起，形成有相对较小再生净化转化率的三元催化剂，延长了三元催化剂的使用寿命，使净化功能较弱的催化剂尽快恢复原来性能。

3 汽车尾气减排技术

3.1 涡轮增压技术

为了提高涡轮的输出动力，即增加发动机的进气量，并且不改变发动机的排气量，要选用涡轮增压技术，该技术的核心部件是涡轮增压器。燃油直喷技术有两个优点，一是尽量减少有毒气体的排放量；二是一定程度上优化机动车辆的加速响应性能，这种汽油直接喷入气缸内的直喷技术，能防止在进气道喷射时形成壁面油膜的情况，尤其是在发动机未暖机的条件下，有效改进了变工况时对空燃比的控制。这种燃油直喷技术明显优于进气道喷射汽油技术，充气效率增加了十分之一，有效减小了爆震发生的可能性，大大提高汽油机的热效率，提升压缩比，详细说来就是使爆震控制的点火时间提前片刻，这样就能减小燃油量，节约资源，减少污染。燃油直喷技术还能实现稀薄混合气分层同时燃烧，可以有效增加低负荷工况时的空燃比，增加幅度一般是40%。由于提高的绝热指数、混合气物理性质的改变再加上降低的热损失，都有利于在高空燃比情况下增加车辆的热效率。这项技术特别适用于低负荷工况下运行的发动机，可以有效较少平均燃油量，减少量大约为五分之一。近年来，新技术的使用表明，上述两种技术，即涡轮增压技术、燃油直喷技术的完美结合，能够达到节能减排的作用，并且能达到传统大排量发动机需要的动力。就发动机来说，原先的直列四缸类型发动机动力为2升，结合先进技术后，其动力能达到LV6类型的发动机，即3升。另外，其CO2的排放量减少了15%，燃油效率也得到相应提高。

3.2 优化燃烧室

将燃烧室的结构进行优化，使其表面积减小，防止有空隙，这样就能减少HC的排放量。具体结构就是中间部位放置火花塞，这样火焰容易传播，有利于充分降解有毒气体，达到减少尾气排放的目的，燃油量也会相应减少。高温富氧条件下能促进降解的进程，所以经过优化的燃烧室优点很多，不仅能减少有毒气体的排放量，还能促进物质的燃烧性。

3.3 优化滤清器

在机动车辆的配件中，一种至关重要的易耗品就是滤清器，它关系到尾气的排放和发动机的使用寿命。若是改善滤清器的结构，提高其性能，就能定时清理整个系统中的垃圾，进而延长发动机的使用年限，同时能使燃油燃烧充分，尽量减少有毒气体的排放。特别一些拥有高排放标准的车辆，采用良好的滤清器显得尤为重要。最具代表的是，由国外某公司推出的生物材料空气滤清器，其轻便易安装，不吸水，特别环保。

3.4 使用更高品质的燃油和油

除了机动车辆本身所消耗石油外，在机器运转时其零件之间的摩擦也损耗石油，最多将近三分之一。因此尽力降低内部部件的摩擦损耗也可以有效减少尾气的排放和燃油消耗量。也就是说，常见的温室气体CO2也能相应减少。可以看出，油的选择显得尤为重要。例如，选择SM5W-20类型的油要比其他传统的机油优越很多，每一辆机动车可以节约5%，虽然看起来效果一般，对于中国庞大的机动车辆数量，其节约的机油就很多，排放的尾气数量就会明显降低不少。若是车辆选择品质不好的燃油，就会严重影响环保车辆的发动机性能，比如，选择了S含量比较高的燃油，就会严重影响氧传感器所对应的三元催化剂的降解性能，大大降低催化剂、传感器的使用年限，减小发动机的使用功率，升高了点火温度，难以发动，不好发动车辆，常常引起催化剂中毒现象，需要经常更换催化剂。

4 结束语

环境问题作为全球各国亟待治理的问题，严重影响到了全球居民的健康生活，为解决汽车尾气治理的难题，需要很多部门团结一起，共同治理，不论是国家政府机构，还是普通老百姓，都要尽自己的一份力量，特别是技术研发机构，要尽快研制新型的催化剂，有效净化有毒气体，减少燃油消耗量，减少污染，共同保护我们的家园。

参考文献

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