尾气排放对环境的影响范文
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篇1
[关键词]汽车尾气;外部性;规制
[中图分类号]TK411 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2014)38-00109-02
1 汽车尾气排放外部性的影响因素
1.1 尾气排放数量
假设空气污染只是由于汽车尾气造成的,在汽车尾气排放之前,空气未受到污染。那么,要是汽车尾气排放是在环境自身净化能力范围之内,则汽车尾气的排放只对尾气排放时经过的人群有外部效应。当尾气排放量超出环境自身的净化能力,则汽车尾气排放对于呼吸空气的人具有外部效应。由此可见,汽车尾气排放随着排放量的增加而增加。
1.2 尾气排放地点
汽车尾气排放的外部效应的强度与尾气排放的地理位置也有关系,汽车尾气排放如果是在人口较为密集的地方,则受到尾气外部效应影响的人就越多。而在人口稀少的地方,汽车尾气排放的外部性相对较小。另外,离汽车尾气排放源越近则受到的影响越大,受影响主体与尾气排放地点之间的距离和汽车尾气排放的外部性成反比。
1.3 受影响者的特性
接受主体往往是多样的,对于不同的接受主体来说,汽车尾气排放对其的外部效应是不同的。人们对汽车尾气的敏感度决定了汽车尾气排放对于他的影响程度。而一个人对于汽车尾气的敏感程度是由多方面的因素共同作用的。人的健康程度与他对尾气的敏感度相关,免疫力弱的人对汽车尾气较敏感,受到汽车尾气的负面影响较大。从年龄上看,处在时间轴两端的儿童和老人对于汽车尾气较敏感,受到的负面影响较大。
2 政府对汽车尾气排放的规制
2.1 政府规制的原因
2.1.1 政府维护公共利益的职责
政府作为社会管理者,其行为的动机不是追求自身的利益,而是以公共利益最大化为己任。福利经济学理论认为,由于政府是社会的公共机构,是全社会公共利益的当然代表,所以该主体也就是只能以全社会公共福利的最大化为目标,而不能有其他目标。当公共利益受到侵害的时,政府就要采取措施,保护公众的利益不受损失。汽车尾气排放造成的环境污染涉及每一个人的切身利益,显然严重地损害了公共利益,政府就应该对其活动进行规制。
2.1.2 市场失灵
市场失灵是一个与政府规制相联系的概念。市场失灵即完全竞争市场所假定的条件得不到满足所导致的市场在配置资源上缺乏效率的表现。像汽车尾气排放的负外部性问题就是典型的市场失灵的表现。市场机制的基本功能是使交易双方的福利最大,当汽车尾气排放带来外部性,导致资源配置低效时,市场无法进行纠正。汽车尾气排放造成外部成本,却无外在收益,那么MSC>MPC,MSB=MPB。由于MPB=MPC,则MSC>MSB。该物品的生产达到了这样的水平,最后生产的物品只是给社会带来了净成本。由于厂商在作决策时所考虑的是私人利润最大化,因此产出水平将超过社会最优水平。排放尾气获取的收益,将超过它所负担的成本。
另外,市场本身也无法促进企业自主改善汽车尾气排放情况。假设市场上有企业(消费者)1和企业(消费者)2,企业1改善汽车尾气排放标情况要花费成本C1,而企业2所要花费的成本是C2。如果在没有政府规制的情况下,企业(消费者)改善汽车尾气排放情况并不能够为其带来明显的收益。1和2的博弈情况如下所示:
可以看出,企业(消费者)都会选择不改善汽车尾气排放情况,也就是说市场不能够促使企业(消费者)主动改善汽车尾气排放情况。
2.2 政府规制存在的主要问题
2.2.1 法律法规规制力度不够
虽然我国现有的《大气污染防治法》和《环境保护法》等法律法规能对控制尾气排放起到一定的约束作用,但是并没有一个涉及面广、数量大,而且非常高效的规制法规体系。并且,由于没有一部综合性的法律全面统一规定汽车尾气排放的具体措施与方法,因此地方政府在执法方面很不一致。
2.2.2 尾气排放标准低
1983年我国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准,在此基础上,我国在1989―1993年又相继颁布了两个限值标准,但当时《轻型汽车排气污染物排放标准》采用的限值标准只相当于欧洲20世纪70年代的水平。2000年北京、上海、福建等省市制定的《汽油车双怠速污染物排放标准》仅使我国的排放标准达到国外90年代初的水平。可以看出,虽然我国的汽车尾气排放标准在逐年提高,但是与发达国家相比仍然有很大差距。这也体现了我国政府汽车尾气排放规制滞后的问题。
2.2.3 政府规制技术不高
由于我国制定和执行汽车尾气排放法规晚,检测设备远远落后于发达国家。在 2003 年以前,我国的汽车尾气排放测试系统基本上都是进口的外国设备。之后,国内相关的研究机构也致力于自主研发汽车尾气排放测试系统,并取得了一定的成果:AOTF 的汽车尾气检测系统、道边实时监测机动车尾气仪、新型便携式汽车尾气检测仪和基于IC卡的汽车尾气排放检测数据管理信息系统。虽然如此,但是与国外发达国家的尾气检测技术相比,我国的汽车尾气排放的检测技术仍然比较落后,给政府在尾气排放规制中增加了工作难度。
2.2.4 政府规制方法不科学
政府规制可以分为直接规制和间接规制。直接规制是指政府依法直接介入市场主体的决策。主要是借助法律和行政的手段予以实施。而间接规制则是通过价格、税收、收费等手段来影响消费行为,以纠正市场失灵。间接管制导致政府失灵的风险要小得多。现阶段我国对于汽车尾气排放的规制主要集中在汽车尾气排放标准上,仍然以直接规制为主。这会影响汽车尾气排放政府规制的效果。
3 如何矫正尾气排放的外部性
3.1 “节源”――从产生根源上减少汽车尾气排放
3.1.1 引导汽车生产者减少尾气排放
汽车生产者决定了投放到市场上的汽车的尾气排放状况,这是尾气排放的根源。政府鼓励汽车生产者提高汽车尾气排放标准,降低尾气排放中各项指标,对于抑制汽车尾气排放具有至关重要的作用。政府可以从两方面入手:一是提高全国汽车排放标准,为汽车生产者进入市场设置壁垒,防止高污染的汽车流入市场,提高整个汽车市场的汽车质量。二是根据产出的汽车的排放指标阶梯式征税,促使企业致力于减少汽车的排污量
3.1.2 引导消费者减少尾气排放
消费者也就是汽车的使用者是最终生产汽车尾气的主体。所以政府需要从消费者入手,引导消费者减少尾气排放。首先在消费者购车环节,通过相关政策鼓励消费者购买小排量,高节能的汽车。其次在消费者用车环节,限定每个汽车使用者的定额使用权,并且建立排污权交易市场,让市场来平衡不同汽车使用者的不同需求。
3.1.3 推广清洁能源
用清洁能源代替现在的汽车燃料能够很大程度上减少汽车尾气的危害。政府可以通过多种渠道来推广清洁能源。对于清洁能源的生产者,政府可以通过各种方式对其进行扶持,使之健康可持续发展。而对于消费者,政府可以通过一系列的政策引导消费者购买清洁能源。双管齐下,使清洁能源成为汽车使用者的优选,从而减少汽车尾气的负外部性。
3.2 “开流”――支持净化尾气组织的发展
在“开流”方面政府主要是鼓励从事空气净化事业的组织,支持该类组织更好更快的发展。这类只包括了公益组织,比如一些与空气净化相关的环境保护组织,对于这类组织,政府应该扶持帮助,使其能够生存和发展。对于与空气净化相关的企业,政府也应该予以扶持,首先对于此类企业可以在税收方面享受一定的优惠政策,其次根据其贡献给予其一定的排污权,使其能在排污权交易市场中获利,提高其生产的积极性。
总的来说,目前我国汽车尾气排放带来巨大的负外部效应,给人和环境造成了巨大的伤害。单纯依靠市场并不能够解决这个问题,政府也意识到问题的严重并采取一系列措施来对汽车尾气排放进行规制。但是政府规制存在诸多问题,出现政府失灵问题。政府如何对汽车尾气排放进行科学规制有待进一步探索。
参考文献:
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[7]万峰.基于声光调谐滤光器的在线汽车尾气检测系统[J].天津大学学报,2006(1).
篇2
论文摘要:汽车作为人们的代步工具,在人类生活中占据着重要的作用。随着人们生活水平的提高,汽车数量迅速增加,汽车尾气产生的危害也越来越严重,对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害,主要表现在人体患病率的增加以及光化学烟雾的产生,我们应及时对汽车尾气的污染重视起来并加强汽车尾气控制和治理。
汽车是现代人类的重要的交通工具,随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,汽车的数量也随之迅速增加,在人们出行方便的同时,汽车尾气对人类生存环境也造成了严重污染。
据乌鲁木齐市环境监测中心对机动车排气污染分担率调查显示,目前机动车氮氧化物造成的污染占城市空气中氮氧化物污染的比例已上升到40.1%,一氧化碳的污染比重达到94.1%。
机动车排放的一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物、光化学烟雾等污染物,严重影响空气环境质量,并直接危害市民身体健康。
汽车排放源主要来自三个方面:尾气排放,燃油蒸发排放和油箱通风。后两方面所造成的排放物相对第一方面来说要小得多,通常后两方面一氧化碳、氮氧化物为总排放量的1%-2%,碳氢化合物为20%左右。因此,汽车排放主要来自发动机燃烧产生的尾气。尾气中含有一氧化碳、氮氧化物、苯、硫化物、芳烃和烯烃等有害气体,严重威胁着人类的身体健康。其中一氧化碳与人体血红蛋白的结合能力是氧的250倍,因而能阻止血红蛋白向人体组织输送呼吸到的氧气。当空气中一氧化碳的浓度在50UL/L以上时,冠心病患者就会感到胸痛,并使心电图发生变化,还可以引起头痛、头晕、恶心、动脉硬化、脑溢血和末梢神经炎等症状,对胎儿和幼儿的生长发育影响更大。
有证据表明,汽车排气中许多烃类化合物有致癌作用,但这种作用是化合物本身的直接效应,还有许多物质的协同作用至今尚不清楚,据美国环保机构统计,美国每年的癌症病例中,约58%是由空气排气引起空气污染造成的。
氮氧化物能导致人的呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症状,同时使肺功能下降。尤其是儿童,即使短时间接触氮氧化物也可以造成咳嗽、喉痛。
尾气排放的有害物质不但增加了大气污染,破坏环境生态平衡,更重要的是,这些污染物在一定条件下会生成二次污染—光化学烟雾,对人体造成更大的危害,光化学烟雾是机动车排出尾气中的碳氢化合物、氮氧化物在特定的气温条件下,即静风、湿度低、温度高、并在阳光长时间照射时会产生一种复杂的烟雾,这种烟雾叫“光化学烟雾”。
20世纪40年代,在美国洛杉矶首先发现了光化学烟雾。每到秋冬季节,许多人的眼睛轻度红肿,嗓子疼痛,甚至还有人皮肤出现程度不等的潮红,丘斑疹等;人们还常会产生呼吸困难和疲乏的感觉。1955年九月,严重的汽车尾气加上气温偏高,洛杉矶再次出现了光化学烟雾,而且浓度非常高,光化学烟雾不仅影响了人们的呼吸道功能,特别是损伤儿童的肺功能;引发胸痛、恶心、疲乏等症状,导致了几千人受害,两天之内就有400多名65岁的老人死亡,生长在郊区的蔬菜全部由绿变褐,无人敢吃;水果和农作物减产,大批树木落叶发黄,几万公顷的森林有四分之一以上干枯而死。继1943年洛杉矶发生世界上最早的光化学烟雾事件后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现了这种烟雾。我国虽然只在少数城市发现过光化学烟雾,但随着城市汽车数量的急剧增加,我国很多城市也都存在着潜在的威胁。据有关部门初步测算,去年深圳机动车共排放碳氢化合物约2.3万吨,一氧化碳17万吨,氮氧化物4.5万吨,而排放总量以10%左右的速度增加。由于深圳北部受山脉阻隔,遇到夏秋静风、光照强烈的天气,如不采取切实有效的措施加以控制,很有可能出现“光化学烟雾”污染事件。
目前,汽车尾气控制和治理已成为世界重要课题,发达国家由于汽车总体技术较为先进,汽车尾气控制技术也较为先进,已经取得了重要进展,现在正向超低污染排放和零排放迈进,而我国在这方面起步较晚,许多控制技术处于探索和试用阶段,但我们正努力与国际接轨。
控制汽车尾气污染措施有很多方面:可以使用清洁能源,如使用甲醇或改为电驱动;还可以改进操作条件,如改进气-燃料油的比例,改进内燃机设计,改进燃料油和其他添加剂的性质,如使用无铅汽油等,这些措施目前已取得一定的成效。在世界共同努力和关心下一定能在现有成果的基础上,研制出更有效,更完善的尾气净化技术,为地球大气环境净化发挥更大的作用。
参考文献
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[2]吴国正,马丽萍,贺克雕.汽车尾气的污染与防治[J].广东化工.2007.(05).
篇3
关键词 混合燃料;碳酸二甲脂;碳烟排放;柴油车
中图分类号TK421 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)43-0055-02
1 概述
随着我国城市化和现代化进程的加快,我国城市机动车数量迅速增长,人们在享受城市机动车带来的便捷和效益的同时,也在承受机动车尾气对环境的污染和对人体健康带来的危害。特别是城市公交车普遍以柴油作为燃料,其尾气中碳烟和NOx的排放是城市污染的主要污染源。国家、地方政府和企业针对城市公交柴油化的特点,投入大量的人力、物力、财力研究开发控制柴油车排放的技术措施[1]。笔者通过在柴油中添加含氧燃料(碳酸二甲酯,DMC)增加其含氧量,在少改变甚至不改变柴油车结构的条件下,探寻降低在用柴油车碳烟和NOx排放的技术措施。为了试验柴油车燃用柴油与DMC混合燃料后对在用汽车碳烟排放的影响,课题组与宁波市公交总公司一起对在用柴油车进行了燃用柴油和混合燃料(含15%DMC的柴油)的碳烟排放对比试验。
2 试验准备
2.1 选取碳酸二甲酯添加比例
影响酸二甲酯添加比例的主要因素有DMC和柴油的互溶性、不同DMC添加比例对柴油机功率和排放的影响。相关研究表明[2,3]:随着DMC添加比例的增加,混合燃料的互溶性下降、发动机功率下降、碳烟排放下降趋势减缓,综合考虑不同DMC添加比例对柴油机三者的影响,选取DMC的添加比例为15%。
2.2 选取道路试验车辆
在宁波市公交五公司分别选取了不同运行里程、不同使用年限的3辆在用车辆,在检测站分别燃用纯柴油和15%DMC的混合燃料两种燃料,在道路运行3km~5km后利用底盘测功机测量其功率。测试结果见表1。
测试结果表明,在用柴油车不管技术性能如何,燃用混合燃料时,功率都有所下降。为了使道路试验更可靠,我们选取性能较好的浙B70018为我们的道路试验车辆。
3试验车辆燃用不同燃料道路行驶时碳烟排放对比试验
3.1 试验设备及连接
试验所需设备有试验车辆(浙B70018)、取样探头及传输管、不透光烟度计(NHT-1)、便携式计算机、蓄电池(12V)、逆变器(CHX-800VA),设备间连接如图1。12V蓄电池通过逆变器转变为220V为计算机、分体式不透光烟度计的烟度分析仪和烟度显示仪提供电源,取样探头将试验车辆排气管中的尾气引入烟度分析仪,烟度分析仪将分析结果传输到烟度显示仪,计算机又通过不透光烟度计专用记录软件从烟度显示仪提取瞬态烟度值在计算机上显示和保存。
3.2 道路试验
在道路试验时,选择功率较高的浙B70018号车,分别燃用纯柴油和15%DMC的混合燃料两种燃料,利用不透光度计测量各自汽车运行工况下的烟度,并将数据通过数据接口传入便携式计算机,进行记录和储存。测试数据通过EXCEL软件处理得到如图2所示的测试结果:
从图2可以看出:不管燃用纯柴油还是15%DMC的混合燃料,汽车运行工况不同,其碳烟排放浓度不同;由于光吸收系数K的值越大,表示汽车排放的碳烟浓度越高,所以在道路试验时汽车燃用15%DMC的混合燃料比燃用纯柴油的碳烟排放浓度要小得多,图形分析结果降低45%左右,即从道路试验结果来看,在用柴油汽车燃用15%DMC含氧燃料可有效地降低碳烟排放。
4 结论
由以上道路试验结果可以得出结论:不对发动机作任何改动的情况下,在在用柴油汽车燃用的柴油中添加碳酸二甲酯(DMC)形成的混合燃料,将有利于降低碳烟。在用柴油汽车燃用混合燃料后(15%DMC),碳烟排放平均降低40%~60%。因此,在柴油机中燃烧高含氧燃料,对于大量在用柴油汽车,特别是在城市交通中运行的柴油汽车, 控制其碳烟颗粒排放,是一条很有前途的技术路径。
参考文献
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篇4
【关键词】:空气污染;机动车尾气;健康影响;治理措施
随着我国社会经济的快速发展,人们生活水平不断提高,各类机动车的使用数量在不断增加,这给我国的空气环境质量带来很大的影响,如何让它在给人们的生活带来方便的同时,又能有效地降低机动车污染物排放对环境的危害,越来越成为摆在各级环境保护部门和所有环境保护工作者面前的严峻问题。
1、汽车尾气分析
1.1汽车尾气中的主要污染物
1.1.1一氧化碳
一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度0.9670,它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后,会和血液里的红血蛋白Hb结合,形成碳氧血红蛋白,导致携氧能力下降,使人体出现反应,如听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。
1.1.2氮氧化合物
人受一氧化氮毒害的事例尚未发现,但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体,气味阈值约为空气质量的1.5倍,对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低,不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部,引发支气管炎、肺水肿等疾病。
1.1.3含铅化合物
铅在人体内各器官中积累到一定程度,会对人的心脏、肺等造成损害,使人贫血,行为呆傻,智力下降,注意力不集中,严重的还可能导致不育症以及高血压。根据进入身体的方式,可以有高达60%的摄入总铅量永久留在人体内,成年人血液中混入0.8mg以上称为铅中毒。
2、我国机动车尾气污染控制存在的问题
2.1各级尾气污染控制机构没有设立
虽然部分地市已经成立机动车尾气污染常设专职机构,但管理模式分散,协调机制不完善。部分地市尾气监管职能由环境监测机构或环境监察机构代为执行,在协调联系各级各部门开展具体监管实施中存在一定的困难。
2.2 城市道路基础设施相对落后
我国机动车保有量急剧增加,目前的道路设计、交通路网规划不合理、交通管理体系较落后,交叉口畸形、错位,T型交叉口多,旧城道路空间狭窄,人、车、路矛盾突出,上、下班时,城区时常出现交通拥堵。大多数机动车在城区行驶时处于低速、怠速的状态,这种状态下的车辆污染物排放量比正常行驶的车辆增大许多。
2.3机动车整体性能、排污控制技术、维护保养技术落后
我国的汽车制造业在整体性能和排污控制等方面较发达国家有明显差距。我国现行的维护保养制度只重视安全性、动力性能和燃油经济指标,而对车辆环保要求不够重视,以致机动车虽然经过维护保养,但其污染物排放仍无法明显改善。
3、防治机动车尾气污染的措施
3.1 建立健全机动车污染防治的法律法规体系
鉴于目前机动车排气污染监督管理工作的责任不清和立法上的不完善,建议制定并实施国家《机动车排气污染防治法》,从国家层面上明确各部门在机动车环保方面的工作职责,完善工作机制。
3.2 加强机动车排气污染防治监督管理队伍的建设
建议成立机动车排气污染整治机构,由政府相关部门为成员单位,组织协调,形成政府机构领导亲自抓、层层抓的长效管理机制。
3.3 加强城市交通设施建设,减少和消除尾气污染
加强城市交通设施建设可以在一定程度上降低尾气污染。一是拓宽道路,修建立交桥和地下铁道缓解城市交通、提高车速、降低机动车尾气的排放。二是加快旧城区的改造和市政建设,保证道路畅通,使道路发展与车辆增长速度相协调,尽量减少机动车在行驶中的减速、怠速和加速,从而降低油耗和排污。三是合理调整机动车流量,加强交通管制。在交通拥挤或车流量较大的路口、路段采取措施,合理调配,保障车辆畅通。四是加强城市道路绿化,净化大气环境。
3.4 提高汽油质量
尽快制订并实施与排放标准相配套的车用燃料油标准,解决车用燃油与机动车排放新标准相匹配的问题, 推动机动车排放控制水平的提高。一是加快推广低硫油,加强油品质量管理,根据不同阶段机动车排放标准的要求,调整汽油、柴油标准中硫含量指标。二是进一步提高清洁燃油标准,制定并实行比第三阶段机动车排气污染物排放标准更严格的油品标准。三是加大宣传,鼓励消费者选用与在用车辆相配套的燃油。
3.5 加强在用车辆的管理
3.5.1 严格执行报废制度和排放标准
建立高污染车型目录,达到报废年限后必须执行国家规定的报废标准,不得继续使用,同时尾气不达标即可报废,不以行驶年限为报废期限。
3.5.2 加快节能与新能源汽车的示范推广工作
加快对老(旧)公交车、出租车等专用车辆的更新,建设电动、天然气公交车示范线路,保证充电站和加气站的规划建设与公交车场(站)相结合配套。
3.5.3 实行对在用机动车定期检测和抽测制度
环保部门与交警部门应密切配合针对部分路段车流密度大、不易设点路检而黑烟车又相对较多的实际,开展道路巡查,消除路检、抽检的工作盲点;加强对环保检测机构的管理,保证检测数据准确可靠。鼓励采用简易工况法、红外遥测等先进手段对在用车辆实施定期检测,并将检测信息纳入机动车年检系统,从根本上解决车主的作弊问题。
3.6 提高公众环保意识
充分发挥新闻媒体的宣传和监督作用,积极向广大市民宣传机动车尾气污染防治的各项法规和常识;时常开展机动车尾气危害、环保驾驶等知识讲座或图片长廊知识普及活动。定期机动车环保标志管理和检测、抽测违法信息,提高公众对机动车排气污染防治工作的认识,争取广大市民的参与、理解和支持,增进公众参与的力度。
结语
我国汽车尾气的污染不是一天两天所形成的,需要治理也不可能在短时间内完成,我们要依靠国家的相关政策及法律法规和社会各界共同努力来完成,积极加入保护环境的行列。我们必须采取有效的措施,加强和提高人们对环境的保护意识,从我做起,还自己一个清新、干净和安全的生活环境。
【参考文献】:
篇5
关键词:柴油机;尾气排放;控制技术;净化
中图分类号:TK421 文献标识码:A
1 概述
经济的发展推动着社会机动车保有量的增长,但机动车产业的迅速发展也带来了尾气排放的问题,柴油机排放的NOX和颗粒物等对环境的影响非常明显,制约着社会的和谐发展。虽然各国针对柴油机尾气排放对制定了相关的标准,治理的资金投入也非常庞大,但是污染问题依然非常严重,我国对具有良好排放特性和燃油经济性的柴油车的鼓励支持措施比较大,据估计,到2020年,我国柴油轿车的保有量将占整体市场的30%,与汽油车相比,柴油车效率高,温室气体排放少,具有明显的优势,但其污染问题同样存在,因而研究柴油机尾气排放控制技术具有积极的意义。
2 柴油机的燃油品质
作为汽车发动机的动力源,燃油品质将会决定机车的经济性、动力性、耐用性、排放性能等指标,发达国家在制定柴油燃烧时硫含量排放指标都逐渐收紧,在上世纪90年代初,美国与欧洲柴油中的硫含量都超过了5g/L,进入21世纪,出现了15mg/L的超低含硫量的燃油,但是燃油中硫含量过低,将会导致机械设备的磨损加剧,在降低燃油中的硫含量的同时,还需要添加剂,以免机车磨损加剧。研究表明,稳态工作中低硫燃油对PM的浓度和质量的影响都非常小,但对核态颗粒物有明显的影响。在加速过程中,碳烟排放高,排温高,从而阻止了核态PM的形成;在减速的过程中,碳烟排放低,排气温度低,高浓度的硫酸盐先驱物和未燃油一起形成核态PM。柴油和油中的磷对发动机的性能和原机排放也有明显的影响,并且对后处理装置的性能也有较大的影响。
3 机内净化
柴油机中机内净化技术包含新型燃烧技术、进气管理技术、燃油喷射技术、废气再循环技术等,机内净化技术的发展可以提升柴油机的排放水平,降低对排放后处理性能的要求,使柴油机排放能够满足严格的要求。
3.1新型燃烧技术
新型燃烧技术可以采用均质燃烧或部分均质燃烧,降低碳烟排放和NOX的量,均质燃烧需要通过燃烧系统改变燃油和空气的混合,减小压缩比增加着火滞燃期,从而增加燃油混合与空气的均匀程度。采用低/高EGR可以明显的减少燃烧室的氧含量,从而降低NOX的含量。改进后的燃烧系统,可以提升后期燃烧氧化的效率,有效的降低碳烟排放的浓度。燃烧室形成分层,在燃烧系统中采用CFD仿真计算,对燃烧系统进行优化,有效的降低柴油机NOX和碳烟排放的量。在新型燃烧技术中,采用汽油预混燃降低排放是一种新的燃烧模式,可以推迟、减缓燃烧,对工质进行分层,实现部分预混燃烧。
3.2进气管理技术
柴油燃烧技术中的低温燃烧能够增加废气再循环率,增压技术在其中的应用取得的效果较好,可以增加进气的压力,当前使用较为普遍的增压器有电动增压器、可变参数变压器和二级增压系统。二级增压系统可以提升进气的效率,实现缸内高的空气燃油比率和高的已燃气体比例,达到高热效率和超低的NOX排放,同时控制PM排放。当降低工质的氧含量,稀释燃烧气体,采用低温燃烧技术,但发动机的效率不会受到影响。在柴油机内,会有富油区域出现,出现PM,而采用增压系统能够提供足量的空气来实现稀薄燃烧,形成高的热指示比和快速燃烧,从而具有高的效率。进气管理技术可以对二级涡轮采用高压和低压EGR,能够减少后处理步骤,同时降低PM排放与NOX的排放,并保持燃油经济性不变。冷却EGR技术相对于催化还原技术而言,可以调整废气压力,是降低排放的另一种方式,实现不同工况下的压力差,使废气能够顺利进入进气管,采用铝制叶片,通过压缩机结构设计改进增压器的喘振特性,满足低流量和高流量的工况需要。
3.3燃油喷射技术
在柴油机中采用高喷射压力的燃油喷射技术,可以有效的降低噪声、提高燃油经济性和排放污染物的浓度,通过调整喷射参数,降低燃烧的温度,可将燃烧放热率曲线分成多个阶段,燃油喷射使得着火滞燃期缩短,降低燃烧的温度,减少碳烟排放的氧化程度。燃油喷射系统中采用多次喷射技术,主要有预喷、主喷和后喷,预喷有多个环节,将放热率曲线分解,江都燃烧的噪声和峰值放热,;柴油机采用排放后处理,可以有效提高排气温度和效率。提高燃油喷射的速率可以提升发动机的功率,明显降低碳烟排放。
3.4EGR废气再循环技术
EGR技术可以减少燃烧工质中的氧含量,实现低温燃烧,低温燃烧率保持在60%左右,在高EGR率时,柴油机的NOX和碳烟排放相互制约、相互影响关系转化为燃油和碳烟消耗量,增加压力等缸内燃烧参数降低CO和HC排放,所以柴油机中使用EGR更加适合未来的排放要求。
4 柴油机后处理技术
机内进化技术并不能完全消除污染和碳烟排放的问题,因而采用柴油机后处理技术可以对NOX与PM等污染物进一步的处理,主要包括NOX控制技术和PM控制技术。NOX控制技术可以从选择性催化还原、氧化物存储还原等技术,而PM控制技术可以出去大量的颗粒物,如采用再生技术、PDF材料、HC与CO控制技术等,可以有效的对柴油机后的污染物进行处理,减少污染。此外,柴油机后处理技术还可以结合不同技术的优点,在污染物的控制方面寻求最佳的平衡,从综合的方面进行探索分析。
结语
柴油机的使用逐渐普遍,而其中的尾气问题将会带来较大的环境污染问题,因而研究柴油机的燃烧品质,分析控制尾气排放的技术,以提升柴油机的燃烧效率,提高柴油机的经济性和耐用性等性能,为相关研究提供一定的参考。
参考文献
[1]康双琦,谢荣,马婷,等.船用柴油机尾气排放标准及控制技术[J].煤炭技术. 2011-12-10.
[2]王建强,杨建军,高继东,马杰,刘双喜,高海洋,等.柴油车尾气排放控制技术进展[J].科技导报.2011-04-18..
篇6
关键词:机动车排放 柴油 空气毒物 油品质量
中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0208-01
机动车排放与人体健康具有很大关系机动车排放气态和颗粒污染物,包括苯和多环芳烃(PAHs)等毒物组分和金属。柴油车是NOx和颗粒物的重要要排放源,而随着经济的发展,休息柴油车增长速度加快,迫使相关国家采用更先进的柴油发动机技术,并改进柴油品质,以降低污染物的排放,例如,欧盟国家制定严格排放标准,2006/2007年采用欧IV标准。老旧在用柴油车由于不对称排放对环境的污染更严重。柴油车排放的痕量有毒物质对健康产生深远影响。如砷、苯、镍有致癌作用(HEI,1995;CARB,1998)。加利福尼亚州大气环境委员会(CARB)将超过40种柴油车排放组分列为毒物。柴油车排放组分的影响因子有:发动机型号和操作条件,燃油、油及排放控制系统。有关这方面的定量研究较少。困难在于这些毒物组分的采样与分析。本文研究了柴油车在城市驾驶循环条件下VOCs和PAH的排放,研究内容为不同燃油特性(含硫量、总芳烃)和车型对排放的影响。
1 实验
1.1 车辆选择
将征用的车辆分为6组:越野车、轻型商务车(25 t)和公交车(>5 t),每组选2辆共12辆进行测试。
1.2 行驶工况
采用混合城市工况(CUDUC),分为拥堵、次要道路、主干道路和快速道路四种独立模式模拟城市驾驶状态。测试在底盘测功机上进行,能模拟瞬态工况过程中的惯性载荷。尾气通向满流量稀释通道后直接采样。
1.3 燃油规格
基准燃油:硫含量1700 ppm,总芳烃33%(质量百分比)。
欧2:硫含量:480 ppm。
欧3:辛烷值53.5,硫含量210 ppm,总芳烃24%(质量百分比)。
欧4:辛烷值58.3,硫含量39 ppm,总芳烃11.6%(质量百分比)。
三阶段通用油:辛烷值55.7,硫含量24 ppm,总芳烃7.7%(质量百分比)。
加州空气资源协会用油:辛烷值49.8,硫含量264 ppm,总芳烃21.3%(质量百分比)。
1.4 采样
尾气通向满流量稀释风道,对接一恒定体积采样系统。尾气从稀释通道被吸入三通多歧管,分别经由0.25英寸不锈钢、聚四氟乙烯管将样品采集在采样罐(SUMMA)、二硝基苯肼(DNPH)套筒和吸附过滤采样系统中,分别采集单环芳烃及1,3丁二烯、醛类、PAH。采样过程中保持恒定速率,适应特定采样系统,并保持与各阶段驾驶循环时间一致,以获得不同行驶模式时间平均毒物排放率。采样过程中,用聚四氟乙烯膜式泵将稀释尾气抽入罐中,用玻璃纤维滤纸过滤掉颗粒物。校准过的转子流量计调节流量,针形阀门将压力控制在5~10磅/平方英寸(34473.8~68947.6 Pa)。样品最好当天分析,最晚不超过12小时,以防止1,3-丁二烯的分解。醛类VOCs采用二硝基苯肼(DAPH)空气监测采样管(Supelco公司)收集。该管含有硅基2,4-二硝基苯肼,醛类物质与之反应生成腙类衍生物。采用隔膜泵将尾气抽入采样管。在泵的下游安装针式阀门和经过校正的转子流量计,将采样过程中的流量控制在1 L/Min。采样结束后盖上采样管,避光冷藏直至分析。PAHs收集在树脂过滤筒(Supelco公司),采样前用溶剂萃取清洗滤筒和滤芯。为了排除滤筒及环境背景值的影响,在每台车测试过程中进行现场空白采样。玻璃采样管用经过清洗的离子交换树脂包裹以获取气相PAHs,树脂之前安放玻璃纤维滤纸,采集PM,采用隔膜泵将稀释尾气抽入采样管,通过针式阀门和经过校正的转子流量计采样流量控制在10 L/min。采样结束后,采样管避光冷藏直至分析。
1.5 分析方法
样品采用色谱方法分析。采用加州空气资源协会、美国环保局推荐的色谱分析技术,并进行了优化。所有方法均按照质量控制程序进行评估,评估结果符合相关标准的性能指标。
VOCs分析采用配有FID检测器的气相色谱分析仪(GC/FID)。甲醛和乙醛采用液相色谱分析,检测器为UV。用乙腈洗脱采样管,洗出液中含有醛类衍生物。采用配有C18硅胶柱和360 nmUV检测器的反相液相色谱方法进行分析。PAHs采用气质联用(GC-MS)方法进行分析。分析对象为16中EPA确定的优先PAHs。过滤器和树脂用二氯甲烷萃取,用KudernaDanish技术将萃取液浓缩至5 ml。
2 结果分析
与同行类似研究比较并综合现有的研究结果,得出如下规律。
(1)在单环芳烃中,苯的排放率通常最高。(2)醛类排放率超过VOCs。在一些研究中,C1-C13醛类占到柴油车气态有机物的60%。(3)PAH明显小于醛类和VOCs的排放(萘除外)。
本文的测试结果表明:不同车型苯和萘排放率的变化小于醛和苯并(α)芘,而且苯和萘之间似乎存在某种相关性,醛和苯并(а)芘的排放与苯和萘无明显相关性。甲醛排放的变化可能与具体车型发动机的操作条件有关。醛类在光化学烟雾形成过程中扮演重要角色,因此研究研究柴油车发动机工作以降低醛类排放意义重大。低硫和低芳香烃浓度柴油可以降低颗粒物的排放,因此,改善油品质量是很有必要的。本研究选用了两台车在非主干路行驶模式下测试不同油品对排放的影响,与以往研究结果相比再现性较好(Siegl et al. 1999),标准偏差在5%~10%之间。有毒VOCs和醛类的排放与油品的关系不大。这个结果并不意外,柴油中本身不含苯、甲苯、及一些醛类化合物(甲醛、乙醛)等,这些有毒VOCs是在燃烧过程中形成的。在燃烧初始阶段,柴油中的直链脂肪烃及相关组分经高温分解成碳氢基组分,从而生成部分有毒VOCs,与燃烧条件和化学计量因素有关。而PAHs的生成和种类与柴油组分密切相关。低芳香烃浓度柴油排放的总PAHs较低。
3 结论
本研究讨论了具有代表性的在用柴油车在城市行驶工况条件下VOCs、醛类和PAH的排放。结果表明:VOCs和PAH排放主要受燃烧过程控制,受车型影响较小。而醛类及大分子PAH受车型影响较大。醛类排放呈现较大波动,受引擎的操作方式影响。考虑到健康影响和光化学烟雾的形成,醛类排放需要引起重视。低硫燃料对VOCs和醛类的影响较小,对PAH影响较大。
参考文献
篇7
关键词:PM2.5;相关性分析;多元线性回归;治理方案
1研究背景
PM2.5,又称细颗粒物,是指空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它是产生灰霾的主要因素,能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。2012年2月29日,环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》中首次将PM2.5浓度指标作为空气质量的监测指标。金华市从2012年6月5日起首次公布PM2.5监测数据,距今已有两年时间。
2金华市PM2.5现状分析
根据金华市2013年11月至2014年10月的AQI监测数据,由历史数据可以看出,12月份至2月份上旬,金华市PM2.5含量处于较高水平,在2013年12月7日达到最高值474。在2月份之后逐渐降低,并基本维持在PM2.5指数100以下波动。这是由于冬季气温较低,空气湿度大太阳辐射热少,空气对流较差,雾霾较难散去,人类活动所产生的工业废气、汽车尾气比其他季节时更难扩散。加之冬季燃煤量增加,由于过年过节等原因烟花爆竹的燃放也会对空气质量造成较大影响。
金华市一年内PM2.5平均监测指数为73.13,超过了《环境空气质量标准》中适用于居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区的二级标准限值――年平均35[μg/m3],即AQI指数50。
从自然角度上分析,金华地处金衢盆地,三面环山,气体扩散能力差,由于亚热带季风带来的输入性污染很难及时扩散出去。从人为角度分析,金华本地的工业企业污染和机动车尾气排放是罪魁祸首。
目前,金华市有三个PM2.5监测点,分别位于金东新城区的市检测站、江北老城区的四中和江南的十五中。结合三个监测站每日各自的监测数据分析,位于市区江南的十五中监测点平均PM2.5指数最低,空气质量相对较好;而位于金东新城区的市监测站和江北老城区的四中相差无几,但空气质量整体明显比江南要差。目前金华的能源结构仍以煤炭为主,多家水泥厂、热电厂都使用燃煤锅炉,产生大量空气污染物。金东新城区的东面又是农村乡镇,农业秸秆焚烧产生的烟尘也对PM2.5监测有一定影响。而主城区四中附近车流密集,交通繁忙,汽车尾气排放对PM2.5监测也有较大影响。
3 PM2.5相关因素分析
为分析PM2.5与其他空气污染物之间的联系,探究PM2.5成因,我们根据金华市2013年11月至2014年10月的AQI监测数据,对AQI中5个基本监测指标:PM2.5,PM10,CO,NO2,SO2的相关于独立性做定量分析,尤其是对其中PM2.5与其他4项分指标及其对应污染物之间的相关性进行分析。
根据多元统计分析原理,两个随机向量X与Y的pearson相关系数[r]可由下式获得:
[r=(X-X)(Y-Y)(X-X)2・(Y-Y)2]
相关系数[r]的值介于-1到1之间,当[r>0]时,表示两变量正相关,[r
运用SPSS软件,我们求得金华市PM2.5与PM10,CO,NO2,SO2的相关系数及显著性为:
可以得出以下结论:
(1)PM2.5与PM10,CO,NO2,SO2均有正线性相关性;
(2)PM2.5与PM10有强线性相关性,其原因是细颗粒物PM2.5是可吸入颗粒物PM10的重要组成部分;
(3)PM2.5与SO2有较强的线性相关性,由于二氧化硫SO2主要来源于煤和石油的燃烧,或作为工业漂白产品被生产,在某些特定环境中二氧化硫会通过反应形成细颗粒物PM2.5;
(4)PM2.5与NO2有较强的线性相关性,由于二氧化氮NO2主要来源于高温燃烧过程的释放,比如机动车、电厂废气的排放,在特定环境中也会反应形成PM2.5;
(5)PM2.5与CO有弱相关性,由于一氧化碳CO主要是含碳燃料燃烧过程的产物,含碳燃料的燃烧也会释放PM2.5。
通过多元线性回归,我们将PM2.5与其他四个指标间的关系用方程进行拟合,得到回归方程:
[y=-4.255+0.725x1+1.166x2-0.588x3-0.229x4]
我们通过计算修正的判定系数对模型的准确性进行检验:
[R2a=1-ESS/(n-p-1)TSS/(n-1)=1-(1-R2)?n-1n-p-1]
经检验得[R2a=0.867],与理想值1较为接近,拟合效果较好。
4金华市PM2.5治理方案研究
由于PM2.5与其他环境监测指标有着较强的关联性,因此PM2.5治理必须走环境综合治理的道理。今后环境管理不仅要针对固体废弃物、污水等显性污染物,还要针对氮氧化物、等隐性污染物。国家“十二五”规划在约束性考核指标中已经增加了氮氧化物等总量排放控制指标,指出将针对PM10,CO,NO2,SO2等多项污染物实施综合控制,还需制定和实施新的减排政策。
指标一,能源结构。需要调整和改善金华市能源结构。燃煤排放是的第一大来源。采暖期大量使用燃煤造成了城市煤烟型污染特征,冬季污染尤为严重。因此,改善能源结构,减少采暖期大量煤炭的集中使用,增加清洁能源比例,减少大气污染物排放,从根本上解决空气污染问题。
指标二,工业减排。需要强化工业减排,大力推进烟气脱硝设施建设,进一步推进工业锅炉的关停与脱硫、脱硝改造。在脱硫电价基础上实施脱硝电价政策,鼓励电厂和冶炼厂脱硝,通过实施氮氧化物排放税或收费政策,激励企业采取措施加大脱硝力度。
篇8
[关键词] 生活垃圾 焚烧发电 烟气净化 二英 监管
1 前言
生活垃圾焚烧过程中会产生毒性很强的致癌物质――二英,国内外由此也引发了不少二英污染争议或。本文对二英特性进行了回述,对垃圾焚烧技术和二英产生的可控性作了简单介绍,并对尾气达标排放对周边空气环境的影响作了定性分析。
2 二英[1,2,3]
二英是一类三环芳香族有机化合物异构体的统称或俗称,主要包括氯二苯并二英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)两大类,共有239种异构体,其中四氯二苯并二英(2,3,7,8-TCDD)毒性最强。由于二英产生和分布的离散性很大,其检测技术难度很大。
2.1 二英特性
二英的主要特性:(1)在标准状态下,呈无色无味的固态,蒸汽压很低,一般环境温度下极不易从表面挥发;(2)熔点约为303~305℃,常存在于空气、水和土壤中;(3)极难溶于水,但可溶于大部分有机溶剂;(4)化学性质非常稳定,基本不与其他物质起化学反应,温度高于705℃才开始分解;(5)毒性大,毒性约为氰化物100倍以上,为砒霜的500~900倍。
2.2 二英来源
二英是有机物与氯或含氯物质一起加热就会产生的化合物,它是一种普遍的化学现象,常常以微小颗粒存在于空气、土壤和水中。二英主要来源:(1)火山爆发、森林大火、土壤微生物和大气中发生的光化学反应等自然现象;(2)、石化、冶金、食品、医药、农药、纺织、造纸、烟草和皮革等工业生产;(3)废油提炼和焚烧、工业固废的焚烧;(4)生活垃圾的焚烧(据美国2002年的调查,约占总来源的1.09%);(5)消毒剂、杀虫剂、洗涤剂、除草剂等的日常使用;(6)使用含氯清除剂处理的汽车尾气。
据20世纪90年代初日本对二英在大气环境浓度的调查[3]可知,工业区附近居民区浓度为0.02~2pgTEQ/m3,大城市居民区为0.00~2.6 pgTEQ/m3,小城市居民区为0.00~1.9 pgTEQ/m3,大气本底浓度为0.03pgTEQ/m3。
种种事实表明:二英来源广泛,已成为人类必须面对的现实问题。据资料[3]表明:大多食品均含有二英,人体摄取的二英90%是来自食物链,具体见表1所示。
2.3 相关标准
在对二英毒性研究的基础上,国际上对其限量制定了以下标准:
2.3.1人体每天允许摄入量(TDI)标准
TDI(Tolerable Daily Intake)指从人体健康的角度出发,把人的一生所能耐受的量分解为1日、体重1kg所能摄取的量。目前,我国尚未制定TDI标准。
2.3.2世界卫生组织(WHO)标准
通过呼吸对人体健康产生影响的限值为0.4pgTEQ/kg.d
体重,为人体每日最大允许摄入量4pgTEQ/kg体重的10%。
2.3.3欧盟有关食品中二英限量标准
表3 欧盟有关食品中含二英限量表 单位:pg-TEQ/g脂肪
食品名称 反刍动物 家禽 猪肉 肝脏制品 鱼虾等水产品 鸡类制品 奶制品 动物性脂肪
或混合油 植物油
和脂肪 可食用海洋动物油
允许值 ≤3 ≤2 ≤1 ≤6 ≤4 ≤3 ≤3 ≤2 ≤0.75 ≤2
2.3.4欧盟有关饲料中含二英残留限量修订标准(2005年7月29日)
表4 欧盟有关饲料中含二英残留限量标准 单位:ng-TEQ/kg
饲料名称 最高残留量 饲料名称 最高残留量
植物源性饲料(除油及副产品) ≤1.25 鱼油 ≤24
植物油及副产品 ≤1.50 含≥20%油脂的鱼水解蛋白 ≤11.0
矿物源性饲料材料 ≤1.50 粘合剂和抗黏结剂类的添加剂 ≤1.5
动物脂肪(含乳及蛋类脂肪) ≤3.00 微量元素化合物类的添加剂 ≤1.50
陆生动物产品(含乳及蛋类脂肪) ≤1.25 除动物毛皮外合成饲料 ≤1.50
蛋及蛋制品 ≤1.25 鱼饲料、宠物饲料 ≤7.00
鱼和水生动物及产品副产品 ≤4.50
2.3.5垃圾焚烧烟气排放标准[3]
表5 垃圾焚烧烟气中二英排放浓度标准 单位:ng-TEQ/Nm3
另外,联合国环境规划署:具备先进的焚烧设施、完善的APCS生活垃圾焚烧厂二英排放因子≤500ng-TEQ/t.垃圾。
3 国内生活垃圾焚烧发电与烟气治理
目前,我国人口约13.4亿,城镇人口近6.24亿,一年将产生2.05亿吨生活垃圾。以垃圾热值约5000kJ/kg计,可折合0.171kg标煤的热值。如果有50%垃圾用于焚烧发电,这将相当于全国可一年节省3500万吨标煤,能发2848亿度电。因此,垃圾焚烧发电是符合低碳政策的处置方式。
早期我国也曾引进国外带垃圾分拣等预处理措施的焚烧发电工程技术,想从源头上减少如PVC等含氯的有机物入炉,从而减少二英的产生,但实际操作中并不尽人意。在国内,目前还难以做到垃圾分类投放收集。
我国垃圾焚烧处置起步晚,但起点高,建设的垃圾焚烧发电厂排放浓度均按低于0.1ng-TEQ/Nm3标准设计。经多年来的研究和实践,我国在引进消化国外技术的基础上已掌握了生活垃圾焚烧技术,并研发出符合我国国情的生活垃圾焚烧发电及烟气治理的成套新技术,完全有能力把二英的排放控制在欧盟标准0.1ng-TEQ/Nm3以下,甚至更低。
3.1 烟气净化处理措施[1]
为尽量减少垃圾焚烧过程产生的二次污染,不仅在焚烧和灰渣烟气治理工艺上,而且在设备选用上均采取了相应有效的治本和治标的措施,具体如下:
3.1.1治本措施:让垃圾充分燃烧
3.1.1.1保证烟气在高温区燃烧≥2秒
采用专用城市生活焚烧炉,目前主要选用机械炉排炉,垃圾在炉排上行进过程中能充分翻滚松动,加快高温分解;足够大的炉膛保证可燃物质与空气有充分混合燃烧,并让烟气在850℃以上的炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2s,使二英得到充分分解破坏。
3.1.1.2保持炉膛高温
正常炉温靠垃圾焚烧维持,另设置辅助燃烧器、二次风(或烟气再循环),使炉膛温度始终保持在850℃~1200℃之间,既有效分解破坏二英,又抑制燃烧性NOx的产生。
3.1.1.3提供合理风量,提高入炉热风的温度
从垃圾仓抽来的空气(带臭味的一次风)经低高两级蒸汽预热后,温度可达230℃左右,从焚烧炉炉排底部吹入,靠三段炉排间的不同间隙或风量调节门合理布流进入炉膛,维持空气过剩系数1.6~2.1之间,使垃圾燃烧得更理想,更充分。
3.1.1.4采用专用的余热锅炉
为避免烟气通过省煤器500℃~300℃区间重新合成二英,余热锅炉设计时,尽量缩短烟气在此区间的停留时间,减少二英的二次合成。
3.1.1.5采用计算机自动控制
为使工艺参数得到保证,实现3T技术,焚烧炉的焚烧过程由ACC软件包进行实时自动控制,全厂采用DCS和上位机集散控制系统。
3.1.2 治标措施:烟气净化和飞灰固化
3.1.2.1脱酸
省煤器出来的烟气进入脱酸塔,采用喷干石灰粉或石灰浆或石灰水方法先去除烟气中的酸性气体,同时喷水降温,使烟气温度降到150℃左右进入布袋除尘器。
3.1.2.2活性炭吸附二英和重金属
在脱酸塔与布袋除尘器之间的烟道适当的位置横向喷入活性炭粉,让活性炭粉随烟气湍流过程中吸附烟气中重金属和二英,布袋拦截后,净化后的烟气由引风机送入烟囱高空达标排放。
3.1.2.3飞灰固化
吸附二英和重金属后的飞灰属于危险固体废弃物,按国家技术要求进行固化,而后卫生填埋处置,以免发生二次污染。
3.2 脱氮与渗滤液及恶臭措施
为了尽量减少对焚烧厂周边环境的负面影响,通常工程设计有一套完整的脱氮与渗滤液处理及脱臭设施,采取主要措施有:(1)焚烧炉设计中已预留喷氨脱氮装置安装位置,日后采取合适措施进一步除氮;(2)垃圾渗滤液收集后,一般采取以UBF+MBR+NF为主工艺进行达标处理;(3)垃圾车封闭进厂,卸料大厅和垃圾仓等凡产生恶臭的部位均采取负压密封,臭气吸入一次风入炉烧掉,故障时局部喷洒植物除臭剂,再经活性炭吸附脱臭后,引到烟囱高空排放。
4 烟气达标排放对周边环境的影响
我国垃圾焚烧发电厂烟气排放标准定为1.0ng/Nm3,实际工程设计中早已采用0.1ng/Nm3排放标准,实际排放低于0.1ng/Nm3。据估算,每吨垃圾焚烧过程产生的烟气量约为3500~4500Nm3,焚烧每吨垃圾产生的二英不超过450ng,达到联合国环境规划署500ng/t的要求。
烟气在一定压力下,以一定的速度和温度冲出烟囱向四周扩散,受到日照、云层、气流等气象因素的影响,是一个非常复杂的物理过程。研究表明:烟气光靠分子扩散速率非常慢,主要靠大气湍流扩散,后者比前者扩散快105倍以上[2]。
垃圾焚烧发电厂烟囱排烟属于高架连续点污染源,以顺风向为x轴正方向,污染物按正态分布,高斯扩散模式公式有:
由式(3)可知,地面轴线扩散浓度与烟囱排放二英量Q成正比,与平均风速成反比,在一定范围内烟囱越高、扩散浓度越小,且{Q’/πuσyσz}随x增大而减小,而exp[-(H2/ 2σz2)]随x增大而增大。两项共同作用结果:在地面x轴线上,污染物排放源附近排放浓度接近于0;而后沿顺风向的x轴不断增大;在离源点某处扩散浓度达到最大值Cmax;此后逐渐减小,且当x∞时,C0。
由于σy、σz是受x和气象条件、地形地貌等因素的影响,难于取值。本文选用帕斯奎尔(Pasquill)扩散曲线法确定σy、σz。该法依据云量、云状、日照和风速等因素,大气的扩散稀释能力可分为A~F六个稳定度级别,并给出每个稳定度级别的σy和σz。
本文以单台炉处理垃圾能力为300t/d为例,排放浓度为0.1ng/Nm3,烟囱有效高度为100m,10m高处平均风速为3m/s代入相应的σy、σz数值及其他参数,即可求出不同稳定度级别下的下风地面上可能出现的最大扩散浓度及其分布位置,如表6所示。
表6 下风向地面轴线最大扩散浓度及其分布
从表6可知:地面下风向轴线最大扩散浓度≈4.81×10-5 ng/m3≤10-4 ng/m3=0.1 pg/m3,每天呼吸进入人体的二英量≤2.6pg,显然小于WHO允许值。因此,烟气达标排放后,即便在下风向,对人体健康也是安全的。需说明的是,遇到大气有上部逆温层的扩散型、漫烟型的扩散和微风的扩散等特殊情况,对式(2)、式(3)还需进行修正以符合实际,但总的趋势不会改变。
5 结论及建议
采用垃圾焚烧发电方式处置生活垃圾,目前仍是较好选择。只要在建设和运营过程按照技术要求做,科学管理,监管到位,二英产生是可控的,烟气是可以实现达标排放的,对人体健康是安全的。在此,进一步建议:
5.1 把好环境评价关。环评单位应根据地形地貌、气象条件、建设规模、污染物组分、源强、环境背景等,实事求是地对污染物扩散模式进行科学评估,为工程可行性研究报告及设计提供准确的依据和参数。
5.2 把好工可关。设计单位应根据项目环评报告书,编制切实可行的工程可行性研究报告书,具体落实环评中提出的每一个要求,并制定相应措施。
5.3 把好初设关。初设要全面具体落实环评和工可提出的所有要求,不仅在工艺上,而且在设备选型上采取有效措施保证环评和工可标的实现。
5.4 把好实施关。由于环评、可研和初设深度有限,与施工图设计尚存在诸多的变数。在设计和监理行业买方市场的情况下,大量不是技术层面的问题,而是业主或经营者的职业道德和良心问题。
5.5 鉴于市政工程关乎民生的特殊性,建议主管部门“一竿子插到底”,实行问责制。
5.6 运营中加强监管。环保部门对重要环节应实施在线监控和现场随时抽查,制定奖罚制度,出台相应的政策法规或规定,实施真正有效的监管。
5.7 不宜建大型垃圾焚烧发电厂。由式(1)、(2)和(3)可知,污染扩散浓度与源强Q成正比。从经济技术综合比较,笔者认为:不宜集中建设垃圾焚烧发电厂,其总规模不宜大于2000t/d。
参考文献:
[1] 马广大.大气污染防治工程[M].北京:中国环境科学出版社, 1985.
篇9
关键词:新能源汽车;重要性;趋势
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进,具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等。
1 发展新能源汽车的意义
当前世界面临三大问题,一是能源紧缺,二是二氧化碳过度排放,三是空气污染。而上述三个问题的产生与石油的燃烧有着直接的关系,全球40%的石油被汽车消耗,我国30%以上的石油被汽车消耗,这些数字还会伴随着全球汽车产业的快速增长而上升。面对石油资源日渐减少和油价的快速上涨,以及汽车尾气的排放对社会环境造成严重的污染,全球汽车工业可持续发展面临着能源和环境的巨大挑战。包括我国在内的世界主要汽车生产国,近年来都加大了新能源的研发力度,以提高自身产业的竞争力。新能源汽车的普及与发展对环境保护、能源战略以及社会经济的可持续发展意义重大。我国发展新能源汽车对整个汽车行业,乃至对于坚持走新型工业化道路,建设资源节约型、环境友好型的社会意义重大。
1.1 有利于提高经济效益
以新能源汽车中的纯电动汽车为例。首先,纯电动汽车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,电动机和控制器的成本更低,且纯电动车能量转换效率更高。因为电动车的能量来源--电,来自大型发电机组,其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。
1.2 有利于建设生态环保城市
目前全国各城市的机动车保有量都较大,机动车尾气排放成为各城市大气污染负荷的主要来源之一。新能源汽车的推广,有利于节能减排,建设城市宜居环境。
1.3 有利于优化能源消费结构
新能源汽车与传统汽车相比,可以节省燃油,有利于减少对传统能源的依赖,实现资源的节约和综合利用。
综上所述,新能源汽车的推广应用具有提高经济效益、节约能源和减少二氧化碳的排量等优点,使新能源汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。
2 我国新能源汽车的发展现状
2.1 提倡低碳经济
作为低碳经济最重要行业之一,电动汽车的研发和生产受到中国车企的热捧。低碳经济将经历一个很大的产业变革,它必然是中国经济增长的动力,但这个动力大小取决于这个产业的发展速度和规模大小。相应的,低碳经济发展的力度与规模又取决于政策支持和技术进步。
2.2 补贴优惠政策
政府有新能源汽车的购车补贴优惠,且补助程度与国外相比较高。
3 新能源汽车发展面临的主要问题
然而在看到美好前景的同时,我们也不难看到新能源汽车发展还面临很多问题。据许多业内人士坦言:其中最重要的障碍来自于基础配套设施不健全,充电不便等现实的问题,使新能源汽车的这些优点可望而不可及。
3.1 问题所在
目前专业汽车充电站稀缺,而家庭用户又普遍没有安置电源的私人车库,小区里的私人停车位上也无家用电源。除此之外,新能源汽车维修费用也较高,且配件销售点较少。
根据国家出台的新能源汽车规划要求,到2020年,我国新能源汽车的比例要占全部汽车的1/2,约为6500万辆。如此巨量的新能源汽车要正常运行,就必须具备完善的售后服务和配套设施,特别是动力能量的补充。
如果政府和消费者发现电动汽车尽管价格有优势,但缺乏配套的充电设施,用起来很不方便,他们会退避三舍。这反过来会影响汽车企业研发、生产纯电动汽车的积极性,导致恶性循环。充电网络等基础设施的建设,一直困扰着电动车开发和生产企业,也影响着消费者对于电动车的信心。没有充电网络,电动车的大规模应用甚至普及就是空谈。
3.2 解决方法
篇10
【关键词】私家车;碳排放
【Abstract】By the end of 2015, the number of private cars in Wuxi reached 1.179 million, up by 14.9% over the previous year. The rapid growth of private cars has brought a series of problems to transportation, energy and the environment.This paper, combining the affect of private cars’ carbon emissions on the “smog” weather with the results of the questionnaire survey, has proposed several measures to control the carbon emissions of private cars in Wuxi from the ideological or technical perspective of private car owners, businesses, government and others.
【Key words】Private car; Carbon emission
截至2015年底,中国约1/4的国土面积雾霾影响,被影响人数约为6亿。无锡市近年来雾霾情况越来越严重,受影响时间越来越多且能见度越来越低。汽车尾气的排放是雾霾形成的重要原因。
本文着重于从以下几个方面提出控制私家车碳排放的对策。
1 私家车车主
尽管低碳出行的理念近些年硪恢北惶崞穑但仍存在认知度不高的情况,调查显示6成的市民认为政府的宣传不够到位且未能以身作则,导致整个社会的认知不够;4成的市民认为自己环保意识淡薄。
1.1 加强环保观念
车主在购买私家车的时候,可以优先考虑环保因素。如在经济情况允许的情况下选择混合动力车、电动车或者其他清洁能源车;如果受经济条件制约,应尽量选择小排量的汽车,科学用车并注意保养。
除此之外,可以多向周围亲戚朋友宣传低碳环保的理念,特别是有购车意向的年轻群体,他们往往更容易接受低碳消费观。
1.2 合理使用公共交通工具
在不赶时间和安全灵活的情况下出行尽量选乘地面公交、地铁等公共交通。近距离出行时选择自行车或步行,每月少开一天车,以节能方式出行一定公里数。可以加入汽车共享俱乐部,平时出行可选择“拼车”,购物时选择商场接送班车,上班乘坐公司班车,让孩子乘坐学校班车,合理利用资源。
2 汽车技术革新
我国在2012年7月9日正式的规划[1]称新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。汽车产业目前可以加以利用和推广的创新环保技术主要有以下几点。
2.1 减速断油控制
减速断油控制就是当发动机在高转速运转中突然减速时,电脑会自动控制喷油器停止喷油,直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。这样做可以控制急减速时有害物的排放,并且减少燃油消耗,还能促使发动机转速尽快下降,有利于汽车的减速。
2.2 汽油蒸汽排放控制(EVAP)
汽油具有极强的蒸发性,为防止油箱内的汽油蒸发,造成空气污染和燃料浪费,才设计了EVAP。简单说,就是安装一个活性炭罐(通常安装在前翼子板内),它通过管路与油箱、进气道相连,利用这个活性炭罐来吸收油箱内的汽油蒸汽,然后在车辆工作时,炭罐内的汽油再挥发,向发动机供油。
2.3 EGR废气再循环控制
NOx是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的。发动机排出的NOx量主要与气缸内的最高温度有关,气缸内最高温度越高,排出的NOx量越多。EGR控制系统的功能就是将适量的废气重新引入气缸内参与燃烧,这样可以降低气缸内的最高温度,从而减少了NOx的排放量。
3 政府调控政策
近年来我国汽车工业迅速发展,汽车保有量大幅增加,但与之相对应的前瞻的城市规划、合理的道路建设、科学的交通管理和以人为本的汽车使用环境系统还没有建立起来。所以关于政府的调控政策建议可以从以下几个方面入手。
3.1 强化私家车的尾气排放标准
在尾气排放方面,我国的排放标准往往要低于国际标准。因此,我国相关监管部门应加强执行力度,保证汽车尾气的排放达到我国标准甚至国际标准,未通过排放标准的新车不予落牌照,这样从根本上保证新车的尾气排放是合乎规范的。目前无锡市已实施国五标准。
3.2 大力发展采用清洁能源的汽车,建设配套设施,实施“绿色税制”
推动新能源汽车产业的发展,相应的充电桩设备应该投入建设。无锡市已建成部分充电桩并投入使用。
结合我国国情,可以先进行试点征收碳税。迄今为止,国际上已征收碳税的国家包括芬兰、丹麦、荷兰、美国、加拿大、法国、日本等。据悉,新加坡曾制定了CEVS计划,即购买低碳排量的新车将享有税务优惠,而排放量高的新车则必须支付额外的费用。政府可参照新加坡的这一计划,试点试行车辆碳排量税务计划,结合私家车销售情况以及目前汽车碳排放的平均标准,制定与实际情况相匹配的碳排放税务计划。
3.3 完善并优先发展城市公共交通系统
优先发展公共交通,将更多的资源和优惠政策配置到交通系统。例如:在城市内人流量多以及景点区增设公共自行车租赁点以及电动车快速充电设施等,市民出行更加便利,可以缓解无锡交通堵塞、空气污染、能源紧张的巨大压力。
无锡市地铁的开通对市民的出行方式产生了较大的影响,据无锡市的“十三五”城市规划,无锡市将继续倡导优先公共交通,促进地铁三、四号线的建成和开通。
3.4 加强交通监管,实施即时监控
燃料消耗和碳排放与车速有密切关系。一般来说,车速在50-90km/h时燃料效率最高,相应油耗和排放更少。低于或高于这个范围,汽车油耗就会明显增加。由于道路拥堵,车辆时停时走,车速低于20km/h或太慢时,一氧化碳、烃类、碳氢化物和二氧化碳的排放量最大。因此,政府应加强交通监管,同时实施公路电子收费系统,以控制车辆速度并减少交通堵塞。