船舶柴油机的有害排放及控制.ppt

* 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 §5.1船舶柴油机的排放与危害 §5.2控制船舶柴油机排放的有关法规　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 §5.3柴油机有害排放的控制措施 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。(占总量的99.8％） 有害成分： CO、NOx、HC、硫氧化物（SOx） 、颗粒等。 §5.1 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：粒径在0.5μm以下 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。 柴油机排出的颗粒大多小于0.3μm，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 1．NOx：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。 4.颗粒: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