汽車尾氣處理(小論文)WORD

1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 汽車尾氣處理（小論文） F1115002 5111509040 周于聰【摘要】汽車尾氣是大氣污染的主要來源之一，而尾氣的催化轉(zhuǎn)化是目前處理尾氣污染的主要手段。本文簡述了尾氣的主要污染物及其危害，尾氣催化轉(zhuǎn)化的主要過程及其反應(yīng)方程式，并通過簡要計(jì)算證明其可行性和溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，簡單介紹了目前比較廣泛使用的催化劑及其今后的一些發(fā)展方向?！娟P(guān)鍵詞】汽車尾氣、催化轉(zhuǎn)化，催化劑，尾氣處理反應(yīng)式，尾氣處理溫度【引言】隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平的不斷提升，汽車的購買量和使用量快速增長，與之而來的汽車尾氣污染問題也愈來愈嚴(yán)重，尋找高效可行的尾氣處理技術(shù)變得越來

2、越急切。一、 汽車尾氣中的主要污染物及其危害汽車尾氣中含有因不完全燃燒產(chǎn)生的碳?xì)浠衔铮℉C），一氧化碳（CO），氮氧化物（NOX）以及少量的二氧化硫（SO2）和鉛化合物等，這些有害物質(zhì)直接排放對人體及環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的后果。一氧化碳（CO）與人體中的血紅蛋白（Hb）的親和力明顯高于氧氣（O2），一旦人體吸入較大量的CO，因發(fā)生如下反應(yīng)：Hb O2+COHbCO+O2，導(dǎo)致人體缺氧，危及生命。碳?xì)浠衔铮℉C）本身即具有致癌作用，且會(huì)強(qiáng)烈刺激眼睛和呼吸道，在空氣中易與氮氧化物（NOX）在太陽光下產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，造成大氣污染，嚴(yán)重時(shí)甚至可以使人麻痹中毒。氮氧化物（NOX）主要是NO和NO2，其中高

3、濃度的NO能引起中樞神經(jīng)癱瘓及痙攣, NO2能引起人體中毒,易是酸雨的主要成因之一。倘若汽車尾氣不及時(shí)有效的處理其嚴(yán)重生態(tài)影響和社會(huì)影響不堪設(shè)想，甚至?xí)璧K社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。二、 我國汽車尾氣的排放現(xiàn)狀據(jù)最新的環(huán)境保護(hù)部報(bào)告顯示1：2009年，全國機(jī)動(dòng)車排放污染物5143.3萬噸，其中一氧化碳（CO）4018.8萬噸，碳?xì)浠衔铮℉C）482.2萬噸，氮氧化物（NOx）583.3萬噸，顆粒物（PM）59.0萬噸。汽車是機(jī)動(dòng)車污染物總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的CO和HC超過70%，NOx和PM超過90%。由以上數(shù)據(jù)可見，汽車尾氣處理壓力巨大且十分重要，更高效的處理技術(shù)將是今后研究的一大方向。三、

4、汽車尾氣的催化轉(zhuǎn)化（三效催化劑為例）1、 三效催化劑的基本原理 通過催化劑的作用，把CO、HC、NOX 分別氧化、還原為對人體健康無害的二氧化碳（CO2）、氮?dú)猓∟2）和水蒸氣（H2O）。2、 三效催化劑的主要反應(yīng)方程式CO、HC氧化反應(yīng): 2CO+O22CO22H2+O22H2OHC+O2CO2+ H2NO的反應(yīng): 2CO+2NO2CO2 +N2HC+NO CO2 +N23 / 32H2 +2NO2H2O +N2水蒸氣重整反應(yīng): HC+H2OCO +H2水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng): CO+H2OCO2+H23、 最主要反應(yīng)式及其可行性的計(jì)算 參考數(shù)據(jù)2：fHm（CO,g）=-110.52(kjmol-)

5、 fHm(CO2,g)=-393.51(kjmol-)fHm(NO,g)=90.25(kjmol-) fGm（CO,g）=-137.15(kjmol-) fGm(CO2,g)=-394.36(kjmol-)fGm(NO,g)=86.57(kjmol-)Sm（CO,g）=197.56(JK-mol-) Sm(CO2,g)=213.6(JK-mol-)Sm(NO,g)=210.65(JK-mol-) Sm(N2,g)=191.5(JK-mol-)反應(yīng)方程式：2CO+2NO2CO2 +N2rHm=2fHm(CO2,g)-2fHm（CO,g）-2fHm(NO,g) =2*（-393.51）-2*（-1

6、10.52）-2*（90.25） =-746.48(kjmol-)S=2 Sm(CO2,g)+ Sm(N2,g)- 2Sm（CO,g）-2 Sm(NO,g) =2*213.6+191.5-2*197.56-2*210.65 =-197.72(JK-mol-)由G=H-TS0得T3775.44K由上述計(jì)算結(jié)果可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低反應(yīng)進(jìn)行越徹底，當(dāng)溫度大于3775.44K時(shí)反應(yīng)不能再自發(fā)進(jìn)行。所以要使該反應(yīng)高效進(jìn)行，在添加催化劑的同時(shí)還應(yīng)注意溫度的控制。由于汽油燃燒時(shí)氣缸內(nèi)的溫度在500以上，上述反應(yīng)進(jìn)行的程度不大，要采取適宜的降溫措施來提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率，目前在實(shí)際應(yīng)用采用的一般是加

7、長汽車排氣管的長度來達(dá)到一定的降溫目的，盡可能減少CO、NO等有害氣體的排放。四、 簡述常用催化劑和發(fā)展方向目前汽車尾氣凈化催化劑主要有貴金屬三效催化劑、稀土摻雜型催化劑和復(fù)合金屬氧化物型催化劑。貴金屬催化劑3、4：上世紀(jì)80年代,美國首先推出了含Pt、Rh、Pd的貴金屬三效催化劑。到90年代,貴金屬三效催化劑的功能涉及面更廣,還能解決汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)的污染控制。但對燃料種類和發(fā)電機(jī)有一定要求。由于貴金屬Pd價(jià)格遠(yuǎn)低于Pt、Rh,因此以Pd替代Pt、Rh已成為貴金屬催化劑的一個(gè)發(fā)展方向。張燕，肖彥等8對不同配比的Pd、Pt、Rh 三效催化劑性能進(jìn)行了研究，付名利 , 葉代啟等9對銠含量對貴金屬型三

8、效催化劑性能的影響進(jìn)行了研究。對目前國內(nèi)的三效催化劑產(chǎn)業(yè)與國外相比還有較大差距，隨著國家排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格，國內(nèi)三效催化劑產(chǎn)業(yè)進(jìn)程將大大加快。在我國沒有單獨(dú)的貴金屬礦藏，用于三效催化劑的貴金屬主要依賴于進(jìn)口。而另一方面，國內(nèi)稀土資源卻非常豐富。隨著市場貴金屬價(jià)格的不斷上漲，對三效催化劑的研究開始更關(guān)注貴金屬的用量及開發(fā)單鈀的三效催化劑和采用非貴金屬作催化劑的活性組分。鈣鈦礦型催化劑: 鈣鈦礦型催化劑的化學(xué)式一般以ABO3 表示, A通常是堿金屬、堿土金屬或稀土等離子半徑較大的金屬,B則是離子半徑較小的過渡金屬,如Co、Mn、Cu、Ni等,在此類催化劑中,以稀土元素和過渡金屬元素組成的復(fù)合ABO

9、3型催化劑性能較優(yōu),在中溫區(qū)和中等空速時(shí),具有與貴金屬催化劑相近的催化活性,且高溫下穩(wěn)定,抗S、P等中毒能力強(qiáng)等,與貴金屬催化劑十分接近。此外,貴金屬取代或摻雜的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑對處理汽車尾氣也非常有效,這都是三效催化劑的發(fā)展方向5、6【結(jié)語】隨著現(xiàn)代化發(fā)展對汽車需求的增長和國家對尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)法律法規(guī)的日益嚴(yán)格，汽車尾氣處理技術(shù)仍待先進(jìn)化，汽車尾氣凈化催化劑的研究空間非常廣闊。參考文獻(xiàn)：1、 環(huán)境保護(hù)部 中國機(jī)動(dòng)車污染防治年報(bào)（2010年度）2、 陳虹錦，無機(jī)與分析化學(xué)（第二版），2008年7月出版，科學(xué)出版社3、鄭育英,鄧淑華,黃慧民,周立清,余雙平.汽車尾氣凈化催化劑的研究進(jìn)展. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，20044、康新婷, 湯慧萍, 張