劉文強(qiáng) 王巍 邵慶然

摘要：隨著國(guó)家工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為了一個(gè)不容忽視的社會(huì)問(wèn)題，環(huán)境污染引起的健康問(wèn)題也越來(lái)越為國(guó)家和民眾所重視，除工業(yè)生產(chǎn)排放的污水和廢氣外，各種工程機(jī)械和施工機(jī)械的尾氣排放也成為國(guó)家需要嚴(yán)格治理的目標(biāo);本文介紹了一種自制發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理的方式和思路，意在多渠道，多角度關(guān)注和解決環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：工程車輛;發(fā)動(dòng)機(jī);尾氣;環(huán)保;顆粒物;氣溶膠;尾氣凈化裝置

目前各類非公路用機(jī)動(dòng)設(shè)備，它們所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型有壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，即柴油機(jī)和汽油機(jī)，這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)每年排放的氮氧化合物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锖皖w粒物等有害物質(zhì)逐年增高。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有很高的熱效率，因而被廣泛使用。柴油機(jī)是非公路機(jī)械的主要?jiǎng)恿Γ饕糜谕侠瓩C(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、叉車、發(fā)電機(jī)組、抽水機(jī)等。在非公路柴油機(jī)排放中，PM（顆粒物）和氮氧化合物的排放量最為嚴(yán)重。而在柴油機(jī)的排放成分中，約0.3%（0.2%的一氧化氮（NO）、0.01%的二氧化氮（NO2）、0.01%的二氧化硫（SO2）、0.03%的碳?xì)浠衔铮℉C）、和小于0.01%的PM）都對(duì)環(huán)境和人體有害，這些有害氣體能夠形成酸雨，破壞臭氧層，對(duì)人類的健康危害極大。世界衛(wèi)生組織曾經(jīng)在聲明中認(rèn)定“柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣與石棉、砒霜等物質(zhì)一樣，具有高度的致癌性?！彪S著各國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視程度不斷提高，柴油機(jī)尾氣的凈化也越來(lái)越為各個(gè)國(guó)家和人民所重視。因此，大多數(shù)國(guó)家已經(jīng)將柴油機(jī)污染排放治理作為治理環(huán)境的重要手段之一，并制定了相應(yīng)的公路用機(jī)動(dòng)設(shè)備控制排放標(biāo)準(zhǔn)。

隨著中國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展，非公路設(shè)備的發(fā)展也尤為迅速，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣對(duì)環(huán)境和人類的健康的損害已經(jīng)不能忽視，很多企業(yè)跟用戶也對(duì)尾氣凈化提出了具體的要求，這就要求各個(gè)非公路設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)這一問(wèn)題提出相應(yīng)的解決辦法，而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)的一些尾氣凈化設(shè)備并不能完全滿足非公路機(jī)械的性能跟成本的要求，因此企業(yè)需要根據(jù)自身?xiàng)l件和現(xiàn)狀開(kāi)發(fā)出適應(yīng)企業(yè)的一種尾氣凈化設(shè)備。

企業(yè)要實(shí)現(xiàn)自制尾氣凈化設(shè)備，首先要對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣進(jìn)行系統(tǒng)的分析，跟據(jù)分析數(shù)據(jù)來(lái)做出相應(yīng)的處理方案。

柴油機(jī)排放的污染物主要有硫化物、碳?xì)浠衔铩⒌趸?、一氧化碳和顆粒物，它們達(dá)到一定濃度時(shí)，都會(huì)危害人體健康。

硫化物：形成懸浮顆粒物，又稱氣溶膠;碳?xì)浠衔铮涸S多都是有毒的。在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下，伴隨著氮氧化物的存在時(shí)，碳?xì)浠衔飼?huì)發(fā)生反應(yīng)，在近地面會(huì)生成臭氧，也會(huì)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧污染;氮氧化物：可以和空氣中的水分、氨以及其他化合物反應(yīng)，生成含硝酸的細(xì)微顆粒物，影響呼吸系統(tǒng)，損害肺組織。一氧化碳：血紅素和一氧化碳結(jié)合生成一氧化碳血紅素，會(huì)使人體器官和組織的供氧量不足，對(duì)心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者特別有害;顆粒物：它們可以進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)，甚至是進(jìn)入肺臟的最深部，引起或加重哮喘病，急性呼吸系統(tǒng)癥狀如咳嗽、呼吸困難或呼吸疼痛，以及慢性支氣管炎。

國(guó)內(nèi)外大量流行病學(xué)研究結(jié)果表明，大氣PM10濃度每升高10微克/立方米，可能與人群總死亡率升高約0.5%相關(guān);大氣二氧化氮濃度每升高10微克/立方米，可能與人群總死亡率升高約1%相關(guān)，降低柴油機(jī)的污染物排放，改善工作環(huán)境的空氣質(zhì)量，可以提高工作效率，降低疾病的發(fā)生。

根據(jù)以上發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣成分的分析，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的顆粒物所占比例還是比較大的，而且其危害相對(duì)也比較嚴(yán)重，因此凈化方案首先考慮凈化尾氣中的顆粒，方案就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排入水中，使得尾氣中的顆粒與水進(jìn)行混合后不再排入空氣中，同時(shí)尾氣中部分氣體也會(huì)因溶于水而不再排入空氣中。如圖1。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)過(guò)上述水箱凈化之后，氣體中的顆粒物已經(jīng)明顯減少，可見(jiàn)這種方法是可行的，但是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛開(kāi)始啟動(dòng)或者突然加大油門時(shí)，水箱上面有明顯的黑煙冒出，也就是尾氣中的顆粒物經(jīng)過(guò)凈化后，仍然還有部分排入空氣中，經(jīng)過(guò)分析試驗(yàn)，認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速時(shí)，排氣壓力突然加大，氣體并沒(méi)有分散到水箱之后排出，而是形成一個(gè)氣團(tuán)而整體從水箱中排出，使得氣體中的大部分氣體和顆粒物未經(jīng)凈化而直接排進(jìn)了空氣中?；谏鲜龇治觯覀儗?duì)水箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了下述優(yōu)化。如圖2。

我們把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管的水下部分增加了喇叭形出氣筒，并且在出氣筒上增加一個(gè)罩蓋，罩蓋上開(kāi)有均勻的出氣孔，使得氣流從出氣孔中分散排出，這樣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然加大油門時(shí)，氣流不能形成一團(tuán)，從而達(dá)到了預(yù)期的凈化效果。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確實(shí)如分析的一樣的，達(dá)到了預(yù)期的凈化效果。

上述發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣凈化方式，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化的功能，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，不再有黑煙排入空氣中，也就是說(shuō)該設(shè)備對(duì)于尾氣中的顆粒物的凈化非常有效，但是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的有害氣體，除了部分可溶于水的能夠凈化之外，其他的氣體仍然排入了空氣中。因此對(duì)于這種尾氣凈化方案只是初步解決了問(wèn)題，還有待更加深層次的分析試驗(yàn)，這里僅僅是起到一個(gè)拋磚引玉的作用，如果能夠引起大家對(duì)此問(wèn)題的深入研究，就是本文的成功之處了。

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