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汽车尾气污染
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摘要：汽车尾气对大气的污染已成为城市大气污染的主要污染源。依据尾气污染物的形成机理，提出争论净化废气中的主要有害成分CO、CH、NOx和炭烟颗粒的方法。氧化还原催碳氢化合物HC。主要成因是：⑴气缸激冷面。混合气燃烧是靠火焰传播进行的，~，。⑵燃料不完全燃烧。混合气过浓过稀，残余气体稀释，使火焰传播不完全，甚至断火。例如在怠速、小负荷、过度工况的时候，此外点火系不好，充气温度低和充量均匀性差，残余气体多。⑶气缸扫气过程。由于扫气作用，一部分可燃混合气不经气缸就排到排气管。HC是既有未燃的燃料，也有燃料不完全燃烧的产物和部分被分解的产物，所以一切阻碍燃料燃烧的条件都是HC形成的缘由。依据废气分析表明，排气中的HC成分特别简洁，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还包括有部分中间氧化物如醛、酮、酸等。这是由于燃料的氧化过程是很简洁的，不是直接生成CO2和H2O，而是经过一连串的化学反应才生成的。从化学反应方面分析，在反应过程的不同阶段存在着不同的中间产物，若这些中间产物进一步氧化的条件不适宜，就可能消逝部分氧化而使HC的排放量增加。由于它的生成缘由较简洁，目前还很难通过燃烧反应式进行计算分析。汽油机的HC排放量远大于柴油机。汽油机向大气排出的HC主要是燃料不完全燃烧的产物由排气管排出（55％一65%)。
（NOx）的形成
NOx是指NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5……等氮氧化物的总称。在发动机排出的废气中，NO占绝大部分（约占99%)，而NO2的含量较少（约占1%)。NO排人大气后，又被氧化成NO2。NO的形成机理比较简洁，迄今尚无定论。过去认为在较低的温度下是：N2＋O2→2NO，依据这一机理，NO的形成过程太慢，与发动机实测数值不符，目前被广泛接受的反应机理如下：
上述反应式为捷尔杜维奇（Zeldovich)链反应机理，NO的生成最多，K1,K-1与K2、K-2分别为反应式的正、逆反应的速度常数，其数值如表2所示。这些反应是连锁反应，分子状态的氮和原子状态的氧碰撞，或氧分子和氮原子碰撞生成NO。反应式左边的O一部分可由其次反应式供应，但大部分是靠高温条件下使氧分子分解产生的O2=2O。由于其次反应式中的氮原子N主要依靠第一反应式右边生成的N供应，而第一反应式又与温度有很大关系，因此整个NO的形成在很大程度上取决于温度。
生成NO的速度常数
利用上述化学平衡状态计算结果，可以说明发动机在燃烧过程中产生NO的倾向，但因发动机燃烧过程的时间很短，不能达到全部反应的平衡过程。其缘由是实际反应的速度跟不上化学平衡的需要，即每一瞬间的化学动力状态都与化学平衡状态有确定差距，因此要想达到化学平衡状态，需要相当长的时间。因此，除了燃烧气体的温度和氧的浓度外，停留在高温下的时间也是NO生成的重要影响因素。
1．4．微拉(PM）的形成
柴油机排出的微粒物一般要比汽油机高30一80倍，通常用PM(ParticulateMatter）表示。柴油机的微粒由三部分组成，即炭烟DS、可溶性有机成分SOF和硫酸盐。炭烟是微粒的主要组成部分，炭烟排放的变化自然导致微粒排放的变化，但两者上升和降低未必成比例。柴油机在高负荷时，炭烟在微粒中所占的比例上升，而在部分负荷时则有所降低。由于重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在炭粒上吸附分散，很多状况下，炭烟即指微粒。
碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟是以碳原子作为主要成分并含有占10%-30%氢原子的碳氢化合物所组成，它具有与聚合多环碳化氢相近似的结构。碳氢化合物燃料由于热分解生成甲烷和乙烯等低分子碳氢化合物，在温度不太高的状况下，这些产物就成了所谓的未燃碳氢化合物。当燃烧气体保持高温时，假如氧气过剩就会进行氧化反应。假如氧气不足，甲烷和乙烯会进一步进行化学反应；一方面进行脱氢反应；另一方面聚合成20一30nm大小的炭烟粒子，小粒子最终会成长成50–200nm的大粒子。实际燃烧过程中所进行的反应远比所介绍的要简洁。炭烟粒子的形成过程如图1所示
可溶有机成分在微粒中的比例一方面与燃烧质量有重要关系，另一方面与润滑油窜人有关，并且随着燃烧质量的提高，这部分窜人的润滑油所占的比例会随之增加。争论表明：在车用直喷柴油机微粒排放中，冷起动、自由加速工况约有25％的有机可溶成分来自润滑油，稳定工况约有40％一60％的有机可溶成分来自润滑油。
2．汽车尾气的净化处理技术

由于CO和HC是燃料不完全燃烧的产物，降低CO和HC的主要措施是增氧