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柴油机的排放物质有哪些?是什么原因产生的?有什么危害?

发布时间:2020-11-30来源:顶博人气:

柴油机具有高热效率、大功率等特点,有着良好的经济性和可靠性,在工程机械领域得到了广泛的应用。如柴油发电机组、挖掘机、推土机等都是以柴油机作为动力。虽然柴油机具有许多优点,但是其所排放的尾气中有害成分也较多。

 柴油发电机组燃料混合气的形成是在柴油机燃烧室内进行的,柴油机高压喷入燃烧室,压缩着火后进行边喷边燃烧的扩散燃烧方式。这种工作方式,决定了柴油与空气的混合是不均匀的,不可避免地存在局部缺氧或局部富氧的情况。而富余的空气在高温作用下容易产生C02、CO、HC(碳氢化合物)、PM(粒子物质)等等废气排放物质。本篇大家来一起认识下柴油机废气排放物质的种类以及废气排放物质产生的原因和危害。
  (1)柴油机废气排放物质的种类
  1、C02(二氧化碳),燃烧含碳元素的物质而产生的。进入21世纪以来,随着石油等化石燃料的大量消耗和作为吸取源的热带雨林被大量砍伐等大气中的C02含量得到了飞速增长。C02造成地球转暖,即所谓的温室效应。相对于汽油机来说,柴油机燃油消耗量小,所排出的C02也相对较少。
  2、CO(一氧化碳),废气排放限制对象。co是燃料在氧分不足的状态下不完全燃烧而产生的。co排放量的约90%被认为是来自汽车,在各种排放的气体中,co的排放是最早被作为限制对象的。该气体被人吸入后,会产生溶血反应导致中毒。但柴油机和汽油机相比,燃烧较为充分,所以co的产生量非常少。
  3、HC(碳氢化合物),废气排放限制对象。HC是氢和碳构成的化合物质的总称。这也是光化学烟雾的形成原因,根据种类不同会对呼吸系统产生影响。
  4、PM(粒子物质),废气排放限制对象。PM是从柴油机中排放出来的颗粒状物质的总称,主要是炭烟。它是由燃烧后剩下的燃料和润滑油成分、轻油燃料中的硫磺燃烧后生成的成分所构成的。
  5、NOX(氮氧化物),废气排放限制对象。NOX是NO、N02、N20、N202等各种化合物的总称,是由高温下氮分子和氧分子结合产生的。不只是汽车,香烟和火炉等也会产生NOx,。燃烧温度越高越容易产生NOx,因此在柴油机设计中必须考虑适当降低燃烧温度。

柴油机尾气排放危害
  (2)废气排放物质产生的原因
  1、C02。C02是石油化工燃料燃烧产生的。排放量根据燃烧时的燃料消耗多少成比例增加。柴油机的排放量较少,汽油机的排放量相对较多。柴油机在汽车用的内燃机中热效率较高,燃料消耗率小。而汽油机和柴油机相比,热效率差,所以,燃料消耗率大,因此C02排放量较多。
  2、CO/HC。co是氧分不足不完全燃烧时产生的。柴油机的排放量极少,汽油机的排放量多。原因是柴油机是在相对燃料空气量充分的状态下燃烧的。HC和co一样,是在燃烧时因燃料燃烧所需的空气不足而产生的。当然、相比柴油机,汽油机的排放量更多。
  3、NOx/PM(粒子状物质/炭烟)。NOx是在高温完全燃烧状态下生成的。和之前所说的三种物质不同,NOx在柴油机中的排放量多,而在汽油机的排放量较少。原因是柴油机不用点火装置,通常将燃烧阶段分为着火延迟期、预混合燃烧期、速燃烧期和后燃烧期四个阶段。其中预混合燃烧期由于爆发性燃烧产生高热,气缸内的温度急速上升。这时会产生NOx,且温度越高反应越迅速,这是生成NOx的主因。
  PM(炭烟)是在低温时不完全燃烧状态下生成的。和NOx一样,柴油机相比汽油机排放量较多。这个原因也在于燃烧的特征。柴油机是向气缸内部喷射燃料,混合燃料和空气,混合状态通常不均匀,而且在速燃烧期和后燃烧期内,气缸内的温度和压力下降,造成燃料不完全燃烧。这时,就会产生PM(炭烟)。另外一方面,汽油机通常向海合好的混合气点火,这样发生不完全燃烧的燃烧过程较短,排放量也少。

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