尾氣治理探索

1、柴油機試車臺尾氣污染治理的探索北京市勞動保護科學(xué)研究所暴辰生一、前言柴油機排放的廢氣中包含有氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)的污染物。氣態(tài)污染物中含有CO2、CO、H2、NOX、SO2、HC、氧化物，有機氮化物及含硫混合物等；液態(tài)污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等；固態(tài)污染物有碳、金屬、無機氧化物、硫酸鹽，以及多環(huán)芳烴和醛等碳?xì)浠衔?。上述污染物中，最主要的是CO、HC、NOX、SO2以及固體微粒(pm)。CO是柴油不完全燃燒產(chǎn)生的無色無味氣體；H

2、C也是柴油不完全燃燒和氣缸壁淬冷的產(chǎn)物；NOX是NO2與NO的總稱，它們都是在燃燒時空氣過量、溫度過高而生成的氮氣燃燒產(chǎn)物，NO在空氣中即被氧化成NO2，NO2呈紅褐色并有強烈氣味；pm是所排氣體中可見污染物，它是由柴油燃燒中裂解的碳(干煙灰)、未燃碳?xì)浠衔?、機油與柴油在燃燒時生成的硫酸鹽等組成的微粒，也就是我們常見的由排氣管冒出的黑煙。CO通過呼吸道進(jìn)入人體后，會同血紅蛋白結(jié)合，破壞血液中的氧交換機制，使人缺氧而損害中樞神經(jīng)，引起頭

3、痛、嘔吐、昏迷和癡呆等后果，嚴(yán)重時會造成CO中毒。HC中含有許多致癌物質(zhì)，長期接觸會誘發(fā)肺癌、胃癌和皮膚癌。NO2刺激人眼黏膜，引起結(jié)膜炎、角膜炎，吸入肺臟還會引起肺炎和肺水腫。HC和NOX在陽光強烈時的紫外線照射下，會產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，使人呼吸困難、植物枯黃落葉、加速橡膠制品與建筑物的老化。pm被吸入人體后會引起氣喘、支氣管炎及肺氣腫等慢性??；在碳煙微粒上吸附的pah等有機物，更是極有害的致癌物。為了控制廢棄污染，許多國家都制訂了相應(yīng)的

4、環(huán)保法規(guī)和排放污染物防治的技術(shù)政策，以及控制排放污染物限制的技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)。歐盟柴油機穩(wěn)態(tài)試驗(試驗程序ESC時的排放標(biāo)準(zhǔn)如附表所示。針對柴油機試車臺尾氣污染治理，因其屬于固定污染源，相比車用和船用柴油機，其具有機外凈化的場地條件，因此，除了機內(nèi)凈化治理之外，其可以更有效的方法是采用機外凈化的措施。所謂機外凈化措施，其技術(shù)手段是在柴油機的最終排口外加設(shè)機外尾氣凈化裝置。從凈化機理分析，機外尾氣凈化裝置應(yīng)根據(jù)具體的污染源和污染物種類，采用相

5、對應(yīng)的凈化措施。濰柴目前在柴油機試車臺采用的是簡單濕式凈化（以水為主，水中未加其它中和物的濕式凈化）的方式。從機理上分析，濕式凈化可以降低柴油機排放的廢氣中包NOX、SO2和固體微粒(pm)的污染。其對SO2污染物的處理效率從表面上看是比較高的，但是水（H2O）與SO2發(fā)生反應(yīng)的生成物是亞硫酸和硫酸（低濃度）。特別是其中的亞硫酸，由于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，亞硫酸溶液（與凈化用水在一起形成）非常容易分解，又有可能形成氣態(tài)SO2逃逸到空氣中，進(jìn)行

6、二次污染，同時亞硫酸溶液和固體微粒(pm)對鋼鐵材料的復(fù)合型腐蝕（化學(xué)腐蝕和機械顆粒磨損共同作用）非常厲害，致使鋼制凈化器殼體在很短的時間就會被腐蝕失效。濰柴目前在用的簡單濕式凈化器雖然是耐酸不銹鋼制成，即使其在處理含硫量比較低的車用柴油機尾氣時，但在這種復(fù)合型腐蝕的工作條件下，其使用壽命都低于一年。這更不用提及高含硫量尾氣的船用柴油機了。此外，其是對NOX污染物的處理效率是比較低的，因水在一般情況下（無催化劑作用）對NOX的反應(yīng)速度是

7、很低的；因原理所限，所有濕式凈化裝置其是對固體微粒(pm)的污染物的處理效率也是比較低的，一般不會高于80%。。綜上所述，濕式凈化無法達(dá)到上述各級標(biāo)準(zhǔn)的要求。3、我所和我公司試驗中的氣態(tài)污染控制技術(shù)和裝置簡介我所多年來一直研究探索復(fù)合型氣態(tài)污染控制技術(shù)和裝置，其同時具有吸附、催化和過濾的功能，使單一設(shè)備就能處理含有多種污染物的氣體。這樣就能實現(xiàn)治理成本的下降、并達(dá)到系統(tǒng)長期連續(xù)穩(wěn)定運行性提高的目的。而柴油機試車臺尾氣污染實際上也是一種復(fù)