文档介绍：柴油机燃用HC化合物燃料完全燃烧时,只产生CO2、H2O,没有其它有害产物。
由于可燃混合气在燃烧前和燃烧中的极短时间完成的,混合气不均匀程度较严重。
在高温富氧环境下易生成NOx,
在高温缺氧环境下不完全燃烧生成CO和炭烟粒子,
在低温及混合气过稀条件下易生成HC 。
燃油中的硫燃烧生成SO2 及SO3 。
第5章船舶柴油机的有害排放及控制
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主要内容:
一、柴油机排气污染物的主要成分
无害成分:
CO2、水蒸气(H2O)、过量空气、残余氮气(N2)等。(%)
有害成分:
CO、NOx、HC、硫氧化物(SOx) 、颗粒等。
§ 船舶柴油机的排放与危害
排放物(排放):
我国有关标准把废气中有害成分及CO2和炭烟等统称排放物。
二、柴油机排放物的危害
1)氮氧化物(NOx):
NO(90%以上)+NO2 =NOx ;
NO是无色气体,本身毒性不大,但在大气中会缓慢氧化成NO2。

NO2是棕色刺激性气体,对肺和心肌有很强的毒害作用。

NOx形成光化学烟雾。
2)碳氢化合物(HC):
燃油未完全燃烧产物的总称。

烯烃:
略带甜味,有麻醉作用,对粘膜有刺激,形成有毒的光化学烟雾。
芳香烃:
对血液和神经系统有害,多环芳香烃及其衍生物有致癌作用。
醛类:
刺激性物质,对眼、呼吸道、血液有毒害。
黑烟:燃油不完全燃烧生成的炭烟
影响视线,危害呼吸系统,炭烟微粒吸附有SO2和多环芳烃,有致癌的危险
蓝烟和白烟:燃油或润滑油的微粒
蓝烟:
白烟:粒径在1μm以上
4)一氧化碳(CO):无色、无嗅的有毒气体。导致人体组织缺氧,严重时窒息死亡。
5)二氧化硫(SO2):燃油中的硫分在燃烧中的产物
有刺激性,直接危害人的眼鼻和喉粘膜,引起呼吸器官炎症。形成酸雨。
3)颗粒(PM) :
是指用清洁过滤空气稀释,气体温度低于或等于325K(52℃)时,在规定的过滤介质上所采集到的物质。
颗粒主要组分:
碳、凝结的碳氢化合物、硫酸盐和缔合水。
,人呼吸时,被吸入肺部,在肺里滑动,造成肺组织的伤害。
另外,颗粒碳核在吸附的其它有毒物质被吸入人体,也会对人体造成损害
4)一氧化碳(CO):
无色、无嗅的有毒气体。导致人体组织缺氧,严重时窒息死亡。
在柴油机的排气中CO含量较少,只在高负荷运转时排放量较高。
5)硫氧化物(SOx):
SOX是燃油中的硫分在燃烧中的产物,主要包括SO2和SO3。
SO2具有刺激性,与水结合后生成亚硫酸,直接危害人的眼鼻和喉粘膜,引起呼吸器官炎症。
另外,SO2进一步氧化的产物SO3与水分作用形成硫酸并形成酸雨。
三、柴油机有害气体排放物的生成机理
:指柴油机排气中各种氮氧化物的总称。
对柴油机来说要控制的氮氧化物主要是NO的排放量,而对人类直接造成危害的成分是NO2。
柴油机排气中的NOx主要是由空气中的氮在高温环境下氧化生成的,即“热氮氧化物”。
柴油机燃烧过程中决定NOx生成率大小的三个主要因素是:
高温、富氧和在高温下燃气的停留时间。
2. HC:包括燃油中的未燃烃类、裂解反应和再化合反应的产物、燃烧和氧化反应的中间产物(如醛、醇等)所组成的,少部分产生于润滑油。
HC的生成机理很复杂,由多种因素形成的。
根本原因:
烃类在空气中不能燃烧或不能完全燃烧,如在温度或压力过低;混合气浓度过浓或过稀条件下都可能形成碳氢化合物。
柴油机在怠速或小负荷运转时的HC排放大于高负荷时的HC排放。
3. CO
CO是烃燃料燃烧的中间产物和不完全燃烧产物之一。
一般来说,如果达到一定的反应温度,并在氧化剂存在的条件下,CO将继续进行反应,而生成燃烧产物CO2。
如果燃烧过程中局部空间或瞬时存在下列条件之一,则CO不能继续燃烧而被排出机外: 1)反应着的气体温度突然过低;
2)反应着的气体突然缺氧;
3)反应物停留在适合反应条件的时间过短。
在燃烧室中,生成CO的主要部位是富油区、稀熄火焰和火焰淬熄区。
:也称微粒(Particulate Matter:PM)
柴油机PM的组成取决于运转工况,尤其是排气温度。
当排气温度较高时,它主要是碳质微球的聚集体,一般称之为碳烟(Dry Soot:DS),它主要是柴油机在高压燃烧条件下,局部高温、缺氧、裂解并脱氢而生成的以碳为主要成分的固体微小颗粒。
当排气温度较低时,碳烟会吸附和凝聚多种有机物,称为有机可溶成份(anic Fraction:SOF),它是重质有