降低汽车尾气排放技术进展□邵潜 李阳 贺振富 沈宁元    近十几年，随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车保有量逐年增加。
    近十几年，随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车保有量逐年增加。预计到2010年，汽车保有量将达到4900万辆，如不采取措施，CO、NOX年排放量将分别达到6000万t和600万t。我国城市大气污染相当严重，已直接影响到生态环境、经济发展和人体健康。所以，汽车不仅要讲究动力性和安全性，更要注意低排放和燃油经济性。国家环保总局2001年颁布了相关国家法规GB18352.1-2001和GB18352.2-2001。在法规的要求下，国内各大汽车厂商纷纷进行汽车技术改进，提供满足排放法规的车型，同时也促使了有关降低汽车尾气排放的技术研究，如汽车尾气净化催化剂、发动机先进制造、发动机电控技术、清洁燃料生产等。    一、 严格的排放法规推动汽车工业的技术改进
    一、 严格的排放法规推动汽车工业的技术改进    环保法规的逐步严格，迫使汽车工业实施技术改进，采用先进的
    环保法规的逐步严格，迫使汽车工业实施技术改进，采用先进的发动机控制技术和尾气后处理技术来降低汽车污染物排放。在设计阶段就应考虑将机动车设计为低排放车，在此基础上，对尾气进行后处理，可将机动车污染物排放量控制在极低的水平。一般来说，采用先进的排放控制技术与无控制相比，可降低尾气中95%以上的HC、CO和80%以上NOX，小排量车比大排量车产生的污染物和CO2少。    以美国为例，通过对轻型汽油发动机的改造，可使CO、HC、NOX
    以美国为例，通过对轻型汽油发动机的改造，可使CO、HC、NOX的排放量与未控制时相比减少50%以上，但燃料消耗稍有增加。使用三效催化剂和电子控制发动机系统，可以使HC和CO排放量减少90%～95%，NOX减少80%～90%。    对于降低机动车污染物的排放，现在国际上已经形成了一些通用
    对于降低机动车污染物的排放，现在国际上已经形成了一些通用的方法，如采用改进发动机设计等先进的机内净化技术和安装三元催化转化器来实现低排放，并开发了几种排放控制技术。目前，国外由于法规的限制，即使污染排放最小的机动车都使用了催化转化器。但是，汽油中的铅、硫和多数发动机机油中的磷会使这些系统“中毒”，所以需要生产无铅汽油和更清洁的机油。为了优化这些系统，出现了更好的空气燃料和点火管理系统，并进一步导致了电子控制和燃料喷射技术的使用，同时也提高了燃料效率，降低了CO2的排放。    与发达国家相比，我国机动车排放污染控制起步较晚，汽车生产
    与发达国家相比，我国机动车排放污染控制起步较晚，汽车生产技术和零配件质量与国际水平也差距较大。其主要原因有：一方面，我国机动车排放标准比较宽松，车辆排放控制水平低，汽车产品的可靠性和耐久性不过关；另一方面，车辆维修服务体系不完善，在用车普遍车况差，加之城市配套基础设施相对落后，机动车运行的工况条件差，加重了车辆的污染物排放。20世纪80年代引进的汽车生产线是以化油器为主的车型，是一些发达国家已淘汰或将要淘汰的产品。近年来，为适应逐步严格的排放法规，国内各大汽车公司开始生产电喷车并安装闭环控制和三效催化剂，中国石化也在生产销售无铅和90#以上汽油。但废气再循环技术及其他机内净化技术应用较少，可以说目前我国汽车技术改进才刚刚起步。    二、汽车排放控制对油品质量提出新要求
    二、汽车排放控制对油品质量提出新要求    燃料的组成和特性对发动机的正常工作起着重要作用，对排放污
    燃料的组成和特性对发动机的正常工作起着重要作用，对排放污染物的组成也有很大影响。欧盟和美国均根据各自的车辆体系、排放法规体系和油料的特性，组织汽车和石油行业的力量共同进行有关“燃油组分与汽车排放”的大型研究计划，了解汽油组分与特性变化对排放特性的影响规律，为更严格法规的制定和实施提供数据依据。一种燃料特性的改变或许会减少一种污染物的排放，但可能会引起另一种污染物排放的增加。例如，汽油中芳香族化合物成分的降低可以减少CO和HC的排放，但却增加了NOX的排放。同时还应注意，对于燃料性质的改变，不同类型发动机的反应并不相同。    为满足更严格的环保法规（如欧III、IV），针对我国国情，在
    为满足更严格的环保法规（如欧III、IV），针对我国国情，在研究国产汽油组分与国产车排放间的相互影响方面，中国石化石油化工科学研究院等科研院所正在进一步深入研究。    1.汽油无铅化进程和硫含量降低
    1.汽油无铅化进程和硫含量降低    汽油中添加含铅化合物是为了适应汽车工业的要求，提高汽油的
    汽油中添加含铅化合物是为了适应汽车工业的要求，提高汽油的抗爆性，保证汽车良好的动力性和经济性，满足发动机高压缩比。由于含铅汽油燃烧后生成的铅化物具有强烈的毒性并且会使汽车尾气净化催化剂和电控系统失效，所以要求在汽油中限铅和禁铅。    汽油中的硫对催化剂也是有害的，它会在富燃条件下附着在贵金
    汽油中的硫对催化剂也是有害的，它会在富燃条件下附着在贵金属催化剂的表面，使催化剂暂时中毒，影响汽车尾气的排放。降低硫含量还能降低苯的排放，但甲醛的排放会增加。研究结果显示，对于欧洲车，汽油中硫含量从382×10-6减少到18×10-6，CO、HC和NOX的平均排放将减少约10%。硫含量的影响对车辆使用技术的依赖性很强。特别是Pd基催化剂比Pt/Rh催化剂有很强的敏感性。减少硫含量并不影响尾气碳氢物质的相关分布，但苯和烷烃，特别是甲烷和乙烷随之减少。此外，排放控制水平越高的车辆，对硫的敏感程度也越高。    2.汽油中烯烃、芳烃含量的控制
    2.汽油中烯烃、芳烃含量的控制    在实现汽油无铅化后，许多国家都将精力转移到对汽油中各种影
    在实现汽油无铅化后，许多国家都将精力转移到对汽油中各种影响车辆排放和性能的组分进行控制。烯烃是汽油中含碳双键的不饱和碳氢组分，主要是在石油炼制工艺的催化裂化过程中生成的。烯烃的最大危害在于它有很高的臭氧生成活性，而且由于含碳量高，燃烧时火焰温度也略高，因而导致更高的NOX排放。另外，其热稳定性差，容易在发动机和进气系统产生积碳和结焦，影响发动机的性能，最后导致油耗增加，尾气排放恶化。这一问题只有通过控制烯烃含量并适量加入清净剂才能得到缓解，一般CO排放可减少10%～15%、HC减少3%～15%、NOX减少6%～15%。若将汽油中烯烃含量由20%降至5%，大气中的臭氧生成潜势可显著降低，同时NOX排放降低6%左右，但VOC的排放增加约6%。虽然降低烯烃含量对总的有毒有害物排放没有明显影响，但可以减少约30%的 1，3-丁二烯排放量，从而明显减少尾气排放物的光化学反应活性。减少烯烃对非催化净化的车辆排放影响较小。    我国生产的无铅汽油因为催化裂化的成分较多，烯烃含量普遍较
    我国生产的无铅汽油因为催化裂化的成分较多，烯烃含量普遍较高，是目前控制中的一个难点，好在烯烃中C4以下的组分比例很低（这些组分对生成臭氧和光化学烟雾活性最高），可以作为优先控制的对象。    汽油中的芳烃在燃烧时会产生致癌物质苯，且易在燃烧室形成沉
    汽油中的芳烃在燃烧时会产生致癌物质苯，且易在燃烧室形成沉积物。美国和欧洲都已证明，减少汽油中芳烃含量可以显著减少尾气中苯的含量。将芳烃从45%降至20%时，对已安装了催化转化器的电喷车而言，尾气中VOC、HC、CO和NOX等有毒有害物质排放可减少28%以上。    中国石化石油化工科学研究院开发的REX-IIC、D型三元催化转
    中国石化石油化工科学研究院开发的REX-IIC、D型三元催化转化器和中石化生产的93#无铅汽油，在国产桑塔纳2000Gsi上进行了实际行车8万km试验，整车工况法测试结果达到欧洲I号法规水平。    三、结束语
    三、结束语    严格的环保法规要求汽车工业进行技术改造，采用先进的排放控
    严格的环保法规要求汽车工业进行技术改造，采用先进的排放控制技术，搞好机内净化，生产出尾气污染物排放更低的环保汽车。与此同时，炼油工业要不断提高油品质量，生产符合环保汽车要求的清洁燃料。    在清洁燃料指标方面，第三届世界燃料会议上提出了三类世界无
    在清洁燃料指标方面，第三届世界燃料会议上提出了三类世界无铅汽油新规格。这些新规格都体现了在无铅化、保持高辛烷值水平、严格控制烃组成和挥发性组分的基础上，进一步要求超低硫和清净性。但是，具体采用哪一类规格，需要根据各国油品、车辆和排放测量体系（不同的测试循环）的情况和要求的不同控制排放水平来确定。例如欧盟和美国在20世纪90年代初，为制定2000年后的排放法规，均联合了环保部门、汽车和石油工业的力量共同实施研究计划，在减少污染物排放、满足使用性能和不降低本国企业生产效益的前提下，提出了适合本地区和本国国情的排放法规（欧盟和美国是采用不同的法规体系）。    降低汽车尾气污染物排放是一个系统工程，需要环保部门、汽车
    降低汽车尾气污染物排放是一个系统工程，需要环保部门、汽车工业与石油工业共同努力协调发展，只有这样才能使汽车尾气排放控制、环境污染治理和技术进步成为可能。