柴油机NOx排放控制技术.pdf

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柴油机NOx排放控制技术
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    柴油机自1892年问世以来,凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动
力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽
车和大型客车的柴油机化。从80年代后期开始,轿车上也越来越多的应用柴油机,例如
-,柴油机轿车占61%,而法国轿车柴油机的比
例高达88%。从世界范围来看,汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。柴油机与同
等功率的汽油机相比,微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。目前,世界各国都在
致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究,并且已经取得了实质性的进展。由于柴油机排
气微粒与NOX的生成机理不同,因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放,同时微粒的减
少又使得催化剂中毒得以有效的扼制,从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。今
后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX同时减少。 
2 柴油机NOX排放的危害和生成机理 
柴油机NOX排放的危害 
    柴油机排出的NOX中,NO约占90%,NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性
不大,但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛,而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO
2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体,可对人的
呼吸道及肺造成损害,严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时,
会随时导致生命危险。 
    NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾,NOX还会增加周围臭氧的浓度,而臭氧
则会破坏植物的生长。此外,NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影
响。 
    基于上述原因,柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关
注,因此各国限制其排放的法规亦越来越严格,表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载
货车NOX排放的有关规定。 
表1 柴油机NOX排放的限值单位:g/ 
试验循环工况 过渡工况 日本十三工况 欧洲十三工况 
采用年份 美国 日本 欧洲 
1997  (直喷)(非直喷)  
1998  - - 
1999 - (建议) (建议) 
2004  - -
柴油机NOX排放物的生成机理 
    迄今为止人们已经对NOX的生成机理进行了