柴油机排放污染物生成机理与治理措施.doc

柴油机重要排放污染物生成机理、影响因素与治理办法
摘要：通过度析柴油机在实际运营过程中CO、HC、NOX、PM等重要污染物生成机理，总结归纳出影 响这些污染物生成重要因素，并以此为根据简介既有减少柴油机排放污染物重要办法
核心词：柴油机 排放物 生成机理 影响因素 治理办法
问题描述
随着科学技术不断发展进一步，更各种类和形式能源动力机械不断问世并投入应用，但是内燃机由于其应用稳定性和广泛合用性在如此环境下仍旧在能源动力领域占据着龙头位置。因而内燃机依然是能源动力领域中首选动力机械。而内燃机中最典型突出代表则为车用往复式活塞内燃机。依照其使用燃料种类不同可以分为汽油机和柴油机两种。相比于汽油机，柴油机具备燃油消耗低、耐久性好、寿命长、高扭矩输出、功率范畴广等长处，因而柴油机在各行业里得到广泛应用：在重型动力装置中,柴油机应用领域已经占绝对统治地位,在小型轿车等轻型车辆中,柴油机应用也逐渐渗入。但是由于柴油机广泛应用而带来环境污染问题也越来越严重并且越发受到世人关注。柴油机排气污染物重要成分有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）、硫化物以及颗粒物（PM）等。由于柴油机采用质调节方式，因而其混合气平均空燃比远不不大于理论空燃比，故其CO与HC排放明显低于汽油机，因此柴油机排放控制重点在于NOX和PM。由于各排放物生成机理不同，因而在它们各自控制与净化办法也存在差别。本文接下来将论述各重要排放污染物生成机理、影响办法与治理办法。
柴油机重要排放污染物生成机理

CO生成重要有三种途径：一是柴油机进气与柴油喷雾混合不均匀导致局部混合气过量空气系数Φa＜1，局部燃烧缺氧导致不完全燃烧生成CO；二是已成为燃烧产物CO2和H2O在高温条件下产生热解反映进而生成CO；三是排气过程中HC未完全氧化生成CO。

排放HC普通是未燃HC，是指没有燃烧或某些燃烧碳氢化合物总称。普通以为柴油机中HC产生重要有两种途径：一是由于滞燃期中形成过稀混合气在燃烧室内不能满足自燃或扩散火焰传播条件，导致HC氧化反映无法开始或瞬间终结，生成未燃HC；二是燃烧过程后期低速离开喷油嘴燃油与进气不良好混合形成过浓混合气不能着火及燃烧，生成未燃HC。

柴油机排放NOX重要是NO和NO2，其中NO占据了NOX排放85% - 95%。NO自身无毒无害，但NO随着排气进入大气后会缓慢氧化成有毒NO2，因而NOX生成机理重要针对NO讨论。NO生成途径有三个：一是激发NO生成；二是燃料NO生成；三是高温NO生成。前两者NO生成量很少，可以忽视不计，因而NO重要生成方式为高温NO生成。其反映机理如下：
N2+O→NO+N
N+O2→NO+O
N+OH→H+NO
由上式可以懂得影响NO生成因素为高温、富氧和反映时间。

柴油机排放PM重要成分有碳粒、硫酸盐、可溶性有机成分和含金属元素灰分等。其中碳粒生成是一种非平衡过程，当前比较流行理论以为生成碳粒过程是燃油分子大量分解和原子分子重新排列过程。当燃油喷射到高温空气中时，轻质烃不久蒸发气化，而重质烃会以液态暂时存在，液态烃在高温缺氧条件下直接脱氢碳化，成为焦炭状液相析出型碳粒，粗度普通较大