柴油机炭烟排放控制力高效

1.柴油机尾气的主要成分及其对空气的污染

烃类燃油与空气在气缸中燃烧，所产生的排放物除了理想中的CO₂、HO₂和N₂3种物质外，还包含了CO、HC、NO_x和固体颗粒等污染物（图1-51）。柴油机尾气中各种成分的大致比例见表1-2。

图1-51 柴油机尾气中的有害成分和无害成分

表1-2 柴油机尾气中各种成分的大致比例（体积分数）(www.xing528.com)

柴油机与汽油机比较，一个明显的缺陷就是炭烟的排放比较严重。柴油机产生的炭烟是燃油及机油在气缸内不完全燃烧的产物。众所周知，发动机油料的主要化学成分（质量分数）是C（83%～87%）和H（11%～14%），其余为O（0.08%～1.82%）、S（0.06%～0.8%）、N（0.02%～1.7%）以及微量元素Ni（镍）、V（钒）、Fe（铁）等。而柴油又是一种重炭氢化合物，在燃烧不完全的情况下，会形成大量炭烟颗粒，被称为PM（其中PM1～PM2.5占有较大比重）。

柴油机炭烟中含有大量的黑色炭颗粒，同时含有少量的带特殊臭味的乙醛。黑色烟雾状炭烟颗粒的危害性在于：一方面会影响大气及道路的能见度，导致周围空气污染，这是柴油机长期被社会各界诟病的主要原因之一；另一方面，是对人体健康造成危害，炭烟颗粒通过呼吸系统进入人的肺部和血液系统，容易引起恶心和头晕，炭烟微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道也有较大损害。