降低柴油機排放污染物的措施

劉建軍，劉 凱，劉 芳，劉麗君，趙婷婷（山東省內燃機研究所，250000）

降低柴油機排放污染物的措施

劉建軍，劉 凱，劉 芳，劉麗君，趙婷婷
（山東省內燃機研究所，250000）

柴油機作為一種工業以及農業應用比較廣泛的設備具有極大的使用優勢。柴油機的熱效率比較高，且想比較其他設備而言，柴油機具有耗油低的特點。此外，柴油機的使用周期也比較長，因此柴油機的運行成本比較低。

降低；柴油機；排放污染物；措施

0　前言

隨著工業經濟的不斷發展，世界資源進入了緊張的局面，而柴油機在使用過程中具有很高的工作效率，且使用周期比較長，因此受到了工農業的廣泛重視。隨著當前我國生態文明建設的不斷推進，各種汽車的排放污染物受到了嚴格的控制。因此，為了使柴油機更好的應用在工農業中，需要減少柴油機所排放的污染物。隨著我國對柴油機的污染物排放的有關法規的制定，柴油機的污染物控制已經全面開展。

根據柴油機的工作原理以及特點分析，柴油機工作需要必備的條件有柴油、壓力以及空氣。進入到柴油機燃氣缸內的燃料會與內部的空氣進行混合，并在柴油機活塞的運動下發生燃燒，同時釋放出一定的能量。但是根據柴油機的結構特點分析，柴油機中的油和空氣的混合受到了很大的限制，其必須在高壓的柴油機缸內環境下才能進行。因此，可以從柴油機的工作原理出發來采取一定的措施進而有效的降低柴油機所排放的污染物。

1　產生污染物的原因

柴油機所排放的污染物主要有不完全燃燒所產生的含碳的氧化物、含硫的氧化物以及部分含氮的氧化物，此外還有部分顆粒狀物質。其中，柴油機所排放的HC則是因為柴油機燃氣缸內部的噴霧工作不正常工作所產生的。由噴嘴噴射到柴油機內部的混合氣體濃度不適應，則會導致柴油機缸內的火焰熄滅，進而產生HC氣體。若HC排放到空氣中，則會對人體產生威脅，HC氣體會破壞人體內的部分組織粘膜，從而導致一些炎癥，比如氣管炎以及鼻炎等。而柴油機所產生的一氧化碳氣體則是因為柴油的不完全燃燒所造成的，此外，若柴油機燃氣缸內的空氣和燃料混合不均勻也會產生一定的一氧化碳氣體。而尾氣中的硫化物則是因為燃料中的含硫物質在燃燒后產生的，其被排放出去之后，會導致大氣中產生酸雨等污染物，危及人的健康。柴油機所排放含氮的化合物則是因為空氣在柴油機燃氣缸的高溫高壓環境下經過一定的化學反應產生的。這些柴油機的污染排放物會對空氣帶來嚴重的影響，還會加重霧霾天氣，因此需要對其進行治理，減少柴油機所排放的污染物對環境和人體的影響。

2　措施分析

從柴油機的原料以及廢氣的處理出發來改善柴油機污染的排放。柴油機所使用的柴油的質量直接關系到柴油機所產生廢氣的情況。柴油機所使用的柴油的含量情況直接影響到柴油機的微粒的排放。柴油經過燃燒后往往會生成一定的硫酸鹽，且占整個柴油機排放氣體的1/5左右。因此需要嚴格地控制柴油機中所含烴類化合物的含量，進而從柴油的密度和粘度等方面來減少柴油機所排放的污染物對環境的影響。當前隨著我國化工行業的不斷發展，陸續出現了天然氣以及甲醇等具有發展前景的燃料，這些先進的燃料大大減少了柴油機中有害氣體的排放，因此具有很大的潛力。此外，為了控制柴油機排放的污染物，可以研制廢氣再循環技術，進而降低柴油機所排放的廢氣對環境的影響。該技術可以有效的減少柴油機燃料中氧氣的濃度，同時適當的增加混合氣體的熱容，減少了高溫高壓環境下含氮化合物的生成。若廢氣再循環技術控制過度則會影響柴油機中燃料的燃燒，需要采用一定的廢氣循環控制系統來對其進行科學合理的控制。

（2）采用一定的柴油機凈化技術來實現柴油機污染物的減排。柴油機使用一定的增壓冷技術不單單可以使得柴油機的動力加強，還能有效的提高柴油機的經濟特性，最終有效的改善柴油機的排放，尤其是含氮化合物的排放。采用該技術后，柴油機內部的溫度、空氣的壓力以及燃料的燃燒速度都發生變化，進而減少了含氮化合物的生成。除此之外，該技術可以給柴油機內的混合物燃料創造有利的燃燒條件，進而提高進入到柴油機燃氣缸內的燃料溫度，加快燃料的汽化，最終減少縮排氣體中的微粒的生成。柴油機所采用的多氣門的技術可以優化柴油機的氣缸結構，提高柴油機的內部充氣量，最終有效提高柴油機的工作效率。此外，多氣門還可以有效的改善混合燃料氣的燃燒，并減少了柴油的損耗以及有害氣體的排放。柴油機還可以使用燃油電噴技術來提高柴油機的工作效率，并減少柴油機的柴油消耗的同時降低對環境的污染。為了有效的提高柴油機的燃燒程度，往往通過電噴技術來加大柴油機的噴油壓力，并通過減少柴油機內部的噴嘴孔徑，使得柴油在高壓的環境下可以實現油氣的均勻混合。這不單單可

以有效的提高柴油機的燃燒效率，還能減少柴油機的碳煙霧的排放。當期比較理想的柴油機內置噴射系統是電控高壓共軌系統，該技術可以在柴油機的運轉過程中對柴油機的噴油進行定時，進而有效的控制噴油壓力，進而控制柴油機的噴油量，使得柴油機可以按照一定的規律來噴油。但是在實際的柴油機噴油過程中，需要在設備運轉的初期，讓柴油機保持緩慢的噴油速度，進而控制燃氣缸中的混合氣體的含量，這對于減少柴油機運行初期的氮氧化物的形成具有很大的作用。當柴油機運轉到中期時，要提高壓力來提高噴油的速度，進而提高柴油的熱效率，因此，在柴油機的噴射中期，往往采用急噴的形式。而柴油機在運行的后期則速斷，進而有效的減少不完全燃燒的氧化物的形成。進而減少對環境的污染。此外，還可以用燃燒室改進技術來減少柴油機的污染物排放。柴油機的燃燒室的物理性質決定了柴油機燃燒所生成的污染物的多少。因此，需要對柴油機的形狀以及相應的機構參數來對柴油機的燃燒室進行改進。新型的燃燒室可以有效的抑制有害氣體的生成，減少了污染物。

（3）在柴油機外加入凈化系統可以減少柴油機所排放的廢氣對周邊環境的影響。氧化催化轉化器設備可以有效的減少廢氣中的有毒成分的排放。若廢氣中的含硫物質含量比較大時，催化氧化裝置會對尾氣進行過度氧化，把二氧化硫轉化成為三氧化硫，進而導致其快速的成為硫酸，使得尾氣中的微粒排放量大大升高。因此，往往在含硫比較低的柴油機中使用該設備。微粒過濾器中具有比較小的孔隙，可以對排放的廢氣顆粒進行一定的過濾，其作用效果往往在60%以上。但是該設備會使得設備壓力過高，導致柴油機的性能受到嚴重的影響，因此，在用該設備進行尾氣的凈化時需要對過濾器進行定期的清理。氮化物轉化裝置可以使得柴油機排放的氮化物的量減少25%左右。該設備利用尿素作為反映物質使尾氣經過處理之后再進行排放，因此應用相對比較廣泛。

3　結語

綜上所述，科技的發展使得人們愈來愈注重生活水平和生活質量，而生態文明建設是進行環境保護，維護生態穩定的主要任務。工農業中使用的柴油機所排放的污染物的成分以及形成的情況往往比較復雜，導致控制柴油機的污染物的排放難度比較大。因此，需要從柴油機的工作原理出發，并根據柴油機中進入的氣體的各個步驟出發來對柴油機的排放污染物進行有效的治理。此外，有關部門還需要根據當前的柴油機使用情況和尾氣的排放情況來制定相應的法律法規來控制柴油機的污染物。只有兼顧柴油機污染物排放的法制和技術提升才能使得柴油機的污染物排放得到優化，進而減少柴油機的污染排放物對環境以及人體的危害。

［1］郝兵，肖云祥，李俊.柴油機排放污染物的生成機理及凈化研究［J］.污染及防治，2014（06）：78-80.

［2］周建偉.應用SCR技術滿足重型柴油機國Ⅴ排放的研究［j］.上海工程技術大學，2014（06）30-40.

［3］王曉丹.燃料特性及燃燒邊界條件對壓燃式發動機超細微粒排放的影響［J］.吉林大學，2014（03）：45-60.

Measures to reduce the emission of diesel engine

Liu Jianjun，Liu Kai，Liu Fang，Liu Lijun，Zhao Tingting
（Shandong internal combustion engine research institute，250000）

As a kind of industrial and agricultural applications，the diesel engine has a great advantage in the use of a wide range of equipment.The thermal efficiency of the diesel engine is relatively high，and compared to other equipment，diesel engine has the characteristics of low fuel consumption.In addition，the use cycle of diesel engine is relatively long，so the running cost of diesel engine is relatively low.

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