我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣氮氧化物排放現(xiàn)狀與控制
NOX總量控制的另一個(gè)重要領(lǐng)域是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放NOX凈化。
近年來(lái),我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量及保有量一直呈高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),自2002年10月以來(lái),我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量平均增長(zhǎng)率超過(guò)37%,2008年,超過(guò)法國(guó)、德國(guó),成為繼美國(guó)和日本之后的世界第三大汽車(chē)制造國(guó)。汽車(chē)銷(xiāo)售量已超過(guò)1000萬(wàn)輛。
據(jù)統(tǒng)計(jì),每千輛汽車(chē)每天排出的CO為3000kg,碳?xì)浠衔餅?00—400公斤,NOX為50—150kg。有關(guān)研究成果表明,我國(guó)大城市空氣質(zhì)量中50%以上的NOX污染來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放。另外,近幾年城市大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果也表明機(jī)動(dòng)車(chē)輛排氣性污染已替代煤煙型污染成為主要污染源,并且這一趨勢(shì)還將繼續(xù)發(fā)展。
為節(jié)約能源和減少溫室氣體排放,歐美等世界主要國(guó)家開(kāi)始大力推廣柴油車(chē)。柴油機(jī)是所有內(nèi)燃機(jī)中效率最高的一種動(dòng)力裝置,柴油車(chē)比同排量的汽油車(chē)油耗低25%,二氧化碳排放量少30%。柴油機(jī)提高了空燃比,降低了碳?xì)浠衔锖虲O的排放量,但提高了NOX的排放濃度。
NOX和碳煙顆粒污染物是柴油車(chē)尾氣的主要污染物。在歐洲市場(chǎng),轎車(chē)中柴油轎車(chē)的占有率已經(jīng)高達(dá)50%以上,重型車(chē)100%使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),90%的商用車(chē)使用柴油機(jī),,而在我國(guó)2007年銷(xiāo)售的柴油型轎車(chē)僅占轎車(chē)總銷(xiāo)量的不足1%。
燃油生成NOX的機(jī)理與燃煤基本相同,由于燃油中氮的含量很低,特別是汽油基本不含氮,所以燃料型NOX的生成量很少,可以忽略不計(jì)。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的NOX主要為熱力型。
以Pt、Pd、Rh等貴金屬為主要成分的三效催化劑已經(jīng)在汽油車(chē)尾氣凈化中獲得成功使用,可將尾氣中的CO、HC和NOX去除90%以上,使得汽油車(chē)尾氣凈化已不再是難題。
而柴油車(chē)尾氣中氧氣含量高,富氧條件下氮氧化物的還原非常困難,且尾氣溫度比汽油車(chē)低200℃,使得三效催化劑不能直接應(yīng)用于柴油車(chē)。迄今,柴油機(jī)NOX的消除仍是研究者面對(duì)的挑戰(zhàn)與研究熱點(diǎn)。

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