化工安全汽车尾气处理及净化技术标准-1313课件

1、化工安全汽车尾气处理及净化技术标准主演内容:1、汽车尾气的主要成分及危害2、对尾气的防治3、处理技术4、汽车尾气净化器20世纪40年代，在美国洛杉矶首先发现了光化学烟雾。每到秋冬季节，许多人的眼睛轻度红肿，嗓子疼痛，甚至还有人皮肤出现程度不等的潮红，丘斑疹等；人们还常会产生呼吸困难和疲乏的感觉。1955年九月，严重的汽车尾气加上气温偏高，洛杉矶再次出现了光化学烟雾，而且浓度非常高，光化学烟雾不仅影响了人们的呼吸道功能，特别是损伤儿童的肺功能；引发胸痛、恶心、疲乏等症状，导致了几千人受害，两天之内就有400多名65岁的老人死亡，生长在郊区的蔬菜全部由绿变褐，无人敢吃；水果和农作物减产，大批树木落

2、叶发黄，几万公顷的森林有四分之一以上干枯而死。继1943年洛杉矶发生世界上最早的光化学烟雾事件后，在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现了这种烟雾。 汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。可以说，汽车是一个流动的污染源。在世界各国，汽车污染早已不是新话题。20世纪40年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京等城市多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失！ 汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。汽车排气管排出内燃机废气 进入21世纪，汽车污染日益成为全球性

3、问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。有关专家统计，到21世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的3060%。随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。一、主要成分及危害一氧化碳氮氧化合物碳氢化合物醛含铅化合物1、一氧化碳一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不能完全燃烧而产生，混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃料不能充分

4、燃烧，废气中一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0.9670，它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的红血蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，导致携氧能力下降，使人体出现反应，如听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。吸入过量的一氧化碳会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究表明，人对一氧化碳的承受能力相当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为20%40%的一氧化碳的侵袭。虽然对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。 2、氮氧化合物氮氧化合物是在内燃机

5、气缸内大部分气体中生成的，氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。从燃烧过程看，排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。人受一氧化氮毒害的事例尚未发现，但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体，气味阈值约为空气质量的1.5倍，对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低，不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引发支气管炎、肺水肿等疾病。在浓度为9.4mg/m2的空气中暴露10分钟，即可造成呼吸系统失调。对于氮氧化合物世界卫生组织环境健康评价组曾做出这样的结论：二氧化氮浓度0.94mg/m-3是短期暴露引起有害影响的最低水平，0.190.32mg/m-3最长1小时，一个月

6、不能出现多于两次才能确保公共健康。 3、碳氢化合物汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说，约60%的碳氢化合物来自内燃机废气排放20%25%来自曲轴箱的泄漏，其余的15%20%来自燃料系统的蒸发。甲烷是窒息性气体，其嗅觉阈值是142.8mg，只有高浓度时才对人体健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害，使路边的树木不能正常生长。苯是无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减轻、易倦、头晕、头痛、呕吐、失眠、粘膜出血等症状，也可引起血液变化，红血球减少，出现贫 血。汽车尾气污染血，还可导致白血病。其嗅觉阈值16.29mg，对人体健康有影响的阈值34.8mg。汽车尾

7、气中还含有多环芳烃，虽然含量很低，但由于多环芳烃含有多种致癌物质（如苯丙芘）而引起人们的关注。 3、碳氢化合物HC和NOX在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染物形成光化学烟雾，1952年12月伦敦发生的光化学烟雾4天中死亡人数较常年同期约多4000，45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。事件发生的一周中，因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡分别为事件前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。 汽车尾气污染4、醛醛是烃类燃烧不完全产生，主要由内燃机废气排放，汽车尾气排放的醛类成分见右表： 汽车尾气排放的

8、醛类以甲醛为主，占60%70%。甲醛是有刺激性的气体，对眼睛有刺激性作用，也会刺激呼吸道，嗅觉阈值为0.061.2 mg，高浓度时会引起咳嗽、胸痛、恶心和呕吐。乙醛属低毒性物质，高浓度时有麻醉作用。丙烯醛是一种辛辣刺激性气体，对眼睛和呼吸道有强烈刺激，可引起支气管细胞损害，嗅觉阈值为0.484.1 mg。 名称成分（%）甲醛6073乙醛714丙醛0.416丙烯醛2.69.8丁醛14丁烯醛0.41.4戊醛 0.4苯甲醛3.28.5苯甲醛27其他0105、含铅化合物汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废气排放。四乙铅是作为抗爆剂加进汽油中的，一般汽油的含铅量在0.08%0.13%之间，四乙铅燃

9、烧后生成氧化铅排出。铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。铅能抑制血红蛋白的合成代谢过程，还能直接作用于成熟的红细胞。经由呼吸系统进入人体的铅粒，颗粒较大者能吸附于呼吸道的粘液上，混于痰中而吐出；颗粒较小者，便沉积于肺的深部组织，它们几乎全被吸收。铅在人体内各器官中积累到一定程度，会对人的心脏、肺等造成损害，使人贫血，行为呆傻，智力下降，注意力不集中，严重的还可能导致不育症以及高血压。根据进入身体的方式，可以有高达60%的摄入总铅量永久留在人体内，成年人血液中混入0.8mg以上称为铅中毒。 含铅汽油经燃烧后，85%左右的铅排入大气中造成铅污染。铅氧化物不仅对人体有害，它还会吸

10、附在汽车尾气催化净化器的催化剂表面上，对催化剂产生“毒害”，明显地缩短尾气催化净化装置的寿命，是汽车尾气催化净化装置要解决的难题之一。20世纪40年代以来，通过汽车燃烧排入大气中的铅已达数百万吨，成为一种公认的全球性污染。 二、防治欧盟的环保专家认为，要减少汽车污染对城市环境的危害，最有效的办法是调整城市交通政策，大幅减少私家车数量，优先发展公交，提倡自行车交通；同时，还应加速发展、普及环保型汽车，减少对石化燃料的依赖。 1、控制汽车的数量在许多大中城市中，汽车的数量实际已经“超载”。政府可以用宏观调控的方法提高汽车的价格，适当减少汽车的购买量，促进小型制造汽车的企业的转产，把汽车的数量控制在

11、生态平衡允许的范围内。同时要使公共汽车、地铁等公共交通工具迅速发展起来，向市民提倡骑自行车、乘坐公共汽车和地铁；公务员更要以身作则，尽量使用公共交通工具，少乘坐私家车，尽量降低汽车尾气排放量。 2、严格把关，提高汽油质量到21世纪初，世界大多数城市都已禁止使用含铅汽油。要提高汽车尾气污染物排放标准，严格把关，不能让未达到标准的汽油流入市场。 3、加快采用先进的汽车尾气处理技术，对不符合尾气排放标准的汽车进行淘汰或改造。 4、推广以天然气为燃料的燃气汽车，并对燃气汽车进行改造，解决其存在的发动机动了性能下降、储气瓶占用空间大等问题。 5、变废为宝 ，以下有两种方案：（1）在气缸内的燃料和空气经过

12、压缩，变成高温高压的气体，燃烧后能量仍很高。如果将这些能量利用起来，转化成发动机的动力，既节省了燃料，又减少了废气排放量。 （2）汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，如果在尾气排放管上加装一个收集和转化装置，将其转化成工业原料硝酸和硫酸，虽然收集量可能不多，但积少成多，这就在减少对大气的污染的同时对资源进行了回收。 6、加强宣传，提高人民环保意识 加强对环境保护重要性的宣传，提高人民环保意识，让群众自觉使用公共交通工具，不购买尾气排放量不达标的汽车，坚决不购买、制造含铅、低质汽油。三、处理技术1、汽车燃油的改用： 采用无铅汽油，以代替有铅汽油，可减少汽油尾气毒性物质的排放量。 掺入添加剂，改变燃

13、料成分。 汽油中掺入15%以下的甲醇燃料，或者采用含10%水份的水汽油燃料，都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、CH和铅尘的污染效果。 若采用“甲醇燃料”，即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料。当甲醇占比例30%40%，汽车尾气排出的污染物可基本上消除。 选用恰当的润滑添加剂机械摩擦改进剂。 在机油中添加一定量（比例为3%5%）石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂，加入到引擎的机油箱中，可节约发动机燃油5%左右。此外，采用上述固体润滑剂可使汽车发动机汽缸密封性能大大改善，汽缸压力增加，燃烧完全。尾气排放中，CO和碳氢含量随之下降，可减轻对大气环境的污染。 (4)采用绿色燃料同

14、样可减少汽车尾气有毒气体排放量。 据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得“大豆些油”。用“大豆柴油”，以3 ：7的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色燃料。 (5)采用多种燃料作为汽车燃料来源。 随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施：汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统，以便对发动机的不同工况作出快速

15、反应，可取得最佳燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾气对大气的污染。 (6)节约能源，有利环境，大力推广车用乙醇汽油。 根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。 2、汽车发动机内部的调试减少喷油提前角。减少喷油提前角，可降低发动机工作的最高温度（1500摄氏度），使NOX的生成量减少。 改善喷油器的质量，控制燃烧条件（燃比、燃烧温度、燃烧时间），可使燃料燃烧完全，从而可减少CO、CH和煤烟。 调整喷油泵的供油量，可降低发动机的功率，使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧，从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。 3

16、、发动机外部尾气净化处理即汽车尾气由原有毒气体，变成为无毒气体，再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。 采用催化剂：将CO氧化成CO2，CH氧化成CO2和H2O，NOX被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰，氧化铜；氧化铬，氧化镍，氧化铜等金属氧化物和白金属（铂）等贵金属。它们都可以净化CO、CH。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。 水洗：通过水箱，使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴，可支队粘在碳粒上的有毒物质，使碳粒子胀大而给予去除。 4、发动机内部净化处理措施正曲轴箱通气系统的设计：把从汽缸窜入曲轴箱的气体（主要是未燃气体）再循环进入进气歧管，使其再次燃烧

17、，改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。 排气再循环设计：发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接，使排出的气体经过再次循环，以降低氮氧化物的排放量。 蒸发排放控制系统的设计：将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统，而将油箱中的蒸发汽引入储存系统，可大大减少污染物的排放。 5、加强行政管理淘汰旧车，采取报废迎新。开发并采用多种燃料的新型汽车，这是今后汽车的发展方向。以氢为燃料的电池电动车、太阳能汽车、电动汽车、复式汽车、液化气汽车、甲醇汽车等。它们是低公害、前途最佳的新型汽车。同时，目前也还可改装汽车发动机的汽车为柴油发动机汽车。虽然柴油发动机燃料费用高，但CO生成量少。如果对NOX、粉尘排放

18、量作相对的限制的话，那么柴油发动机汽车也是未来最佳汽车。 严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准。 四、汽车尾气净化器蜂窝陶瓷载体 柴油引擎黑烟颗粒过滤器 汽车三元尾气净化器柴油引擎尾气氧化催化剂金属载体催化剂 柴油引擎黑烟触媒过滤器柴油引擎黑烟触媒金属过滤器一氧化碳和挥发性有机化合物氧化催化剂 蜂窝陶瓷载体堇青石的化学成分是2MgO-Al2O3-5SiO2。各组分按重量百分比来计算，分别为：MgO=13.8%, Al2O3=34.8% 和SiO2 = 51.4%。它的热膨胀系数很小，是我们触媒转化器中所使用的蜂窝瓷载体的主要原料。 堇青石材料由稳定的AlSi5O13正六边形结构组成。正六边形

19、环状结构的六个角落分别由五个SiO4正四面体及一个AlO4正四面体结晶组成，正六边形环状结构之间由AlO6正八面体及MgO6正八面体连结成理想的a-堇青石结晶。a-堇青石结晶对产品的低热膨胀系数和极佳的抗热冲击性有决定性的影响。 堇青石陶瓷载体可使用温度约1300。加上高密度的蜂窝结构 (400孔每平方英寸) 及超薄壁厚(0.15mm) 的几何外形使载体有极大的几何表面积、低排气阻力、化学性质安定、升温迅速等特性，因此，它成为我们理想的触媒载体。柴油引擎黑烟颗粒过滤器 TRUNETT的柴油引擎黑烟颗粒过滤器 (DPF)采用可通气的多孔堇青石材料，过滤式的陶瓷本体由许多细小的平行孔道所组成；这些

20、平行的孔道之间是由通气性的孔壁分隔，一端开放，一端堵塞，过滤器孔壁中的微孔可让柴油引擎的废气分子通过，黑烟颗粒由于粒径比较大，而无法通过微孔，被过滤在陶瓷孔壁表面，进而达到消除黑烟的效果。 产品优点：热膨胀系数比较小； 过滤比表面积比较大； 背压比较小； 产品的耐久性比较好； 黑烟颗粒过滤效果比较高，一般为95%以上。 汽车三元尾气净化器TRUNETT“汽车三元尾气净化器”的触媒主要由涂覆在蜂窝陶瓷体壁表面的贵金属铂、钯、铑组成。当有毒气体的分子和触媒接触的时候，就发生了化学反应，把有毒的气体转化成了无毒的气体。触媒本身的作用就是减少发生化学反应所需要的能量，提高化学反应的效率。 TRUNET

21、T“汽车三元尾气净化器”主要由两种不同类型的触媒所组成：还原型触媒和氧化型触媒。首先有毒气体先流经还原型触媒，这部分触媒主要是涂敷在蜂窝瓷壁表面的贵金属铂和铑所组成，在这部分发生的是还原反应，有毒的NOx气体被还原成了氮气和氧气；然后有毒气体开始流经氧化型触媒，这部分触媒主要是由涂敷在蜂窝瓷壁表面的贵金属铂和钯所组成，未燃烧的HC和CO在这部分发生的是氧化反应，转化成了二氧化碳和水蒸汽；同时，在NOx被还原时所产生的氧气，又促进了HC和CO所发生的氧化反应，使其达到更好的转化效果。 主要优点：背压比较小； 尾气起燃温度比较低； 良好的操作性能，可满足欧和欧标准； 耐久性比较好，最低8万公里的使

22、用寿命。 柴油引擎尾气氧化催化剂柴油引擎排放尾气污染物包括一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，硫化物，和黑色粉尘颗粒。TRUNETT柴油引擎尾气氧化催化剂的触媒是由涂覆在陶瓷或金属载体壁表面的铂、钯、铑等贵金属以及硝酸铈等稀土所构成。 专利工艺技术确保氧化催化净化器能高效消除尾气以及黑烟颗粒污染物。TRUNETT EP系列氧化净化器一般能达到95%的一氧化碳、95%的碳氢化合物以及30%的黑烟颗粒污染物的去除效率。TRUNETT根据不同的柴油引擎操作条件，提供相应的催化净化器的设计和制造。 主要优点：使用比较方便，不需要经常维修； 催化剂起燃温度比较低； 使用寿命比较长，一般大于10万公里； 可适

23、用道路和非道路柴油引擎的应用。 金属载体催化剂 Trunett 金属载体催化剂使用 0.05mm 甚至更薄的铁 - 铬 - 铝箔带，这将大大减少尾气通过催化剂时的排气阻力；同时，也提高了引擎的效能，降低了引擎的燃油消耗。 目前， Trunett 提供的单个金属载体催化剂产品的直径从 1.0 英寸到 20 英寸，主要应用为汽油汽车三元尾气净化器，柴油引擎尾气氧化催化剂以及其他工业用途的催化剂，适用的引擎的排量从 0.1 升到 35 升。柴油引擎黑烟触媒过滤器柴油引擎尾气排放中黑烟的有效消除，需要采用高效的黑烟过滤捕捉器。 TRUNETT PX系列柴油引擎黑烟触媒过滤器采用 “壁流式” 柴油黑烟捕捉器，以实现不低于95%的黑烟捕捉效率，同时可以使过滤器可以连续地自动再生。专利工艺技术涂敷的催化剂，产生的压降可以忽略，同时对柴油中的“硫”有很强的适应