《大气污染控制工程》教案-第十一章

第十一章城市机动车污染控制第一节城市交通趋势及影响一、机动车保有量的增长二、交通源对城市空气污染的影响1.能源消耗与污染物排放在发达国家中，汽车排放称为空气污染的最主要来源。机动车排放还是造成铅污染的主要原因。据估计，空气中80～90％的铅来自含铅汽油的燃烧。2.汽车排放法规的历程机动车排放法规的发展大体分成三个时期：（1）第一时期：排放法规的起步和完善时期。（2）第二时期：汽车排放控制技术发展最快，大气质量改善效果最为明显；（3）第三时期：低排放车时期。第二节汽油发动机污染物的形成与控制一、汽油机的工作原理与污染来源1.汽油机工作原理（自学）2.汽油机的污染来源汽油机排气中的有害物质是燃烧过程产生的，主要有一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物，以及少量的铅、硫、磷等。其中，硫氧化物和铅化合物可以通过降低燃料中的含硫量以及采用无铅汽油来有效控制。二、燃烧过程中污染物的形成1.CO的形成CO是燃料不完全燃烧的产物，决定CO排放量的主要因素是空燃比、空气和燃料的混合程度、内壁的淬灭效应等。CO的生成机理比较复杂，若以R代表碳氢基，则燃料分子RH在燃烧过程中生成CO大致经历如下步骤：RH—R—RO2—RCHC—RCO—COCO的产生量主要受混合气浓度的影响。2.碳氢化合物的形成i.不完全燃烧ii.避面淬熄效应iii.壁面油膜和积碳的吸附3.氮氧化物的生成机理4.发动机运行条件对污染物排放量的影响发动机运转工况不同，污染物的生成量也大不相同。三、降低污染排放的发动机技术1.改进点火系统2.闭环电子控制汽油喷射技术3.废气再循环四、汽油车尾气排放后处理技术排气后处理技术是在发动机的排气系统中进一步消减污染物排放的技术。常见的排气后处理装置有氧化型催化转化器、还原型催化转化器、三效催化转化器等。氧化型和还原型催化转化器分别用来净化排气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物。这些技术目前已经被三效催化净化技术代替了。1.氧化、还原催化转化器2.三效催化转化器三效催化转化器是在氮氧化物还原催化转化器的基础上发展起来的，它能同时使CO、HC、NOX三种成分都得到高度净化。五、曲轴箱的污染物排放与控制六、燃油蒸发排放控制油箱和化油器是汽油蒸发排放的两大主要来源。温度越高，蒸发排放量就越大。为减小周围热源对蒸发排放的影响，油箱和化油器可以采取防热隔热措施。七、汽油车排放污染控制的最新发展第三节柴油发动机污染物的形成与控制一、四冲程柴油机的工作原理（自学）二、柴油机污染物的形成过程1.柴油机中碳氢化合物的生成机理2.颗粒物及碳烟的生成机理3.空燃比对柴油机排放的影响三、控制柴油机污染物排放的发动机技术1.废气再循环2.改进供油系统3.采用增压和中冷技术4.采用分隔式燃烧室5.电控柴油喷射四、柴油车排气后处理技术柴油车排气净化后处理技术主要有过滤捕集法和催化转化法。其中催化转化法与汽油发动机基本类似，主要分为氧化型催化转化器和氮氧化物还原催化转化器。柴油机排气中的大量微粒主要靠过滤器、收集器等装置来捕获，然后通过清扫或燃烧的办法去除，使颗粒捕集器再生使用。颗粒捕集器和氧化型催化转化器已在部分柴油车上得到应用，而柴油机稀燃氮氧化物催化净化技术目前还处于研究开发阶段。1.氧化催化剂柴油机氧化催化剂能氧化尾气排放颗粒物中的大部分可溶性有机物、气态的碳氢化合物和一氧化碳、臭味和其他一些有毒有机物。因为不捕集固态的颗粒物，氧化催化剂不需要再生，可以长期连续使用。2.颗粒捕集器颗粒捕集器是高效净化柴油机排气颗粒物的一种过滤技术，它利用一种内部孔隙极微小、能捕获微粒物的过滤介质来捕集排气中的微粒，捕集到的绝大部分是干的或吸附着可溶性有机成分的碳粒。然后采取不同的方法来燃烧/清除过滤器中收集的颗粒物，使颗粒捕集器再生后循环使用。3.柴油机稀燃氮氧化物催化剂第四节新型动力车一、电动汽车1.环境效益2.电池技术3.电动汽车的成本二、燃料电池汽车1.燃料电池2.氢的来源和储运3.燃料电池车的成本4.环境效益三、混合动力车1.混合动力车的种类2.混合动力技术3.混合动力车的环境效益和能耗分析第五节交通规划与交通管理一、城市交通的综合规划1.城市交通发展战略规划2.城市交通综合网络规划3.城市交通的近期建设规划二、城市交通规划方法i.总体设计ii.交通调查iii.交通需求预测iv.方案制定v.方案评价vi.信息反馈及方案调查vii.交通影响分析三、关键的战略措施1.交通需求管理2.改善多方式的交通供应3.采取协调的综合政策四、减少空气污染的交通管理对策i.在一些特别拥堵的路段实行电子收费，根据拥挤程度对公交车以外的每辆车自动征收一定的通过费，可以有效调节瓶颈现象。ii.加强城市中心区的停车管理、也有利于减少机动车出行量。iii.强化交通路口的管理，重罚进入路口交叉地带而不能通行的车辆。iv.加强过街天桥和地下通道的建设。v.鼓励多人合乘汽车，对单人驾驶的车辆限制驶入快车道。vi.根据车辆排放控制水平采用环境标志措施，鼓励超低排放车的发展。vii.限制老旧的高排放车辆的行驶区域和范围，可以促进这些车辆的更新淘汰。