等離子凈化汽車尾氣技術(shù)研究

王政軍 李星 陳萌

摘 要：汽車尾氣排放對環(huán)境污染的影響愈來愈嚴(yán)重，尾氣中PM、CH、NOx、CO等污染物占空氣污染總量的比例已達(dá)30%，尾氣凈化已成為高效和企業(yè)重點研究課題。該文研究和探討了等離子凈化技術(shù)的基本原理，論證了等離子凈化技術(shù)在尾氣凈化應(yīng)用上的可行性，并簡要介紹了等離子凈化技術(shù)在發(fā)動機(jī)機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)外凈化方向的實際應(yīng)用。等離子凈化技術(shù)作為環(huán)保、高效凈化技術(shù)之一在汽車尾氣凈化應(yīng)用中顯示了其無可比擬的優(yōu)越性，等離子凈化技術(shù)在未來的汽車尾氣凈化領(lǐng)域必將擁有廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：等離子 凈化技術(shù) 尾氣凈化

中圖分類號：X734.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0118-01

汽車在作為便捷的交通工具迅速推廣的同時也造成了嚴(yán)重的空氣環(huán)境污染問題。目前，等離子凈化技術(shù)因其擁有高效、徹底、凈化范圍廣的特點，已成為汽車尾氣凈化的首選技術(shù)。

等離子凈化技術(shù)凈化汽車尾氣污染物原理等離子凈化技術(shù)在凈化汽車尾氣污染物時，可將汽車尾氣中的有害成分轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等無害的小分子以及硝銨固態(tài)鹽等，其產(chǎn)生機(jī)理如下。

活性成分的生成：

e+N2→e+N+N

e+N2→e+2O

O+HC→RO+RO2+OH

O+O2→O3

NOX的凈化反應(yīng)機(jī)理：

NO+NN2+O

NO+O→NO2

NO+RO2→NO2+RO

NO+OH→HNO2

CO的凈化反應(yīng)機(jī)理：

CO+O→CO2

CO+2OH→CO2+H2O

CO+e→C+O+e

HC的凈化反應(yīng)機(jī)理：

2HC+5O→2CO2+H2O

2HC+O3→2CO2+H2O

2 等離子凈化汽車尾氣技術(shù)的應(yīng)用

（1）機(jī)內(nèi)凈化的應(yīng)用。

機(jī)內(nèi)凈化就是采取措施，改善燃油在發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒，從根源上減少汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放。據(jù)徐卡秋等人研究的等離子凈化技術(shù)，可使噴入氣缸的部分燃油改變化學(xué)性質(zhì)，減少NO的排放。其方案大致是：將一微型的等離子體發(fā)生器置于氣缸前段，將部分空氣和汽油的混合氣引入其中。而后，等離子體發(fā)生器發(fā)生作用，將汽油與空氣的混合氣等離子化。高能量的電子撞擊O2分子和汽油的O-O鍵、C-C鍵、C-H鍵，生成含有改性氣體分子（H2、CO）的混合氣。該種混合氣優(yōu)點有兩個：一是H2、CO分子改善了氣缸內(nèi)的燃燒條件，有利于汽油充分燃燒；二是改性燃油在燃燒過程中將發(fā)生一系列還原反應(yīng)，將生成的NOX還原為無污染的N2。實驗數(shù)據(jù)表明，此方法可有效減少汽車尾氣中NO的含量，從而從根本上減少了汽車尾氣對大氣的污染。

（2）機(jī)外凈化技術(shù)。

①等離子體凈化的直接應(yīng)用。等離子體的直接應(yīng)用就是在汽車排氣系統(tǒng)中加裝等離子體發(fā)生器，使汽車尾氣等離子化，從而減少尾氣中污染物質(zhì)的含量。尾氣在等離子化的過程中會產(chǎn)生大量活性原子氧，這些活性氧會與CH、CO等發(fā)生反應(yīng)，是尾氣中CH和CO的含量減少。同時，尾氣中的碳?xì)浠衔锖吞亢诘扔謺鳛檫€原劑對NOX催化轉(zhuǎn)換，減少尾氣NOX的排放。②等離子體結(jié)合三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù)。等離子體結(jié)合三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù)就是將低溫等離子體凈化技術(shù)與傳統(tǒng)的三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù)相結(jié)合，以等離子體凈化輔助三元催化技術(shù)。首先，在等離子發(fā)生器內(nèi)會產(chǎn)生活性極強(qiáng)的激發(fā)態(tài)原子、自由基等物質(zhì)，在存在O2和HC的條件下，這些物質(zhì)會將汽車尾氣中的NO轉(zhuǎn)化為NO2。而后借助于三元催化轉(zhuǎn)換器將未能完全凈化的NO2選擇性還原，增強(qiáng)三元催化轉(zhuǎn)換器的凈化效果。

3 結(jié)語

等離子凈化技術(shù)作為汽車尾氣凈化的新科技之一，對汽車尾氣中的PM、CH、NOX、CO等具有良好的凈化效果。此外，等離子凈化技術(shù)與三元催還轉(zhuǎn)換的結(jié)合以及在機(jī)內(nèi)凈化方面也十分出色?？梢灶A(yù)見，等離子凈化技術(shù)在汽車尾氣凈化方面擁有廣闊的應(yīng)用前景，將會成為尾氣凈化的發(fā)展方向之一。

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