【正文】 我們地球的氣候不段的變暖，臭氧受到破壞，從而使南、北極的冰川不段融化，使海平面持續(xù)上升威脅著我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。所以我們同樣要重視二氧化碳的增長。 第 二 章 柴油機(jī)污染物的生 成機(jī)理 污染物的生成 柴油機(jī)將柴油噴入氣缸，與空氣混和燃燒，將蘊藏在柴油中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時排出殘余的廢氣，廢氣成分中包含著幾種對人體和環(huán)境有害的物質(zhì)。它的主要成分為：一氧化碳（ CO）、碳?xì)浠衔铮?HC）、氮氧化合物（ NOx）、二氧化硫（ SO2）、碳煙顆粒物質(zhì)、醛類物質(zhì)和 PM 等。 與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)廢氣中 HC 和 CO 含量較低，通常僅為汽油機(jī)的幾十分之一。 NOx排放量與汽油機(jī)大致處于同一數(shù)量級。但 PM 排放水平遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，約為汽油機(jī)的 3080 倍。此外， 由于柴油的含硫量高于汽油，所以柴油機(jī) 廢氣中 SO2含量也較高。 在燃燒不充分的情況下 , 廢氣中生成一氧化碳（ CO） , 碳?xì)浠衔铮?HC）和醛類物質(zhì) , 引擎潤滑油是碳?xì)浠衔锏囊粋€重要來源 .。其中一氧化碳對人體的危害最大，當(dāng)人們吸入含有一氧化碳的氣體時，就會導(dǎo)致人體的部分組織缺氧 , 會引起人員頭痛 , 眩暈和乏力，嚴(yán)重時能致人死亡。碳?xì)? 7 化合物和醛類物質(zhì)能刺激人的眼睛并造成呼吸困難，碳?xì)浠衔锖腿╊愇镔|(zhì)也是柴油臭味中的主要構(gòu)成物質(zhì) . 作為煙霧的主要組成部分 , 碳?xì)浠衔镞€對環(huán)境造成很大危害。以下是對幾種主要污染物的分析： 氮氧化合物（ NOx） NOx為一氧化氮 (NO)和二氧化氮 (NO2)的總稱。柴油機(jī)燃燒過程主要生成的 NO， 約占 NOx 總量的90%。燃燒過程 NO 的生成途徑主要有三種，根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理的不同可分為熱力 (Thermal)NO(也稱高溫 NO)、燃料 (Fuel)NO 以及快速 (Prompt)NO。熱力 NO 主要是由于空氣中的 N2在火焰溫度下被氧化而成 。燃料 NO 是含氮燃料的燃燒產(chǎn)物 ?？焖?NO 主要是燃料中碳?xì)浠衔镌谌紵^程中分解生成的 CH、C 等原子或原子團(tuán)與空氣中的 N2發(fā)生反應(yīng)生成氮化物，這些氮化物與火焰中大量的 O、 OH 等進(jìn)一步反應(yīng)而生成。但一般 車用柴油的含氮率較低 ?？焖?NO 多發(fā)生在比較富燃的情況下，即在碳?xì)浠衔镙^多，氧濃度相對較低時。而在柴油機(jī)燃燒過程中基本可以不考慮燃料 NO 和快速 NO。因而，柴油機(jī)廢氣的 NOX主要是空氣中的 N2和 O2在燃燒室高溫條件下的燃燒產(chǎn)物，即熱力 NO。熱力 NO 的生成過程目前為大家普遍接受的為擴(kuò)展的捷氏反應(yīng)原理 (Extended Zeldovihc Reaction): 在柴油機(jī)內(nèi)的燃燒過程中， N2的濃度基本上可視為恒定，因此其生成量主要取決于火焰高峰溫度、氧氣濃度和停留時間。其生成條件為 : (1)燃燒室內(nèi)有過剩的氧氣。柴 油機(jī)內(nèi)的富氧燃燒過程為 NOx 的生成提供了有利條件。空氣過剩量越多， NOx 的生成幾率越大 。 (2)燃燒過程的高溫，柴油機(jī)燃燒過程的最高溫度可達(dá) 1000K。 (3)高溫持續(xù)的時間。 NOx 是大氣環(huán)境中的主要污染物之一。除產(chǎn)生一次污染外，還可導(dǎo)致光化學(xué)反應(yīng)，造成二次污染。其危害主要包括 :對人體健康的影響。 NO 是一種無色有毒氣體，可與血液中的血紅蛋白結(jié)合成亞硝基血紅蛋白或亞硝基高鐵血紅蛋白，使血液輸氧能力下降。人體吸入過量可引起中樞神經(jīng)麻痹和痙攣。 NO 遇空氣能氧化為 NO2。 NO2在室溫下是帶有強(qiáng)烈刺激性氣味的紅棕 色有毒氣體，沸點 ℃，有特殊刺激性臭味，是柴油機(jī)廢氣中臭味物質(zhì)成分之一。 NO2能與水緩慢反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸。吸入后可在肺的深部產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激作用，可以引起胸部繃緊，降低肺功能，使呼吸道對室內(nèi)塵埃過敏，通過破壞其自然凈化機(jī)能，增加濾過性毒菌感染的易感性，降低人體對感染的抵抗力。 對自然環(huán)境的影響： NOx 是形成酸雨、酸霧的主要氣體之一。與碳?xì)浠衔锕泊嬗诳諝庵袝r，經(jīng)陽光紫外線照射，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，誘發(fā)光化學(xué)煙霧， 造成二次污染。 NO 還可對臭氧層產(chǎn)生破壞作用；同時 NO 和 NO2也屬溫室氣體，其在大氣中的殘留 率緊隨 CO2和 CH4之后，尤其是 NO2，其溫室效應(yīng)是同濃度 CO2的 100 倍。另外， NOx 還可參與形成空氣中的飄塵（ ）。 二氧化硫（ SO2） 8 由于柴油中含有硫而產(chǎn)生二氧化硫（ SO2） , 其在廢氣中的濃度取決予柴油中硫的含量。 二氧化硫（ SO2）是一種特別具有刺激性氣味的無色有毒氣體 , 它進(jìn)一步氧化成三氧化硫 , 成為硫酸的半成品 . 三氧化硫很容易形成硫酸鹽微粒排出氣缸 .各種氧化硫是形成天降酸雨的主要原因 , 對環(huán)境造成深遠(yuǎn)的破壞作用。 碳煙顆粒 碳煙顆粒物質(zhì)為一種固體和流體的復(fù) 雜聚合體 , 它最初是由氣缸內(nèi)燃燒生成的碳微粒 , 進(jìn)一步組成大量燒結(jié)物的同時結(jié)合了幾種其它物質(zhì) , 其中包含有機(jī)物和無機(jī)物 , 成為柴油廢氣的組成部分?？偟膩碚f , 碳煙顆粒物質(zhì)由三種基本物質(zhì)組成：固體物質(zhì)即干碳微粒，俗成黑煙；吸附凝結(jié)了大量碳?xì)浠衔锏奶嘉⒘＃?SO4 硫酸鹽物質(zhì)即硫酸水合物。 甲醛 甲醛是未燃甲醇氧化、燃燒過程的中間產(chǎn)物。柴油機(jī)及汽油機(jī)在冷啟動怠速運轉(zhuǎn)時，排氣都會有臭味，柴油機(jī)更明顯些。排氣中很多成分都會產(chǎn)生臭味，其中以醛類的臭味影響大。發(fā)動機(jī)燃用汽油、柴油或醇燃料時，排氣中都會產(chǎn)生 醛類排放物，但是醇燃料發(fā)動機(jī)排氣中醛類排放物比汽油機(jī)或柴油機(jī)大 2— 10 倍不等。甲醛是有一定毒性的，通過吞服、呼吸系統(tǒng)及皮膚的長時間滲透影響人體健康。損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視神經(jīng)及血液。吞服 50ml 左右的甲醇，可造成死亡。緊急進(jìn)行解毒處理后，也會導(dǎo)致失明。相比乙醛的毒性要輕得多。 第 三 章 三元催化的三種組成物質(zhì) 催化轉(zhuǎn)換器 (Catalytic Converter)， 又叫催化凈化器。該裝置安在汽車的排氣系統(tǒng)內(nèi) ， 其作用是減少發(fā)動機(jī)排出的大部分廢氣污染物。三元催化器，它可將汽車尾氣排出的 CO、 HC 和 NOx 等 有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的幾種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，故稱三元。 三元催化轉(zhuǎn)換器組成：由一個金屬外殼，一個網(wǎng)底架和一個催化層 (含有鉑、銠等貴重金屬 )組成，可除去 HC(碳?xì)浠衔?)、 CO(一氧化碳 )和 NOx(氮氧化合物 )三種主要污染物質(zhì)的 90%。所謂三元是指除去這三種化合物時所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。 結(jié)構(gòu)： 三元催化反應(yīng)器類似消聲器。它的外面用雙層不銹薄鋼板制成筒形。在雙層薄板夾層中裝有絕熱材料 石棉纖維氈。內(nèi)部在網(wǎng)狀隔板中間裝 有凈化劑。 凈化劑： 凈化劑由載體和催化劑組成。載體一般由三氧化二鋁制成，其形狀有球形、多棱體形和網(wǎng)狀隔板等。凈化劑實際上是起催化作用的，也稱為催化劑。催化劑用的是金屬鉑、銠、鈀。將其中一種噴涂在載體上，就構(gòu)成了凈化劑。 三元催化反應(yīng)器的工作原理是： 發(fā)動機(jī)通過排氣管排氣時， CO、 HC、和 NOx 三種氣體通過三元催化反應(yīng)器中的凈化劑時，增強(qiáng)了三種氣體的活性，進(jìn)行氧化 還原化學(xué)反應(yīng)。其中 CO 在高溫下氧化成無色、無毒的二氧化碳（ CO2）氣體。 HC 化合物在高溫下氧化成水和 CO2 。 NOx 還 原成 9 氨氣（ N2）和（ O2 ）。三種有害氣體變成無害氣體，使排氣得以凈化。 凡是性能較好的三元催化器及其催化劑大多為鉑 (Pt)、鈀 (Pd)、銠、 (Rn)等稀有金屬制成，價格昂貴。 為了充分發(fā)揮三元催化器的降污效率，防止早期損壞失效，在汽車使用中應(yīng)注意以下幾個方面： ⑴、裝有三元催化器的汽車，不能使用含鉛汽油，尤其到外地加油時一定要注意，因為含鉛油燃燒后，鉛顆粒隨廢氣排經(jīng)三元催化器時，會覆蓋在催化劑表面，使催化劑作用面積減少，從而大大降低催化器的轉(zhuǎn)換效率，這就是常說的的 “ 三元催化器鉛中毒 ” ，經(jīng)驗表明即使只使用過 一箱含鉛汽油，也會造成三元催化器的嚴(yán)重失效，所以這一點廣大車主一定要多加注意。 ⑵、應(yīng)避免未燃燒的混合氣進(jìn)入催化器。三元催化器開始起作用的溫度是 200 攝氏度左右，最佳工作溫度在 400 攝氏度至 800 攝氏度，而超過 1000 攝氏度后作為催化劑的貴金屬成分自身也將會產(chǎn)生化學(xué)變化，從而使催化器內(nèi)的有效催化劑成分降低，使催化作用減弱。催化器降低碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳 (CO)這兩種有害物質(zhì)是通過在催化器內(nèi)部進(jìn)行燃燒使其轉(zhuǎn)化為水 (H2O)及二氧化碳(CO2)而實現(xiàn)的，而這種反映會產(chǎn)生熱量，發(fā)動機(jī)工作正常情況下，這兩種 成分的含量適當(dāng)，燃燒所產(chǎn)生的熱量會使催化器保持在最佳工作溫度附近，而發(fā)動機(jī)工作出現(xiàn)異常時排氣中這兩種成分的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常情況。因此，燃燒所產(chǎn)生的熱量有很大可能將使催化器溫度超過工作上限，從而傷害到催化劑，使催化器損壞。因此，在車輛使用過程中要注意以下幾種情況： ①過久的怠速空轉(zhuǎn)； ②點火時間過遲； ③個 別缸失火不工作； ④噴油正常但啟動困難； ⑤混合氣過濃； ⑥發(fā)動機(jī)燒機(jī)油等。 以上這些現(xiàn)象都會造成三元催化劑的過早損壞和失效，出現(xiàn)這些現(xiàn)象應(yīng)盡快去維修廠排除故障。 ⑶、行駛應(yīng)特別注意不要 “ 托底 ” ，因為三元 催化器大多數(shù)內(nèi)部都是蜂窩陶器形成的催化劑承載體，碰撞后容易破碎，使催化器和排氣系統(tǒng)堵塞。 第 四 章 汽車尾氣的防治措施 最根本和最終途徑 —— 改變汽車的動力 如開發(fā)電動汽車及代用燃料汽車。此途徑使汽車根本不產(chǎn)生或只產(chǎn)生很少的污染氣體。在這一點，目前已有了以下幾種方案： ⑴甲醇代替汽油 甲醇汽車是另一種新型的低公害節(jié)能汽車，它是以酒精類的甲醇作為燃料的汽車。甲醇汽車的最高時速，馬力等性能和普通汽車差不多，但排出廢氣中的鉛、氮的氧化物也減少一半，并且基 本不冒黑煙。燃料用的甲醇來源很廣，可以從天燃?xì)?、劣質(zhì)煤，油砂，木屑等凡是能產(chǎn)生一氧化碳和 10 氫氣的物質(zhì)中提煉出來。而且，甲醇生產(chǎn)有工藝簡單，設(shè)備少，運輸方便等特點。應(yīng)用甲醇、液化氣等干凈的代用燃料代替汽油，將明顯減輕汽車尾氣污染。 ⑵、用燃?xì)獯嫫? 近幾年，大街上時髦燃?xì)獯蟀褪吭絹碓蕉?，這實在是好事。與汽油相比，燃燒產(chǎn)物中 NOx 減少39％， SO，減少 90％， CO 減少 9r7％。無疑，對控制酸雨是有利的，而且是目前能夠?qū)崿F(xiàn)了的。 ⑶、電動汽車 電動汽車是通過高能蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，驅(qū)動永久磁石式電機(jī)旋轉(zhuǎn) 從而帶動汽車行駛。由于沒有汽油發(fā)動機(jī)的燃燒、膨脹、排氣等過程，電動汽車不像普通汽車那樣排放含有鉛、硫、氮的氧化物等有害氣體，同時噪聲約為同等動力的普通汽車的 1/4。由于提供電動汽車所需電力的發(fā)電廠的排放廢氣容易得到有效的控制，且發(fā)電廠的能源的有效轉(zhuǎn)換率比普通汽車高得多，