1.一氧化碳(CO)
CO是燃料不完全燃烧的产物,是一种无色无臭无味的气体。其溶点为-205. 0℃,沸点为-191. 5℃,发火点为651. 0℃。它与血液中血红素的亲和力是氧气的300倍,因此当人吸入CO后,血液吸收和运送氧的能力降低,导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入CO气体的体积分数达到0. 3%时,可致人死亡。
造成HC燃料不完全燃烧的主要原因有:氧气不足,即混合气过浓或局部混合气过浓;燃烧温度过低;燃烧室容积过小而使燃烧滞留时间不充分;空气和燃料混合不充分等。因此,促进混合气的形成,有效控制燃烧温度,都可以有效地降低CO的生成。
2.碳氢化合物(HC
HC作为燃烧产物,大体上可分为不含氧的HC和醛类等含氧的HC化合物两大类。HC化合物在阳光照射下引起光化学反应,产生臭氧(O3)、 PAH(多环芳香族HC化合物)等具有强氧化特性的物质,形成光化学烟雾。它不仅降低大气能见度,使橡胶开裂,植物受害,刺激人的眼睛和咽喉,而且在HC化合物中的PAH是致癌物质,是导致碳烟的副产物。
HC化合物产生的主要原因有未完全燃烧生成的HC、由燃料供给系统泄漏产生的HC以及未燃燃料从燃烧室直接排出HC等三种。其中引起未完全燃烧的原因是燃烧室内的氧气量不足,燃烧室壁面温度过低,以及混合气形成不充分或燃烧室内局部混合气过浓等。HC化合物的控制方法主要有采用C含量少的代用燃料;或采用电控技术改善燃烧,保证混合气的浓度和燃烧温度最佳等。
3.氮氧化合物(NOx)
NOX也是一种燃烧生成物,是NO和NO:的总称。其中绝大部分是NO(约占95%),在燃烧室后期或排气过程中,部分NO氧化成NO2。
NOX对大气环境、植物生长乃至人类身体健康有极大的危害。NOX在大气层中,与O3反应急速氧化成NO2,直接破坏大气层。此外,NOx是呈红褐色的有害气体,有强烈的刺激味。对肺和心肌等有很强的损害作用。同时,NO、和HC一样也是形成光化学烟雾的主要元素之一。
控制NOX产生的主要方法有:降低混合气中氧的浓度,降低燃烧温度,缩短在高温燃烧带内的滞留时间以及改善混合气的形成等。
4.微粒
微粒(碳烟)是柴油机的主要有害排放物之一,由可溶性有机成分(SOF)和不可溶成分组成。柴油机排气中的微粒尺寸比较小,可长期悬浮在大气中,不仅降低大气的可见度,而且易于被人吸入肺部,同时微粒中的SOF成分具有致癌物。
碳烟是HC系列燃料的燃烧产物,所以其产生与HC系列燃料的燃烧状态直接有关。对预混合火焰,在燃料过多的浓混合气下。混合气接近火焰带时受到火焰面的高温热辐射而热分解成碳烟。产生碳烟的另一个条件就是温度场。对预混合火焰,当温度在1827~2127℃时碳烟生成量最大,火焰温度进一步升高时,碳烟生成量反而减少。在扩散火焰区内,产生碳烟的主要原因是缺氧。
5.光化学烟雾
光化学烟雾是碳氢化合物和氮氧化物在太阳光紫外线照射下,发生光化学反应所生成的烟雾状物。它是一种强刺激性有害气体的二次污染。
6.柴油机排气可见污染的
柴油机排气可见污染物是指柴油机的排烟,即悬浮在柴油机排气流中的微粒和雾状物。它们阻碍光线通过使其变暗,并反射、折射光线。
表1为汽油机与柴油机排放污染物的比较。由表可见,汽油机污染物主要是CO、 HC和NOX,而柴油机污染物主要是PM和NOX。
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