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减少黑烟排放成为治理柴油机排放污染的主要任务之一

时间: 2019-09-23
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一般认为,柴油机排放的黑烟是不完全燃烧的产物,它主要是在高压燃烧条件下,因高温、局部缺氧、裂解并脱氢而形成的以碳为主要成分的多孔性微粒,同时包括一定数量的可溶性有机物和硫酸盐等。黑烟尤其会在汽车起步、加速、爬坡、超负荷时加大喷油量的情况下产生。由于柴油机采用的是扩散燃烧方式,这就决定了柴油机产生碳烟是不叮避免的,其排量一般比汽油机多几十倍。黑烟的排出,不仅限制了柴油机的最大功率,而且给环境造成极大危害,人吸入后会引起呼吸道、肺部疾病,甚至致癌。因此,减少黑烟排放成为治理柴油机排放污染的主要任务之一。
 

氧化催化器柴油机使用氧化催化器的原理与汽油机基本相同。目的主要是降低微粒中可溶性有机组分中的大部分碳氢化合物,同时降低HC、CO。但氧化催化器会将燃烧后生成的sos氧化为sO生成酸雾或硫酸盐。因此它只适用于使用低硫燃油的柴油机。
 
静电净化装置柴油机排气中的微粒绝大部分都带有一定数量的电荷,且带正电荷的微粒数和带负电荷的微粒数基本相等。因此让排出的微粒通过一个高电压静电场,使之凝聚、增大、变重,并收集在管壁上,再通过旋风除尘器或其他方式净化。
 
过饱和水蒸气过滤器从排气管出来的废气通过蒸发器中的水层,利用排气的热量使水蒸发,水蒸发饱和后进入冷却管,冷却后变成过饱和状态,在这里以碳尘为核心形成水滴,最后通过过滤器被滤出,使排气得到净化。
 
微粒捕集器微粒捕集器一般以陶瓷蜂窝载体、陶瓷纤维纺织物及不锈钢金属蜂窝载体等为过滤器材,当微粒通过时被拦截、粘附而起过滤作用,它对固体微粒的过滤效率高,可达90%以上,过滤后烟度降低幅度大。但微粒捕集器使用一段时间后,因孔隙堵塞而劣化,须作再生处理。

燃烧前的燃料处理
 
改变燃料性质采取措施改变燃料性质,以降低烟度:
 
燃料中的芳香烃,特别是高沸点的多环芳香烃以及重质馏分等易产生碳烟,应尽量减小其含量。
 
增大烷烃类燃料的比重有利于降低碳烟。
 
采用无烟或少烟替代燃料如醇类燃料、二甲醚等能起到显著降低碳烟的作用,醇类燃料分子结构中含有氧原子,燃烧时所需空气少,容易充分燃烧,基本不产生碳烟;二甲醚使用后,其碳烟排放极低,几乎无烟。
 
降低柴油的十六烷值能延长滞燃期,提高柴油的蒸发性,烟度明显下降,但十六烷值太低会导致柴油机工作粗暴。
 
在燃料中添加消烟剂使用消烟剂是一种简捷、有效的办法,它是从燃烧这一环节控制碳烟的形成。其作用机理一般认为是加速碳粒氧化的催化作用和阻止燃料在高温、缺氧的条件下裂解的反催化作用。常见的消烟剂有钡盐和钙盐等。例如,当钡的添加量为1g/L时,碳烟降低率可达50%~70%。
 
加水乳化燃烧乳化柴油是在柴油中加入一定比例的水和乳化剂进行乳化而成。乳化柴油燃烧时,被柴油包围的水珠因热传导而汽化,生成水蒸气冲破外围油膜并使油膜迅速扩散成雾状,即所谓“微爆”现象,它使柴油燃烧更迅速、充分、完全,因而碳烟排放下降明显。一般随水的含量增加,碳烟的排放减少。但它会带来低温起动性变差及腐蚀等问题。



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