2022年文献综述 2.pdf
文献综述汽车尾气污染控制的研究进展；应化 0904 何汇文 200961092 【摘要】汽车尾气已经成为环境污染的主要来源之一，本文介绍了汽车尾气的主要成分及造成的危害，并主要从清洁燃料、 替代燃料以及催化转化三个方面阐述汽车尾气污染控制的发展动态。【关键词】汽车尾气；清洁燃料；替代燃料；催化转化【引言】随着世界汽车工业的不断发展，汽车燃料的消耗量持续增长，汽车尾气的排放已成为城市大气污染的主要来源。目前我国有约 2/3 的城市空气质量达不到国家标准， 其中机动车在大城市的污染奉献率已经超过50。汽车尾气的污染控制已成为城市改善空气质量的重要因素之一， 是一个迫在眉睫、亟待解决的问题。目前，世界各国的研究主要概括为推广使用清洁燃料、使用替代燃料、 汽车尾气的催化转化三个方面。一、 汽车尾气的主要成分据测定，汽车尾气主要是通过排气管、曲轴管、油箱和气化器等处排出，其中大部分从排气管排出。 目前人们已从汽车尾气中别离出 100多种物质，其中80多种为有害物质，主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳、烟尘微粒含某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾 、臭气含甲醛等 )。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg、 碳氢化合物 200400kg、氮氧化合物 50150kg。这些有毒物质不断地排入大气，威胁着人精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页们的健康。二、汽车尾气污染造成的危害1. 汽车尾气最主要的危害是会形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在紫外光线的照射下会发生系列化学反应形成光化学烟雾，危害人体健康。2. 汽车尾气中的一氧化碳可经呼吸道进入肺泡，与血红蛋白结合，降低血液的载氧能力，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。3. 汽车尾气中的氮氧化合物进人肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸， 对肺组织产生剧烈的刺激作用， 增加肺毛细管的通透性， 最后造成肺气肿。4. 二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨”。三、汽车污染控制对策对于汽车尾气的治理， 现实生活中比较常用的方法有：安装汽车曲轴箱强制通风装置，可以减少曲轴废气泄漏，削减汽车HC总排放量的 20% 25% ，削减汽车 CO总排放量的 1% 2% ；安装汽油车燃油蒸发污染控制装置，可以减少汽油蒸发污染物，削减汽车HC总排放量的 15% 20% ；安装汽车电子点火器，可以削减汽车尾气中 HC和 CO总量的 10；安装汽车磁化净化器，可以削减汽车尾气中 HC和 CO的 20；在尾气排放口安装三元催化转化器，当发动机工作时， 尾气经排气管进入催化器， 其中的氮氧化物与尾气中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页的一氧化碳、 氢气等复原剂在催化作用下分解成氮气和氧气，而碳氢化合物和一氧化碳分别与废气中残存的氧气及前一反应生成的氧气在催化作用下充分氧化， 生成二氧化碳和水蒸汽。 由于三元催化器中的催化剂是蜂窝结构， 蜂窝外表涂有催化材料， 与废气的接触外表积非常大，所以其净化效率很高。经测试，当发动机的空燃比空气和燃料的比例接近理论值时，三元催化剂可将90的碳氢化合物和一氧化碳及70的氮氧化物同时净化掉。其中催化转化是目前应用最多的汽车尾气净化技术，而催化剂的选择则是重点。CO的催化净化机理：一氧化碳与催化剂结合，同时氧气分解为两个氧原子与催化剂结合， 之后一氧化碳与氧原子结合生成二氧化碳。催化净化 NO的模型：（1）Sadhankar 模型： CO和 NO 吸附在催化剂上， NO分解出一个N原子和一个 O原子，N原子重新组合形成N2，或者与另一个吸附的 NO形成 N2O或 N2在催化剂表而留下一个O原子，吸附的 CO和 O原子反应生成 CO2气体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页（2）Klein and Banse双分子反应模型：吸附的NO的分解不需要一个贵金属空穴，只需要吸附的CO来完成，并且生成 C02和吸附态的 N原子。（3）Kudo 和 Cho模型汽车尾气净化催化剂按其组成可分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂以及稀土催化剂。(1) 贵金属催化剂：常用于尾气净化催化剂的贵金属有Pt、Pd和Rh 等。此类催化剂可在较高的温度下工作，而且催化活性高，但对空燃比要求也高，必须对其进行精确控制才能保证催化剂性能，且硫、磷、铅中毒，所以需要使用无铅汽油。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页2非贵金属催化剂：非贵金属催化剂主要采用具有催化、氧化复原特征的过渡元素的复合氧化物或混合物，如Ti 、Cu 、Ni、Co 、Zn、Sc等。此类催化剂使用条件较高，所以仍以贵金属催化剂为主。3 稀土催化剂： 所谓的稀土催化剂并不是单一的稀土元素催化剂，而是指含有稀土元素的催化剂。稀土元素加入催化剂中有如下作用：提高催化剂载体的机械强度；提高催化剂的热稳定性；提高催化剂的活性；起助催化剂的作用；提高催化剂的抗毒能力。目前国内开发的三效催化剂充分利用稀土资源丰富的优势，以稀土氧化物为主，并添加少量或微量贵金属为活性组分，构成了中国汽车尾气净化催化剂的特色。4纳米催化剂：稀土纳米材料集稀土和纳米材料特性于一体，用纳米稀土粒子取代三效催化剂中的常规稀土化合物可以提高汽车尾气中 CO 、NOx和 CH的转化率。唐定骧等用纳米La2O3和 CeO2作为汽车尾气净化剂涂层的添加剂，催化活性大有提高，CO转化50时温度降低了近40。这可能是以纳米微粒分散的热稳定性好的稀土化合物加强了与Pt、Rh等贵金属之间的相互作用。有研究说明，复合稀土化合物的纳米粉体有着其他材料难以企及的氧化复原性能。汽车的主要燃料为汽油和柴油。 目前世界各国所产的汽油和柴油中，对环境影响最主要的成分有：硫、烯烃、芳香烃，国家通过制定相精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页关标准车辆尾气排放标准和汽、柴油质量标准，采取强制措施减少污染物排放，改良汽、柴油质量，提高油品的环境友好性，大力推广使用清洁燃料。汽车替代燃料是指替代汽油、 柴油而作为汽车能源的燃料， 主要有：天然气类液化石油气类、压缩天然气、液化天然气、醇类甲醇、乙醇、氢能压缩氢、液氢以及电能等。各种替代燃料都有各自的优点和不足， 到底哪种燃料将来可能作为汽车的主导能难以定论。世界各国都根据自己的国情，提出各自的汽车替代燃料发展战略。4. 提高燃油质量燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素，总体来看， 我国燃油的质量与国际水平相比差距较大，主要是烯烃和硫的3，以降低铅和添加剂二溴乙烷、 二氯乙烷的排放， 提高催化剂的转化率和使用寿命。因此，应当全面提高燃油质量，在研制清洁油品、加强监管体系和进行燃油调质的基础上，有效控制尾气污染。参考文献：1. 原培胜，张永，朱大林，牛巧云汽车尾气污染控制方法探讨. 2. 李彦林，陈思顺汽车尾气污染控制的发展动态. 3. 张北源，刘纯旭 汽车尾气治理技术简介 J.科技信息 ,2008,(5 ：35. 4. 吴萍，陈作平，曾万明 汽车污染物排放的危害及对策J.科技精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页视野， 2008， 9 ：52-53. 5. 孔德良 汽车尾气净化催化剂的研究进展J 青岛科技大学学报，2003,(2) ：132-137. 6. 翁端 等 我国稀土汽车尾气净化器应用现状及发展趋势J0稀土， 2001(2) ：71-75. 7. 唐定骧，洪广言，陈云贵稀土纳米材料及应用四川稀土， 2001(3) ：25 8. 曹勇纳米技术在石油石化产业中的应用世界石油工业， 2001，8(5) ：4547 9. 相会强刘芬智艳生 纳米催化技术在空气污染控制中的应用中国机械工程第 16 卷增刊 2005 年 7 月10. 任磊 国内外清洁燃料技术发展动态分析J 油田气环境保护，20041 ：7-11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页
