我国机动车尾气氮氧化物排放现状与控制
NOX总量控制的另一个重要领域是机动车尾气排放NOX净化。
近年来,我国汽车产量及保有量一直呈高速增长态势,自2002年10月以来,我国汽车产量平均增长率超过37%,2008年,超过法国、德国,成为继美国和日本之后的世界第三大汽车制造国。汽车销售量已超过1000万辆。
据统计,每千辆汽车每天排出的CO为3000kg,碳氢化合物为200—400公斤,NOX为50—150kg。有关研究成果表明,我国大城市空气质量中50%以上的NOX污染来自机动车尾气排放。另外,近几年城市大气环境质量监测结果也表明机动车辆排气性污染已替代煤烟型污染成为主要污染源,并且这一趋势还将继续发展。
为节约能源和减少温室气体排放,欧美等世界主要国家开始大力推广柴油车。柴油机是所有内燃机中效率最高的一种动力装置,柴油车比同排量的汽油车油耗低25%,二氧化碳排放量少30%。柴油机提高了空燃比,降低了碳氢化合物和CO的排放量,但提高了NOX的排放浓度。
NOX和碳烟颗粒污染物是柴油车尾气的主要污染物。在欧洲市场,轿车中柴油轿车的占有率已经高达50%以上,重型车100%使用柴油发动机,90%的商用车使用柴油机,,而在我国2007年销售的柴油型轿车仅占轿车总销量的不足1%。
燃油生成NOX的机理与燃煤基本相同,由于燃油中氮的含量很低,特别是汽油基本不含氮,所以燃料型NOX的生成量很少,可以忽略不计。机动车尾气中的NOX主要为热力型。
以Pt、Pd、Rh等贵金属为主要成分的三效催化剂已经在汽油车尾气净化中获得成功使用,可将尾气中的CO、HC和NOX去除90%以上,使得汽油车尾气净化已不再是难题。
而柴油车尾气中氧气含量高,富氧条件下氮氧化物的还原非常困难,且尾气温度比汽油车低200℃,使得三效催化剂不能直接应用于柴油车。迄今,柴油机NOX的消除仍是研究者面对的挑战与研究热点。
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