我国汽车排放控制技术的现状与发展(共27页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第1章 汽车排放污染物 1.1汽车排放污染种类及来源 1.2 1.3第2章 2.1微粒排放净化措施 2.2废气再循环（EGR）系统第三章 发动机排气后处理技术的研究及发展进程4 3.2 过滤法4 3.3 低温等离子体技术4 3.4 Nox净化系统5 3.5 同时净化系统5第四章、采用新能源技术7 4.1使用可替代能源7 4.2降低废气排放1 4.3减少燃油消耗2结论4参考文献25致谢6专心-专注-专业摘要：随着经济条件的迅猛发展，汽车在全国范围内已越来越普及，在人们交通越来越便利的同时，汽车排放污染越来越成为威胁人们赖以生存的环境的主要危害之一。因此，积极地研究汽

2、车排放控制技术，研制环保型，低排放汽车，是实现可持续发展战略的需要。本文主要从汽车发动机结构和新能源两方面来讲述机车排放控制技术的现状与发展。关键词：汽车排放物；汽车污染物；新能源技术Abstract：This paper first introduces the typical development pattern and catch-up countries for our reference. And then points out that in choosing a car industry in China the main problems existing in the pr

3、ocess of the development model. Points out that the intrinsic problems have auto industry policy and the problems of auto industry management system of the government. Based on this, puts forward the overall development of the auto industry in our country the target mode, namely, to establish the co

4、mparative advantage theory based on the comparative advantage development strategy, and in the open under the condition of advantage of backwardness advantage of comparative advantage and, through the structure of factor endowments and comparative advantage of dynamic change, achieve industrial upgr

5、ading. Then analyzes the reality and potential of comparative advantage and the advantage of backwardness. Finally pointed out that Chinas automobile industry through its own system, strategy and policy adjustment, extensive and in-depth participation in international competition and division of lab

6、or cooperation, consciously into the automobile industry globalization division of labor system. At the same time from the market development, the main body, the environment, strategy, circulation and sustainable development goal model of Chinas automobile industry development are given specific imp

7、lementation.Key words：automobile industry; development patterns; objective; problem; countermeasure第1章汽车排放污染物及其危害1.1汽车排放污染种类及来源据研究表明,汽车排放物成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化物、二氧化碳、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）。此外还有铅尘和 烟尘等污染物。具体而言，汽车排放污染物的 主要来源是 ：CO:矿物燃料燃烧后的一种副产物。通常是因空气不足或其他原因造成不完全燃烧时所产生的一种无色、无味气体。一般汽油机排放的一氧化碳比柴油机高。CO2

8、: 矿物燃料燃烧后的一种副产物。是完全燃烧或CO在空气中氧化而来的。HC：来自汽车燃油的不完全燃烧。NOx：主要是NO和NO2的混合物。是空气中N2和 O2在发动机燃烧室高温高压下反应的产物，压缩比越高，燃烧室的温度越高，生成量越大。SOx(包括SO2)：汽油和柴油中的硫在发动机燃烧室中氧化生成的产物。b(铅)：来自汽油中的四乙基铅。汽车用的汽油中，通常加有四乙（基）铅或四甲（基）铅做抗暴剂，这些铅的 70随尾气排入大气。PM（颗粒物）：颗粒物是由于进气不充分或燃烧温度过低造成燃烧不完全形成的。排气中颗粒有三个来源：（1）燃料液相燃烧不完全产生的碳烟颗粒;(2)润滑油燃烧产生的积碳颗粒。（3）

9、燃料中硫生成的SO3、SO2和添加剂钙生成的CaSO4颗粒。VOC（易挥发有机化合物）：蒸发性气体，是许多不同种类的烃类构成的混合物，来自汽车燃油箱的汽油蒸发。1.2汽车排放物对人体的危害一氧化碳（CO）与人体血液中的血红素有很强的亲和力，使血液丧失对样的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO浓度超过100ppm时，人体就会产生头晕，乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO的浓度超过600ppm时，短期内会引起窒息死亡。汽车肺气中排出多种氮氧化物（NOx），其中一氧化氮与人体血液中血红素的亲和力比CO还强，两者集合会产生与CO的相似症状，一般情况对人体的眼睛、

10、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时致人于死地碳氢化合物（HC）为燃油未经完全燃烧后排出的气体，具有一定的易燃易爆性，其中苯类物质又具有致癌作用。臭氧在阳光下极易发生光学反应，形成以抽样和以醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓度时，会令生物在短期内发生高温氧化脱水而死亡；醛类有机物带有毒性，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用，严重的会导致死亡。二氧化硫（SO2）为燃油中硫燃烧后的生成物，人体吸入后，即产生咳嗽，咽喉肿痛，呼吸困难，胸闷，四肢乏力，进一步产生支气管炎，肺炎和心脏病等，严重的会导致人猝死。SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定聚量后便形成酸雨，使水土

11、酸化，破坏林木，植物的生长。VOC：影响神经中枢系统：出现头晕、头痛、无力、胸闷；影响消化系统：出现食欲不振、恶心等。1.3 汽车排放物对环境的危害城市气温急剧升高CO2、SO2这些气体被成为温室气体，一旦进入空气中，一方面可产生温室效应，促进气温升高;另一方面破坏地球的保护层臭氧层。让阳关直接照射地球表面，加速气温升高。地球气候不正常 NOX生成的硝酸与氧化硫生成的硫酸等一起生成酸雨，造成土囊酸化，进而影响生态平衡。第2章 国内政策对汽车排放的控制2.1汽车排放污染物限制标准 根据和，我国于1993年重新修订和颁布了（GB 1476.5）和（GB 1476.2）。详见表车型车别CO（）HC（

12、10-6）四冲程二冲程轻型车重型车轻型车重型车轻型车重型车1995年7月1日以前的定型汽车3.54.09001200650070001995年7月1日以前的新生产汽车4.04.510001500700078001995年7月1日以前的在用汽车4.55.012002000800090001995年7月1日起的定型汽车3.03.5600900600065001995年7月1日起的新生产汽车3.54.0700100065007000欧洲汽车排放污染物标准 欧洲一号：我国GB 14761-1999与此等效。欧洲二号：我国GB 14761-2001与此等效。2.2 国内政策的限制强化车辆管理，严格控制在

13、用车数量。由于环境的污染程度不仅与每车排污有关，而且也与该环境中的在用车数量有关。因此必须加强车辆管理，合理制度，疏导交通并提高车辆利用率，提高车辆平均速度，减稀车辆密度。采用无污染电动汽车：电动汽车以蓄电池电力为能源，而蓄电池的电力不仅可以来电网充电，而且还可以来自燃料电池、原子能或太阳能，因为零排放无污染的电动气车将是最有发展前途的汽车，也是今后城市交通发展的方向。加大执法力度：环境保护部门、公安、交通部门要联合执法，加大执法力度，严格检测标准，对那些老、旧、破、残的在用车，排污大户进行彻底整改，强制报废，以净化生态环境。淘汰落后、污染重的汽车：对于已报废的汽车和污染重的汽车，政府应该强行

14、管制。在每年对汽车进行年审的时候严格把关，不得再使用已报废的汽车；对于当地淘汰而被转入异地使用的旧车，要使其销售者和使用者付出高昂的成本；对于不能达标排放的汽车要征收污染排放税。征收汽车交通堵塞税：汽车空挡时的CO排放量最大，客车柴油机低速行驶时油耗高、烟度大，这就致使交叉路口的汽车尾气排放浓度特别高，危害严重。而且随着经济的发展，私家车的增多，城市交通堵塞现象越来越严重，虽然路越修越宽，但是交通堵塞现象却不见好转。因此，可实行对环境造成破坏性的活动进行征税，如对进入市区的车辆征收“交通堵塞税”，可有效缓解城市交通拥堵的状况，减少空气污染。鼓励市民骑自行车或乘坐公共交通工具出行：国家应优先发展

15、公共交通，如修建地铁、开辟公交专用线和近郊旅游专线，使公共交通更加快捷、便宜和便利；企事业单位可对员工给予一定的交通补贴，以鼓励员工乘坐公共交通工具或骑自行车出行，减少汽车的使用，这样既可以减少汽车尾气污染，又能减少城市交通压力。 鼓励小排量汽车的使用：国家有关部门应加快制定有关政策措施，研究制定汽车燃油经济性标准，建立汽车能效标识制度，引导、鼓励消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量的汽车。各地区要结合实际，积极制定具体措施，对节能环保型小排量汽车的生产商和使用者给予适当优惠或补贴，为节能环保型小排量汽车的使用创造良好的环境。 第3章 汽车排放净化技术3.1 微粒排放净化措施由于喷人燃烧室的

16、嫩料与空气混合不完全，高温燃料及嫩气历经高温聚合及分解反应，产生了高分子量的HC，经过进一步的凝聚作用，产生了碳烟颗粒，虽大部分在随后的富氧区烧掉，但终究因混合不完全仍有约1%的碳烟颗粒没被烧掉，重的颗粒随即排出.可溶碳氢有机物来源于未燃的燃油和机油.碳氢有机物在冷凝过程中吸附在碳烟颗粒的表面，成为柴油机微粒排放的一部分。为了达到日益严格的排放法规的要求，目前世界各国都在积极开发减少柴油机微粒排放的技术措施。 发动机的微粒排放净化措施包过机内净化措施和机外净化措施。 1机内净化措施机内净化着眼于降低燃烧室内碳粒初始粒子的形成、通过改进发动机结构或增加附加装置达到微粒净化的目的.a 燃烧系统的优

17、化燃烧过程对微粒产生的影响最大，也是研究的热点，主要有以下几个研究方向燃油喷射系统的优化与喷油有关的参数主要有喷油量、喷油嘴端压力、喷油嘴结构和喷油提前角.喷油系统的性能直接影响嫩油的雾化和混合气的质量，最终影响微粒排放特性.例如，增加喷油嘴孔数、采用电控技术和提高喷射压力可以使燃油在燃烧室内更均匀地分布，减少燃油碰壁，将有利于减少微粒排放，但会引起N0，的增加;嫩烧方式的改进为了减少微粒排放，日本、美国都在研究预混合燃烧方式的柴油机，这样，可使燃油与空气充分混合，尽量避免在高温缺氧情况下燃油裂解成碳粒的可能性;进气旋流的优化在高压喷射的情况下采用低涡流比有利于减少微粒排放.这是由于涡流比大，

18、提高了进气速度，而降低充气效率.但在发动机实际运行时，低转速时要求较高的进气旋流;而高速时要求有较低的进气旋流.采用可变涡流进气道技术可使运行中的涡流比在0.2一2.5之间变化，使发动机性能及微粒排放特性在整个范围内得到优化; d.四气门技术采用四气门结构，使活塞上的嫩烧凹坑和缸盖上的喷油嘴布置在燃烧室中央，改善了进气涡流和油雾分布，使燃烧状况明显优化，同时也改善了活塞和喷嘴的冷却条件，从而减少微粒排放: 采用陶瓷材料用陶瓷材料制成的燃烧室、活塞顶和缸套可以提高嫩烧室的绝热效果.用陶瓷材料制成气门摇臂等运动部件，可减少摩擦阻力、降低机油耗量，从而减少微粒排放.b 进气增压与空气冷却技术进气增压

19、与中冷可以增加进气量，这样姗料在最大扭矩时可以得到充分的氧，而避免达到临界空燃比。使用变截面增压器(VCT)并配合先进的控制系统，可有效地降低微粒排放量.c 降低机油消耗量在柴油机排放的微粒中，未燃机油占很大比重，所以必须降低机油消耗量.为此，须对活塞、活塞环、缸套等零部件进行优化设计并进行配合间隙的优化研究，特别是热变形条件下的研究，以达到降低机油消耗的目的.d 燃料的改进措施降低含硫量在燃烧过程中，柴油中的硫约有98%转化为S02。，其余的2%成为硫酸盐颗粒. 部分S O:被进一步氧化并与嫩烧过程中生成的H2O结合，形成H2SO3和硫酸盐，增加了微粒的排放量.当嫩料中的S从0.12%下降到

20、0.05 %时，微粒排放量将减少8%10%，但进一步减少S对微粒的排放量不再有影响.美国1993年10月规定高速公路上行驶的汽车所用的柴油，其硫含量不得高于0.05%，1996年已全部供应低硫柴油.日本也于1997年全部供应低硫柴油; 降低燃油比重燃油比重直接影响非直喷式柴油机的微粒排放，即微粒排放量随燃油比重的增加而增加: 燃油的乳化采用油包水型乳化燃油，这样由于油中水的急剧汽化使油滴变得更加细小，有利于扩散然烧，可有效降低微粒排放.2.机外净化措施机外净化即排气后处理，将柴油机排气引人专门的后处理装置中，消除其中的部分微粒后再排人大气.主要的机外净化措施示于图1. 机外净化措施中应用最广泛

21、的是微粒的过薄技术，即用耐高温的过滤材料制成特定结构的过滤体，将排气中的微粒截留在过滤体内，从而达到净化的目的.过滤体的材料和结构应满足以下要求: a.通过特性好，排气阻力尽可能小; b.抗热冲击性好，有较好的机械性能c.热稳定性好，能承受很高的热负荷; d.过滤效率高;e.适应再生的要求. 目前国内外应用最广泛的过滤材料有壁流式蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、陶瓷纤维等。 随着过滤体内微粒的不断积累，柴油机排气阻力增加、背压升高.当背压升高到一定程度时，将导致柴油机功率和过滤效率下降.所以必须及时清除过滤体内积存的微粒。 众所周知，当柴油机在最大负荷、转速的工况下，气缸排气口的温度可达到500一600，

22、此时柴油机排气微粒开始迅速氧化、升温直至着火燃烧，以此减少微粒，从而达到过滤体的排气阻力和过滤效率恢复到原来的水平，即过滤体的“再生”. 目前过滤体的再生方法主要是:“热再生”，即利用全负荷再生、喷油助燃再生、电加热再生、电自加热再生、节流再生等，此外，也开发了如逆向喷气再生、振动再生等非加热再生方法，也就是利用外部热源使积存在过滤体内的微粒升温、自燃，以减少过滤体内的微粒.柴油机排放后处理系统柴油机微粒后处理系统是利用泡沫陶瓷过滤微粒，并利用微波对滤体进行再生. 2.1.1泡沫陶瓷过滤体将陶瓷原料配制成泥浆，并在聚醋或聚醚泡沫塑料内浸演成型，最后经烧制而成.泡沫陶瓷内部由许多小孔(称为“气室

23、”)组成，每个气室通过窗口与多个邻室相连，由于微粒直径远小于气室直径，所以微粒的捕集发生在整个气室里.其优点是多孔结构使火焰易于传播。3.2 废气再循环（EGR）系统 柴油机与汽油机一样也有大量的NO生成，废气再循环(EGR)就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应，利用废气中含有大量的惰性气体(CO2、N2、H2O等)具有较高的比热容这一特性，来降低NOX的生成。 柴油机NOX生成的原因是：燃烧过程的平均过量空气系数虽然比较大，但因混合气成分不均匀，局部燃烧温度仍很高，所以生成大量NOX不过，随着柴油机负荷的降低，NOX的排放迅速减小。 在汽油机上降低NOX最主要的方法是通过废气再循环

24、(EGR)，而柴油机也可以通过废气再循环(EGR)来降低NOX排放。废气再循环(EGR)为什么能降低NOX呢?因为NOX的生成条件是高温富氧，而废气的引入，一方面使混合气热容量增大，造成相同量的混合气升高同样温度所需热容量增大，从而降低最高燃烧温度；另一方面，废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有效的抑制了NOX的生成。 根据废气进入气缸是否通过发动机的进气系统，EGR系统可分为内部EGR系统和外部EGR系统。 内部：EGR系统通过改变配气正时实现。该系统不需要外加其他设备，结构简单，应用方便，而且可以避免再循环废气对管道的腐蚀，有利于提高系统耐久性。由于是在进气行程内，直接开启排气

25、阀使废气回流，因此难以精确控制EGR率；同时废气未经冷却直接回流，引起混合气温度升高，这一点又有利于NOX的生成。因此内部EGR对NOX的抑制效果并不显著。但是随着控制技术的不断提高，内部EGR因其简单、便利，日益受到青睐。 外部：EGR利用专门的管道将废气引入进气歧管，使废气与新鲜空气在进入气缸前充分混合。由于外部EGR不但可以通过电控系统精确控制EGR率、优化发动机性能，而且可以在外部系统中通过加装EGR冷却器，有效降低燃烧温度，因此目前较为常用的是外部EGR系统。1 增压柴油机EGR的实现 自然吸气柴油机所用的EGR系统与汽油机类似。由于进排气之间有足够的压力差，EGR的控制比较容易。在

26、现代增压柴油机中，由于涡轮增压器效率的提高，增压器后的进气压力(增压压力)，在很多工况下会高于增压器前的排气压力，造成EGR的困难，至少不会获得足够高的EGR率。为此可采用下列措施：如图1a所示，在EGR阀5前，加一个排气脉冲阀6，利用排气脉冲加大EGR量。用节流阀7对进气进行节流(见图lb)，可降低柴油机前的进气压力，可使EGR率大为提高。但显然会增加柴油机的泵气损失，有损燃油经济性。 在进气系统中，装一个文丘里管8(见图lc)，可以提高EGR的有效压差，从而扩大EGR率的可调范围。由于文丘里管喉口的压降，在喉口下游可得到部分的恢复，压力损失可以减，调节文丘里管的旁通阀9,可改变EGR的有效

27、压差。用专门的EGR泵11(见图ld)强制进行EGR，当然具有最大的灵活性。但由于EGR泵的流量要求很大，机械驱动泵显然过于庞大昂贵。如图上所示涡轮增压器驱动一个外加的EGR泵11是一个实用方案。用可变喷嘴增压器VNT（Variable Nozzle Turbocharger）,是实现增压柴油机有效EGR的一个新途径。用普通涡轮增压器，实现足够的EGR往往有困难。有实验结果表明；用普通的涡轮增压器时，只能在部分负荷下获得0.1左右的EGR率；用可变喷嘴涡轮增压器时，柴油机大负荷时，可以通过减小涡轮喷嘴流通面积来提高排气压力，进而增大大负荷领域的EGR率。 图1（增压中冷柴油机的EGR系统） a

28、用排气脉冲阀的EGR系统 b用进气节流阀的EGR系统 c用文丘里管的EGR系统 d用EGR泵的EGR系统 1电控单元 2中冷器 3柴油机 4涡轮增压器 5EGR阀 6排气脉冲阀 7进气节流阀 8文丘里管 9文丘里管旁通阀 10EGR冷却器 11EGR泵2 废气再循环排气的冷却实验证明，把再循环的排气加以冷却，即采用所谓冷EGR，可使进入缸内的新鲜空气的损失减少，从而避免了大负荷燃油经济性和排气烟度的恶化。冷EGR系统布置如图3-1c、图3-1d所示。EGR冷却器10可以用柴油机的冷却水冷却，但冷却温降有限，最好用空气直接冷却。现已成功投产的EGR冷却器，可在不同工况下，使EGR温度下降50-1

29、50，使NO下降10%左右。d柴油机EGR的控制（1）控制方式 柴油机的EGR控制比较复杂，尤其是增压柴油机，一般都采用电子控制。其控制方式可以是开环控制，也可以是闭环控制。开环控制。开环控制一般基于脉谱(MAP)的控制，即通过实验确定典型工况下，达到排放要求的最佳EGR率。这种方法控制简单，目前应用较为普遍。但其准确性依赖于各种工况下MAP图的精确制取，同时动态响应慢。较典型的开环控制为对混合气的成份加以考虑，根据不同转速、负荷条件，由进气和排气中的氧气浓度来确定最优的EGR率，例如在图1a中，电控单元1根据柴油机转速、负荷，以及进气和排气中的氧气浓度、温度等传感器的输入信号，按标定的EGR

30、脉谱对EGR阀5、节流阀7、旁通阀9等执行机构进行控制。EGR阀5可以是一个真空阀。电控单元1通过对一个独立真空源产生的真空度加以调制，来控制真空阀的开度。EGR阀也可以是一个电磁阀，可由电控单元通过PWM信号直接控制。闭环控制。闭环控制可以选择基于排气背压的闭环控制，也可选择基于排气氧气传感器紫的闭环控制。基于排气氧气传感器的闭环控制，选取对发动机性能影响最大的两个参数进气中的氧气浓度和排气中的氧气浓度加以考虑。基于过量空气系数的EGR控制，是通过过量空气系数来间接测量NOx的排放量，其受EGR率的影响大，可作为EGR闭环控制的反馈信号。闭环控制可以实时根据工况的变化自动调整EGR量，使EG

31、R达到最佳。因此，它比开环控制的效果更好，但其结构也较复杂。 （2）控制时间 汽油发动机在发动机中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，怠速、全负荷时不起作用。柴油发动机在发动机怠速、中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，全负荷不起作用。柴油机EGR系统的结构以一汽大众柴油轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分为两类： 废气再循环电磁阀与机械阀分开方式（见图2）废气再循环电磁阀与机械阀合二为一，直接由发动机控制单元控制（见图3） 图2 （EGR与机械阀分开方式 ） 图3 （EGR阀与机械阀合并方式）1-发动机控制单元 2-废气再循环阀（电磁） 1-发动机控制单元 2-废气再循环阀（

32、电磁）3-废气再循环阀（机械）4-空气流量计 3-废气再循环阀（机械） 4-尾气净化装置5-尾气净化装置第4章 发动机排气后处理技术的研究及发展进程4.1催化氧化法柴油机PM后处理技术包括催化氧化和过滤，利用催化氧化技术减少载重车和城市公交车柴油机尾气PM排放始于20世纪90年代。催化剂为蜂窝整体直通式，能部分氧化去除排气PM的可溶性有机组分以及气态污染物HC和CO，发动机负荷低时，PM可溶性有机组分含量高，催化氧化降低PM排放效果明显；而发动机负荷高时，PM中可溶性有机组分含量低，催化氧化降低PM排放效果较弱。典型的PM排放降低值为20%50%，而且随着排气温度提高，降低率增大，但排气温度提

33、高也会导致SO3和硫酸盐排放增加。4.2、过滤法过滤是降低PM排放最直接的方法，但将柴油机排气微粒收集起来后，决定微粒捕集器可行性的就是再生的问题了，微粒捕集器的再生一般都采用燃烧法，即利用外界能量提高微粒捕集器内的温度，使微粒着火燃烧，或通过使用某些催化剂降低微粒的着火温度，使之能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧分解。目前，催化再生的燃油添加剂再生和连续再生已成为研究的热点。燃油添加剂再生可能会造成新的二次污染，但这类燃油添加剂通常为含钙或铁钡铜锰的金属化合物，成本相对低，降低微粒着火温度显著，在国内该方法应该具有较为广泛的应用前景；而连续再生是将催化剂与微粒表面充分接触，降低微粒排放量的效

34、果也较为明显。连续再生式DPF装置目前要解决的问题是:在发动机的各种运转条件下不发生碳粒堵塞现象，以确保碳粒净化率的长期稳定性，提高其使用寿命4.3、低温等离子体技术目前，低温等离子体技术在柴油机尾气控制中较多的是将其用于排气微粒的捕集，其主要依据在于柴油机排气微粒中有70%80%（以质量计）是带电的。利用低温等离子技术捕集柴油机微粒的技术现在还处于实验室阶段，而且已获得较满意的数据。等离子体静电捕集微粒装置的流动阻力小，对发动机的性能影响较小，这是传统微粒捕集器所没有的，而且具有较高的捕集效率，能解决微小微粒难于收集的困难等优点。但是这种技术实用化的最大困难在于设备庞大，结构复杂及成本较高，

35、在车用上则有高压电电源的供给问题。因此，该项技术的商品化还需要进一步的研究4.4、Nox净化系统由于柴油机机内NOx控制与PM控制存在所谓的trade-off效应，而机外的NOx控制又因排气中含有大量O2而变得非常困难。目前，柴油机排气NOx净化研究主要从选择性催化还原和吸附催化还原两条技术路线入手。1选择性催化还原选择性催化还原有一个很明显的优点就是:催化剂不会因为燃料或润滑油中所含的硫而引起硫中毒。以尿素作为还原剂的选择性催化还原系统，可以降低柴油机排气中绝大部分的NOx，也能降低部分HC。因此，以尿素为还原剂的SCR被认为是最具有应用前景的。但尿素SCR技术的难点在于处理城市基本建设与植

36、被尿素水的矛盾，所以使将来车用尿素的SCR的实用性受到影响。1990年，Iwamoto和Held分别报道在Cu/ZSM-5催化剂上，HC能选择性催化还原NOx。随后，作为净化柴油机和吸燃汽油机排NOx的潜在技术，HC选择性催化还原NOx受到重视。对小型客车来说，HC选择性催化还原系统的发展旨在改进催化剂材料和增大NOx净化效率的控制方法上，同时也尽量减少燃料经济性的恶化2吸附催化还原吸附催化还原对NOx的净化率高达80%左右，其还原NOx的机理是:基于发动机周期性进行稀燃和富燃工作的一种NOx净化技术，在稀燃阶段将NOx吸附储存起来，而在短暂的富燃阶段，NOx释放并被排气中的HC还原。对于超低

37、S燃料，现有吸附催化还原技术可将NOx降低90%，但燃油经济性会因此降低。适用于高含量S燃料的吸附催化剂目前尚在开发之中4.5、同时净化系统1同时催化法在氧化环境下，用催化方法同时去除NOx和PM的理念是由Yoshida首次提出的，他对“Soot-O2-NO”3组份之间反应的可能性进行了实验研究和探讨。Cooper等人通过实验研究发现，NO在Pt催化剂作用下被氧化成NO2，而NO2能进一步氧化柴油机的碳烟，从而揭示了NO（NO2）在降低柴油机碳烟中的作用2.四效催化剂最近，被称作柴油机PMNOx还原系统（DPNR）的一种四效催化系统得到了发展，它具有同时净化4种有害物质PM，NOx，CO和HC

38、的潜力。DPNR是一种DPF，只是表面有一层吸附催化还原催化剂的涂层。在DPNR系统中，PM由活性氧氧化，而活性氧产生于NOx储存与还原的过程中，还有一部分来自稀燃状态下过剩的氧气。第5章 采用新能源技术5.1、使用可替代能源从总的形势看，石油资源必将逐步减少，最终将枯竭。为此，世界各国从长远战略考虑，为保证车用能源供应的安全和节省大量外汇支出，有必要减少对进口原油的过分依赖，积极寻找替代能源，采用多种能源，以确保社会经济的发展。实践证明：燃料乙醇作为石油的替代品和可再生能源，不仅对于解决粮食深加工转化，稳定粮价和农民收入，减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面具有十分重要的意义，而且还能创造许

39、多新的就业机会。因此，推广使用燃料乙醇必将成为中国可持续发展的一项长期战略。从世界各国车用乙醇汽油使用情况来看，在美国、巴西早已成功推广，近年来欧盟和东南亚一些国家也在积极推广车用乙醇汽油。然而，这项工作在中国还仅处于推广试验阶段。可喜的是吉林作为中国燃料乙醇推广先行试点省，政府在推广使用乙醇汽油方面已摸索出许多成熟经验。推广使用车用乙醇汽油，大势所趋目前，燃料乙醇的生产和应用在国际上已呈高速发展趋势，燃料乙醇产业已成为各国政府调控农产品供需矛盾，解决石油资源短缺问题，保护城市大气环境质量的重要政策手段和经济杠杆。可以预见，随着世界石油资源的消耗、对环境关注程度的提高、MTEB的禁用以及燃料乙

40、醇应用范围的拓宽，将极大地刺激对燃料乙醇的需求。预计，今后相当长时间内，燃料乙醇的年增长率将达到12以上。因此，推广使用车用乙醇汽油将成为中国替代能源选择与可持续发展的大势所趋。具体说，有四个理由。一是石油资源日益短缺，必须寻求新的替代能源。今年以来，受一季度世界石油需求依然旺盛及一些权威机构不断上调2005年世界石油需求预测数据的支持，国际油价总体呈上扬趋势，纽约商品交易所西德克萨斯轻质油（WTI）首行合约价格由42.12美元/桶攀升至57.27美元/桶，涨幅达35.9。中国石油资源不及世界人均水平的1/6，从1993年开始，中国成为石油净进口国，供需矛盾日益突出。2000年，中国石油进口已

41、经超过7000万吨，今后进口仍呈上升趋势，石油进口量约占使用量的20左右，预计到2010年前后将达到40，车用汽油年消耗量为6400万吨。按照车用乙醇汽油所含变性燃料乙醇10计算，每年可减少汽油消耗640万吨。乙醇是可以再生、可以循环利用的新型生物能源及绿色能源，因此用车用乙醇汽油来代替目前所使用的普通汽油，这对于完善能源安全体系，减少对石油的依赖、节约外汇意义重大。二是缓解粮食阶段性和结构性过剩，促进中国农业可持续发展。如何利用国内丰富且廉价的玉米资源，使农业得到快速的、可持续发展是政府面临的一项重大问题。为此，世界各国在发展燃料乙醇产业的同时，也带动了对农产品需求的快速增长，使农业产业得到

42、了可持续发展。“九五”以来，中国农业生产连年丰收，粮食综合生产能力已接近5亿吨，然而粮食深加工问题未能得到很好解决，出现了阶段性和结构性过剩。一方面国家拿出400亿元建库存粮，同时每年拿出100亿元作补贴，财政不堪重负；另一方面，粮食没有转化市场，敞开收购和顺价销售成效不很明显，农民增收难以保障。而推广使用车用乙醇汽油，可有效解决粮食等农作物的转化，形成一个长期、稳定、可控粮食消费市场，有助于增加农民收入。目前，全国汽油消费量近4000万吨，以加入变性燃料乙醇10计，需变性燃料乙醇约400万吨，可消化粮食1000多万吨，使农民增收100多亿元。另外，生产燃料乙醇的玉米可另外生成第二副产品酒糟蛋

43、白饲料（）和精制玉米油，解决玉米深加工问题，形成“增产消费刺激再生产”的良性循环。发展燃料乙醇产业还可以推进农业产品标准化、农业生产专业化、农业经营一体化，有利于推动农业种植结构的调整，保障粮食安全，对于解决“三农”问题具有十分重要的意义。三是改善生态环境，缓解大气污染。随着工业化进程的迅猛发展，世界范围内汽车保有量快速增加，目前以汽油为动力的汽车尾气对大气的污染程度，已占所有大气污染源的60左右。因此，国际上对汽车尾气造成对大气污染非常重视，在寻找、研究和开发汽油替代品方面作了很多工作，比如风能、电能、氢能等，包括目前正在使用的甲基树丁基醚MTBE，但这些能源都有各自的局限性。乙醇是良好的车

44、用燃料，除了它的燃烧性能可与汽油相比外，汽车发动机的压缩比可以提高，另外可使用较高的空气与燃料比例，燃烧完全。减少汽车排放CO2量是防止地球气温升高的最有效的措施之一，根据检测，当汽油中掺入1020乙醇时，这种混合燃料排出的尾气完全可以符合加利福尼亚州严格的空气污染标准要求。燃料乙醇的使用，对大气污染日益严重的趋势可起到缓解作用。中国汽车保有量达1500万辆（不含农用车），摩托车4500万辆，并且以每年10速度递增，大量汽车尾气影响空气质量，造成环境污染。据检测，汽油加入10的变性燃料乙醇后，可使汽油辛烷值提高3，含氧量增加3.5，可使汽车有害尾气排放总量减少33以上，大大改善汽油的使用性能，

45、使燃烧更彻底。另外，通过替代普通汽油中的对地下水资源破坏严重的甲基叔丁基醚（）含氧添加剂，可有效防止地下水的破坏，是一种节能环保型燃料，对于改善大气环境有着十分显著的作用。四是乙醇汽油在替代能源中是比较理想、现实可行的。由于现代生物技术的发展，以及农产品的大量富余和价格的下降，使发酵法生产乙醇的成本逐步下降，再加上各国政府对使用乙醇汽油特殊政策的出台，在众多替代能源中乙醇汽油又成为比较理想和现实可行的能源。因此，从20世纪70年代以来，在世界范围内乙醇汽油的生产和使用迅速发展，成为目前替代石油最合适的可再生的重要能源。推广使用车用乙醇汽油，任重而道远综上所述，推广使用车用乙醇汽油必将成为我国的

46、一项长期战略性举措。因此，坚持科学发展观，积极全面推广使用燃料乙醇汽油，必将对中国国民经济的可持续发展、创造和谐社会有着极其重要的意义。但应明确的是，在乙醇汽油推广过渡阶段，政府必须要唱主角。因为推广初期涉及的部门就有几十个，运行中要解决的难题就有数百个，这些问题方方面面，有政策上的、法规上的、技术上的，还有宣传舆论导向上的等等。如果没有一个统一的政策，统一的政府协调机构来强力推进，单靠市场化运作，或是单靠某个企业单打独斗，是根本做不到的。在我国推广使用车用乙醇汽油还是一项全新的工作，就全国而言，根据国务院领导的多次重要批示精神，这项工作一直是按照统一规划，试点先行，分步实施的原则，积极稳妥地

47、推进。吉林作为该项工作先行试点的省份，在全国第一个制定并实施了政府规章，依法行政；在全国第一个成功实现了省级行政辖区内封闭运行推广使用乙醇汽油，第一个实现全品种覆盖市场，走出了一条具有自身特点的乙醇汽油推广之路；在推广使用车用乙醇汽油的政策法规、组织管理、生产供应、市场销售以及技术服务等方面取得了宝贵经验，形成了车用乙醇汽油生产、储运、销售及使用的成套技术措施和管理办法，为今后乙醇汽油的全面推广奠定了坚实的基础。尽管如此，目前吉林仍有两个亟待解决的难题。一是乙醇成本居高不下，技术创新有待提高，生产原料要多元化。从2005年4月1日起，乙醇汽油的推广已经扩大到全国九省。但随着乙醇汽油推广范围的扩大，国内原本囤积严重的陈化粮将逐渐被酒精厂家消化完毕，现在燃料酒精的生产很大一部分转向使用新粮。这将面临两个问题：第一，生产成本难以降低；第二，新粮能否保证持续稳定供应还