尾氣治理探索

1、柴油機(jī)試車臺(tái)尾氣污染治理的探索北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所暴辰生一、前言柴油機(jī)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(jī)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(wú)機(jī)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(wú)色無(wú)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(shí)空氣過量、溫度過高而生成的氮?dú)馊紵a(chǎn)物，NO在空氣中即被氧化成NO2，NO2呈紅褐色并有強(qiáng)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(jī)油與柴油在燃燒時(shí)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(huì)同血紅蛋白結(jié)合，破壞血液中的氧交換機(jī)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(shí)會(huì)造成CO中毒。HC中含有許多致癌物質(zhì)，長(zhǎng)期接觸會(huì)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(huì)引起肺炎和肺水腫。HC和NOX在陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)的紫外線照射下，會(huì)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(huì)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(jī)物，更是極有害的致癌物。為了控制廢棄污染，許多國(guó)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(jī)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)(試驗(yàn)程序ESC時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)如附表所示。針對(duì)柴油機(jī)試車臺(tái)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(jī)，其具有機(jī)外凈化的場(chǎng)地條件，因此，除了機(jī)內(nèi)凈化治理之外，其可以更有效的方法是采用機(jī)外凈化的措施。所謂機(jī)外凈化措施，其技術(shù)手段是在柴油機(jī)的最終排口外加設(shè)機(jī)外尾氣凈化裝置。從凈化機(jī)理分析，機(jī)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(duì)應(yīng)的凈化措施。濰柴目前在柴油機(jī)試車臺(tái)采用的是簡(jiǎn)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(jī)理上分析，濕式凈化可以降低柴油機(jī)排放的廢氣中包NOX、SO2和固體微粒(pm)的污染。其對(duì)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(shí)亞硫酸溶液和固體微粒(pm)對(duì)鋼鐵材料的復(fù)合型腐蝕（化學(xué)腐蝕和機(jī)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(shí)間就會(huì)被腐蝕失效。濰柴目前在用的簡(jiǎn)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(jī)尾氣時(shí)，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(jī)了。此外，其是對(duì)NOX污染物的處理效率是比較低的，因水在一般情況下（無(wú)催化劑作用）對(duì)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(duì)固體微粒(pm)的污染物的處理效率也是比較低的，一般不會(huì)高于80%。。綜上所述，濕式凈化無(wú)法達(dá)到上述各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。3、我所和我公司試驗(yàn)中的氣態(tài)污染控制技術(shù)和裝置簡(jiǎn)介我所多年來(lái)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(shí)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(shí)現(xiàn)治理成本的下降、并達(dá)到系統(tǒng)長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行性提高的目的。而柴油機(jī)試車臺(tái)尾氣污染實(shí)際上也是一種復(fù)