浅谈汽车尾气排放的控制摘要:发动机燃烧后排放出的废气是我国城乡大气污染的重要源头之一。本文主要论述了几种降低废气对环境的污染的措施。关键词:汽车尾气环境控制随着我国汽车工业的迅速发展,汽车保有量也在急剧增加,汽车现已成为人类重要的运输工具,它提高了社会生产效率,改善了人们的生活质量。汽车在促进经济繁荣,给人民生活带来方便的同时,也给环境带来了负面影响。它给人类赖以生存的环境带来了日益严重的危害,发动机燃烧后排放出的废气污染了大气环境。据统计,在我国大城市大气污染中,汽车尾气排放量已占大气污染源85%左右,全球10个大气污染最严重的城市中,我国就占了7个。因此,控制汽车尾气排放,治理城市大气污染已成为我国各市刻不容缓的重要任务。控制汽车尾气排放是一项庞大而复杂的系统工程,它与汽车的设计、制造、使用、维护保养、燃油品质等直接相关,同时也与城市交通管理以及财税政策密切相关。要抓住每一个影响汽车污染排放的环节,才能使汽车污染排放得到有效的控制。1严格执行废气排放的国家标准和地方标准与法规通过法规和标准来约束汽车制造厂家和改造维修厂家,以此来推动汽车制造技术水平,特别是排放技术的进步。从2000年开始,我国就开始加大控制汽车尾气排放的力度,实施了相当于欧Ⅰ标准的国家第一阶段排放标准(简称“国Ⅰ”),2004年开始实施相当于欧Ⅱ标准的第二阶段排放标准(简称“国Ⅱ”)。目前国家环保总局已公布轻型汽车自2007年7月1日起实施国Ⅲ号、国Ⅳ号(与欧洲Ⅴ号接近)标准。这些标准的实施将会使汽车尾气排放的污染大为减少。2改进燃料品质燃料的品质与汽车发动机的燃烧过程和燃烧效果有直接关系,改进燃料品质是控制汽车排放污染相当重要的途径之一。首先是淘汰含铅汽油,四乙基铅是一种低号汽油抗爆剂,它随着排气进入大气后,通过呼吸或食物链进入人体,并蓄积在体内,引发各种疾病,特别是对儿童和孕妇的危害极大,我国已在2000年7月1日起全面禁止使用铅汽油。另外还要对车用汽油中的硫含量、烯烃和芳香烃含量以及饱和蒸汽压加以限制,以减少有害气体的生成,减少汽油的蒸发。此外,汽油中加入清洁剂,减少胶质和沉积物,也是改善燃烧的措施之一。为进一步调整能源消费结构,开发石油替代资源,更有效降低汽车尾气污染物的排放,目前,在我国部分省市已经开始推广车用乙醇汽油,即在90%的车用无铅汽油中加入10%的燃料乙醇,可以替代10%的车用无铅汽油。使用一部分燃料乙醇替代车用无铅汽油,即能改善汽车尾气排放,同时也改善了我国能源结构,推动了可再生能源的发展。3增加排气净化的附加装置采取的措施有加装尾气催化净化装置,即借助催化器作用,使催化器与尾气排放中的污染物通过化学反应生成对人体没有直接伤害的物质,最常见的是三元催化器。采用高能电子点火装置,即通过精确控制汽油机点火提前和提高点火能量,以创造理想的燃烧条件,从而减少发动机的污染排放。采用电子控制燃油喷射,即将发动机空燃比控制在最佳理论值附近,使发动机无论在任何环境条件和何种工况下都能精确地控制混合气的浓度,使汽油得到完全充分燃烧,从而降低废气中有害成分的含量。4推行代用燃料用天燃气或者液化石油气等气体作为燃料来替代汽油、柴油,由于气体燃料含硫、氮等杂质少,燃烧完全,可显著减少汽车污染物的排放,而且燃料系统是封闭的,不存在燃料蒸发现象,因此受到广泛欢迎。燃气汽车也被称为清洁能源车、环保汽车、绿色汽车,推行代用燃气车改造已成为控制汽车尾气排放污染的措施之一。5加强对在用车的检查和维护,推行I/M制度I/M制度即在用车检查和维护制度,是通过立法、标准、科学的质量控制、质量保证体系和管理机制,对在用车进行定期或不定期的排放检测,发现排放超标车和篡改排放控制装置的车辆,责令其限期进行修理,使在用车最大限度的发挥自身的排放净化能力。汽车排放污染仅仅是车辆性能指标不稳定或恶化的一种表征,其内在原因是多方面的,对排放超标的汽车,必须要由有经验的技术人员按作业规范认真对其进行检测、诊断、判明故障点。在消除相应故障的同时,有针对性地对汽车故障的相关部位认真进行检查维护作业,使汽车恢复正常的工作状态,减少和消除因故障或参数变化造成的排放超标。6优先发展公共交通发展公共交通,减少市区、特别是市中心的车流量,是减少汽车污染物排放、改善城市大气环境质量的有效措施。尽管我国道路建设有了很大发展,道路系统逐步完善,但是仍满足不了车辆迅猛发展的需要。交通阻塞问题仍然十分严重,城市汽车经常在怠速、低速、加速、减速等排放恶劣的情况下工作,加重了城区特别是城区道路的空气污染,同时也造成能源的浪费。7广泛宣传、提高驾驶员的环保意识如果驾驶员都有保护环境的意识,都懂得怎样驾驶汽车可以减少排气污染,我们的环境会大有改观。汽车排放控制涉及的范围极其广泛,需要得到全社会的关心和支持。抓好排放控制的各个环节,每个单位、每个部门、每个公民都应积极参与支持汽车污染的控制,使减少汽车排气污染成为每个人的自觉行动,为保护和改善大气环境质量做出努力,共同营造一个美好家园。1] 周雁飞. 敬礼,农经干部[J]. 农村财务会计 , 2005,(03) [2] 李小荣. 城市污水处理行业发展建设问题探讨[J]. 山西建筑 , 2002,(05) [3] 高俊. 浅谈如何控制工程造价[J]. 苏盐科技 , 2003,(03) [4] 郑翠萍. 浅谈做好水利事业单位财务管理工作的重要性[J]. 浙江水利科技 , 2000,(S1) [5] 严民政, 侯涛, 孙映君. 谈工程质量控制[J]. 平原大学学报 , 2000,(02) [6] 青山不墨千秋画 绿水无言万古诗——房山区长沟镇环境兴镇[J]. 前线 , 2006,(01) [7] 朱正德. 把生产现场作为质量控制的主战场[J]. 汽车工业研究 , 1996,(06) [8] 赵杰. 建设工程项目的投资控制[J]. 山西建筑 , 2004,(07) [9] 李贤弼. 建设工程造价全程控制浅谈[J]. 交通科技 , 2004,(03) [10] 徐猛. 汽车尾气排放的测试[J]. 企业标准化 , 2004,(08)
目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,我整理了汽车尾气治理技术论文,欢迎阅读!
汽车尾气治理技术方法概述
摘 要:目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,汽车尾气治理理所当然的成为了全社会共同关注的问题。汽车尾气内含有大量的有害物质,严重破坏大气环境,尾气治理也面临较大的压力,为降低汽车尾气的污染性,必须采取有效的对策。本文主要针对汽车尾气的治理技术进行阐述和分析。
关键词:汽车尾气;治理技术;污染
汽车行业的发展,为人们提供了诸多便捷,逐渐成为普遍的大众交通工具,但是汽车尾气排放治理一直是环境保护中重点考虑的问题,主要是因为汽车尾气中存在大量的有害物质,破坏大气环境,所以需采取有效的治理措施以及高效的净化尾气技术,最大限度的减少汽车尾气污染,共同维护我们的绿色家园。
一、汽车尾气的污染分析
汽车尾气对环境的污染和危害非常大,如果汽车尾气不经治理直接排放,会严重危害到环境和人们的身心健康。汽车尾气中的污染主要包括:(1)氮氧化物,此类污染物本身存在毒性,再加上紫外线的分解,直接形成二次污染,氮氧化物排放严重的地区,会出现光化学烟雾,不仅破坏了大气环境,更重要的是危害人体健康;(2)CO、HC,同属于危害极高的气体,此类气体长期混合在空气中,能够引起人体中毒,而且此类污染物在游离状态下的排除难度非常高;(3)二氧化碳,其属于汽车尾气的主要产物,引发严重的温室效应,直接破坏了大气的保护层。
二、汽车尾气的治理技术
汽车尾气的治理关键主要集中在汽车的发动机部分,治理技术可分为燃烧净化技术和尾气净化技术两部分。
(一)燃烧净化技术。燃烧净化技术的治理对象是汽车发动机的内部,主要降低尾气中有害物质的含量,燃烧净化技术可以分为如下三类:
电控点火系统的应用。电控点火系统在汽车发动机内部控制中,提供充足的点火能量,保障准确点火,避免汽车因点火问题发生污染。电控点火系统着实提高了混合气的质量,促使其在不同的点火条件下,均能实现精确点火,防止汽车因点火不足而发生污染性燃烧。部分汽车的电控点火系统已经做了改进,通过控制点火,完善电控点火系统在发动机中的应用,提供最佳点火状态,着实降低了CO、HC等的排放量。
可变进气管道。改进进气管道的供气效率能够促进完全燃烧,可变进气管道适度控制进气管,利用可变进气过程中的波动条件,优化进气管道的工作状态。进气管道的长度是可变的,其可根据发动机的状态变化进气管道,发动机的转速变低时,可以选择长距离供气,转速加快时,转变为短距离供气,由此发动机不论在任何状态下,都能得到最佳的供气量,实现充分燃烧。
电控燃油喷射。电控燃油喷射控制能够保障空燃比处于最佳状态,促使燃油具备充分燃烧的条件,避免发动机内部产生有害物质。电控燃油喷射系统的功能比较多,有利于燃烧净化,汽车发动机在电控燃油喷射的作用下,能够提高喷油的质量,可以根据汽车发动的需求,不断调整供油系统,提供精准的供油量。因此电控燃油喷射通过控制燃烧条件,有利于降低汽车尾气的污染,最主要的是保障充分燃烧,避免尾气中含有有毒气体及烟尘微粒。
(二)尾气净化技术。尾气净化技术作用在汽车发动机的外排部分,利用净化技术治理汽车尾气,实现安全排放,降低汽车尾气对大气环境的破坏性。
过滤与再生。过滤与再生是尾气净化技术的基础部分,由过滤和再生装置构成,主要净化汽车尾气中的颗粒。尾气净化中的过滤装置,可排除尾气中的特定颗粒,吸附含有毒害物质的烟气,以免其排放到大气中,过滤装置的吸附效率高达80%。同时过滤与再生装置还具有重新利用的功能,将可利用的气体重新送入汽车发动机系统内,体现节能环保的技术优势。
闭环控制。闭环控制在尾气净化中负责控制转化与传感部分,构成尾气净化装置,比较具有代表性的是三元催化转化器,利用催化还原的方式,将有毒的氮氧化合物转化成没有危害的氮气和氧气,再次利用导管将氧气重新输送到发动机耗氧环节。根据试验分析,三元催化转化器在闭环控制中,当空燃比控制在:1的范围内时,催化转化的效率可以提高到90%,大大提高了尾气净化的水平。
AIR系统。AIR系统有利于尾气净化技术的应用,其可提高尾气净化的效率,发挥高质量的辅助作用。AIR辅助尾气净化技术闭环控制的环节,能够深层次的净化汽车尾气。 AIR系统与三元催化转化器配合,采取燃烧的方式消耗掉尾气中的HC、CO等有害气体,此类有害物质会以水和二氧化碳的方式排放到空气中,强化汽车的尾气治理。
三、汽车尾气的治理方法
随着科技的发展,汽车尾气治理具有良好的发展前景,目前,高端的治理方法已经投入汽车尾气治理应用中,比较典型的治理方法包括:磁化净化方法、等离子处理方法等。
(一)磁化净化方法。磁化净化的治理方法能够改变汽车燃油中的构成,促使燃油具备充分燃烧的条件,提高发动机的燃烧效率,降低尾气中的污染物排放量。汽车尾气中含有的大量污染气体,经磁化净化方法治理后,尾气的质量可得到很明显的提升,而且还在不同程度上调节了气体的有效燃烧,符合汽车尾气的治理要求。
(二)等离子处理方法。等离子处理方法在汽车尾气治理中较高的效率,具有全面净化的优势。等离子的活性非常高,其可治理汽车尾气中的污染物,还可利用二次治理的方法,避免出现尾气污染。等离子处理方法可以在空气进入汽车发动机之前实行治理,保障空气内含有足量的可燃性氧气,利用不同状态的氧气,提高发动机的燃烧效率,以此来氧化尾气中的CO、HC,提升尾气治理的水平。等离子处理方法在尾气治理中的应用价值非常高,不仅可以降低尾气中的污染物,还可起到还原作用,重点还原尾气中的氮氧化物,转化成无污染的气体,降低汽车尾气对环境和人体健康的危害。
四、结束语
大气环境是我们赖以生存的宝贵资源,因此保障空气洁净是环境保护的重要课题,由于汽车尾气对大气环境的危害较大,因此,必须要采取科学可靠的治理方法,充分发挥治理技术的过滤和净化作用,严谨处理汽车尾气中的有毒物质,从技术层面探讨更先进更有效的方式方法尽快实现汽车尾气的零污染排放,保障汽车行业与环境保护的和谐发展。
参考文献:
[1] 龚大国,袁宗宣,谢春梅,赵君科,贺克斌.等离子体汽车尾气治理技术[J].重庆环境科学,2003,02:28-32+60.
[2] 张圣宇,张兴安. 汽车尾气有害物质治理技术[J].环境科学与管理,2012,07:81-84.
[3] 刘明海,邬钦崇,俞国扬,梁荣庆,任兆杏,胡希伟.低温等离子体技术在汽车尾气治理的发展动向[J]. 环境科学动态,1999,03:18-20.
[4] 邵宇,李国祥,艾萍.汽车尾气污染治理技术新进展[J].云南化工,2005,06:68-70+59.
作者简介:李刚(1977-),男,陕西西安,大学本科,研究方向:环境保护。
张瑞军(1983-),男,陕西榆林,大学本科,研究方向:环境工程。
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汽车环保毕业论文
汽车的节能与环保是目前我们急剧解决的社会问题,汽车尾气污染已占大气污染的百分之七十,汽车尾气排放已成为我们的首要污染源。下面为大家分享了汽车环保的论文,欢迎借鉴!
【摘 要】 我国汽车保有量快速增加,给能源和环境带来巨大的压力。本文在分析我国汽车行业现状的基础上,研究影响汽车油耗的主要因素,并从优先发展公共交通、研发使用汽车节能减排技术、大力发展新能源汽车、强化汽车使用过程节能等方面提出汽车节能减排的对策。
【关键词】汽车行业;节能减排;汽车油耗;新能源汽车
随着我国汽车工业的高速发展,汽车保有量迅速增加。在汽车产业快速增长的同时,也给环境和能源带来了巨大的压力。能源和环境已成为制约我国汽车工业可持续发展的重要因素。因此,做好汽车节能减排工作,建设资源节约型、环境友好型社会是每个公民应尽的责任和义务。
1 我国汽车行业现状
我国汽车保有量增长迅速。根据中国汽车工业协会(China Association of Automobile Manufacturers)统计,2013年,中国汽车销售万辆,同比增长,再创全球最高记录,已连续五年蝉联全球第一,扣除报废量,汽车保有量增加1651万辆,同比增长。从2003年到2013年10年间,我国汽车保有量从2400万辆增长到亿辆,是2003年汽车数量的倍。
当前和今后一个时期,我国汽车社会发展仍将保持强劲势头。汽车给居民的工作生活带来了巨大的方便,但是伴随着汽车的快速增长,消耗大量能源,汽车尾气污染已经成为威胁居民生活质量的一个重要因素。汽车汽油消耗量在汽油总消耗量的比例中占80%以上,成为汽油消耗的绝对主力。《2013年中国机动车污染防治年报》显示,2012年全国机动车排放污染物万吨,其中氮氧化物万吨;碳氢化合物万吨;一氧化碳万吨;颗粒物万吨。汽车是污染物总量的主要贡献者,排放的NOX和PM超过90%,HC和CO超过70%。汽车的节能减排已经成为一个急需解决的紧急任务。
2 影响汽车油耗的主要因素
发动机油耗对汽车的油耗有决定性的影响。发动机的压缩比高、供油系统完善及燃烧室形状合理,采用电子点火系统能降低发动机的油耗。柴油机的压缩比远高于汽油机,明显节油。在行驶条件许可的情况下, 可以使用小功率发动机以降低负荷率。
整车结构对汽车的油耗有重要影响。汽车传动系效率越高,传递动力过程中能量损失越小,油耗就越低。目前机械齿轮变速器要比液力自动变速器的传动效率高。汽车总质量影响到汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力, 对汽车的油耗影响很大。在汽车上广泛采用轻质材料, 减轻汽车自重, 是降低汽车油耗的一个方向。通过整车风洞试验使汽车外形接近最优化,从而减少汽车的空气阻力系数来减少空气阻力。改善轮胎的结构、花纹及胎压都可以降低汽车的油耗。
汽车合理使用对汽车油耗也有显著影响。汽车在接近于低速的中等车速行驶时燃油消耗量最低,高速时随车速的增加百公里燃油消耗量迅速加大。在一定道路上,汽车用不同的档位行驶,燃油消耗量是不一样的,需要选择合理的档位。为了提高运输生产率和降低成本,运输企业拖带挂车是降低燃油消耗量的一项有效措施。
3 汽车节能减排的对策
通过优先发展公共交通,减少汽车使用总量
城市优先发展公共交通,减少私家车的使用。城市公共交通具有集约高效、节能环保等优点,优先发展公共交通是构建资源节约型、环境友好型社会的.战略选择。发展多种形式的大容量公共交通工具,建设综合交通枢纽,优化换乘中心功能和布局,提高站点覆盖率,提升公共交通出行分担比例,确立公共交通在城市交通中的主体地位。科学研究确定城市公共交通模式,根据城市实际发展需要合理规划建设以公共汽(电)车为主体的地面公共交通系统,包括快速公共汽车、现代有轨电车等大容量地面公共交通系统,有条件的特大城市、大城市有序推进轨道交通系统建设。
研发使用汽车节能减排技术
从汽油机的燃油电子控制喷射技术、稀薄燃烧技术、优化设计燃烧系统、电喷发动机闭环控制系统四个方面来提高发动机的综合性能。提高燃油质量,改善燃烧品质,进行燃油调质,以降低添加剂和铅的排放,使催化剂的使用寿命和转化率得到进一步的提高。使用制动能量回收系统将制动时的热能转化为电能,并将其存储在电容器内,在使用时可迅速将能量释放。新设计、新材料以及新工艺在汽车上的应用,实现汽车的轻量化。
汽车排放污染物主要是氮氧化物和微粒。柴油机的减排技术主要有燃烧系统直喷技术、废气再循环技术、增压中冷技术、燃油多次喷射和喷射高压化技术等。汽油机的减排技术主要有三元催化转换技术、二次空气供给技术等。
大力发展新能源汽车
大力发展纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车和替代燃料汽车。纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。混合动力汽车在车上装有两个以上动力源,燃料电池、蓄电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。燃料电池汽车使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,从而产生出电能启动电动机,进而驱动汽车。在我国开展研究和应用比较集中的车用替代燃料主要有气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。
强化汽车使用过程节能
驾驶员的工作责任心和驾驶操作水平对汽车油程的影响很大。车辆例行保养的水平直接影响到汽车的行驶阻力和发动机的性能,因而影响车辆的耗油量,另外,车辆的轮胎气压、机油的状况以及行驶中机械和刹车的状况等因素都会影响燃油消耗率。仅驾驶技术这一因素造成的油耗差异,就经常超过8%,有些节油标兵的油耗指标比一般水平低15%以上。因此,我们必须在驾驶证考核方面加大力度,驾驶培训中加入节能减排的意识和技巧。
【参考文献】
[1]江生生,李德杰,张锋.我国汽车节能减排发展趋势[J].商业文化,2012(1):209-210.
[2]倪晋尚.我国汽车节能途径分析[J].科技信息,2010(35):1006-1007.
[3]单颖.浅述汽车的节能和环保[J].黑龙江交通科技,2011(9):276.
[4]展玉山.我国汽车行业节能减排技术措施探讨[J].价值工程,2012(22):50-51.
随着我国科学技术的不断发展,电气工程及其自动化系统的建设与发展在人们的生活中也有很大的作用。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化专业 毕业 论文,供大家参考。
摘要:随着社会的快速发展,科学技术成为了无可替代的第一生产力,在各个领域被普遍使用。我们日常生活对电气工程及其自动化的应用范围越来越广泛,其作用也不断增强。笔者通过各种文献作为参考,就电气工程及其自动化在发展的过程中存在的一系列问题进行简要分析,根据存在实际不同问题,提出相应的解决方案,以便推动电气工程及其自动化技术水平更好地发展。
关键词:电气工程;自动化;问题;解决 措施
经济的快速发展推动着科技的不断进步,电气工程及其自动化在我国虽然被广泛使用,但是与西方发达国家相比它的应用范围还存在一定的局限性。社会生产力的发展要求相应的科学技术与之相呼应,只有如此平衡才能有效地保障经济与技术的同步发展。所以,我国在加大经济建设投入的基础上,也要加强对科技的重视,特别是加强对电气工程及其自动化系统的重视度。从源头解决电气工程及其自动化系统存在的相应问题,为将来电气工程及其自动化技术的发展打下坚实的基础。
1目前电气工程及其自动化技术发展的状况
电气工程及其自动化是科技创新的新型产物,在学科种类划分方面它具有很强的综合性,将工业生产带入到人们的日常生活。通过近几年快速发展,我国在电气工程技术发展方面取得了显著成效,从某种程度上推动了我国电气工程及其自动化技术,加快了先进科学技术生产力的步伐。通过电气工程及其自动化技术在各个领域的广泛应用,我国国民经济总值得到了迅速提高,电气工程及其自动化在现代电气信息领域中占有绝对的主导地位,将所有关于电气信息的工程都囊括在内,例如我国的农业生产、工业发展、国防制造等不同领域。不但促进我国的经济进步及工业发展;而且在很大程度上改变了人们原有的生活方式,加快了人类发展的步伐[1]。
2目前电气工程及其自动化发展存在的相应问题
电气工程对能源的消耗量过大
电气工程在工业生产中的应用是不言而喻的。无论哪个生产环节都离不开电气工程及其自动化技术,是否能合理运用直接影响工业生产的进度。近几年我国的工业发展几乎趋于智能化,在智能化的工业发展过程中,电气设备是其必不可少的基础设施。电气设备及自动化技术的加入不但可以提高工作效率,还能有效地提高产品质量。由于电气设备及自动化技术的应用,增加了能量的消耗,随着电气设备的不断增加所要消耗的能量也在逐渐上升。目前我国大力倡导节能减排的工业生产策略,很大一部分因素源于能源紧缺现象,因此电气工程及其自动化对能源的消耗量过大,有悖于我国的可持续发展策略[2]。
电气工程质量达不到国家要求标准
对于电气工程的生产过程,人们对其的质量关注度逐渐增强,电气工程的质量对电气工程的寿命起到瓶颈制约作用,同时,对其生产过程的操作安全有着千丝万缕的关联。对于一些电气工程在生产使用过程中,因对相应质量管理部门的重视度不够,再加上他们自身 安全知识 的匮乏,由此便形成了只观察表面结构,而没有专业部门及系统的操作方式,进行监管整个生产施工过程,质量管理工作就很难开展。如果保障不了工程的质量,那么关于工程管理、施工质量等一系列问题都无从谈起。所以电气工程质量达不到国家要求标准,给工程质量带来的危害将无法估量。
电气自动化系统集成化程度不高
在电气工程及其自动化的不断发展及进步的过程中,电气工程及其自动化的发展步入了向集成发展的新高度,对于电气工程的集成化发展将会成为其发展的核心方向。我国对于电气工程及其自动化系统集成化的应用较晚,所以 经验 不足,水平较低,还没有达到系统与系统或系统与功能的有效连接,在一定程度无法完成资源共享,阻碍了电气工程及其自动化的有效发展。
在电气工程及其自动化系统中网络结构不统一
科学合理的电气工程及其自动化系统是电气工程发展的最终目标,目前我国的电气工程企业普遍存在网络架构不统一的现象,由此产生形态各异的电气工程架构,对电气工程及其自动化系统的发展产生严重影响。与此同时,因电气工程及其自动化系统没有对应结构,导致企业间的电气设备及技术无法进行交换使用,一些拥有共性的资源及数据不能共享,无法将电气工程及其自动化技术发挥到极致。
3电气工程及其自动化技术存在问题的相应措施
强化电气工程及其自动化的节能设计
为节约紧缺的能源资源,在电气工程设计工作中,加强对节能设计的研发。在实际的生产及工作的过程中将能源的消耗降到最低,可将供电变压器的绕阻值减到最小,进而减少资源不必要的损失,进而节约能源,将电气工程推上一个崭新局面。
加强对电气工程及其自动化系统的管理
加强质量管理同时认清质量管理的重要性,要普遍对生产员工进行相应知识体系的培训,无论是在技术上,还是在理念上都要进行不断地加强,将施工人员各方面的素质都进行提高。在整个施工过程中,运用科学技术及前人 总结 的 方法 经验对施工材料进行检验及管理,确保所应用的材料质量达到相应的要求。与此同时加强对施工过程的监管,确保整个施工过程科学合理,还要根据实际情况安排施工进度,确保电气工程施工质量的高效运行[3]。
加强电气工程及其自动化系统统一的进程
电气工程及其自动化发展的过程,也是其改进的过程,通过不断地完善,将电气工程及其自动化系统逐步朝着统一的方向发展。因我国在电气工程及其自动化系统的发展起步较晚,经验不足。电气工程企业可以引进关于电气的先进技术及管理经验,对于电气自动化系统的运行可以采用统一的编程设计,达到电气工程及其自动化设备满足不同企业且可以共同使用,充分利用信息资源,达到资源共享的目的,进而推动电气工程在各个领域的广泛应用。
4结语
电气工程及其自动化的应用范围不断被增加,其完善的程度越高对社会的推动力就越大,所以电气工程及其自动化的发展是当前的首要任务。在电气工程企业只有科学、合理、统一的自动化系统,才能保障我国经济的稳步增长。
参考文献:
[1]袁红军,袁米.电气工程及其自动化技术的设计与应用分析[J].装备制造技术,2014(1).
[2]闫海东,程世伟.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].科技创新与应用,2015(6).
[3]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术,2014(19).
【摘要】从改革开放至今,我们国家各个领域均得到飞速发展机遇,电气工程发展更在其中占据领先地位。在改革开放大背景下,我国当代科技发展某种程度促进电气工程自动化发展,同时,自动化渐渐变成促进电气工程可持续发展力量源泉。电气工程在进行施工中结合自动化新兴科技,不单对电气工程提高工作效率十分有利,还可减少生产过程各类事故的发生几率,让电气工程更加快速稳健发展下去。由此,相关从业人员务必结合行而有效解决对策应对电气自动化过程中存在的主要问题,充分理解电气自动化有关技术内容,从而确保工作效能最大限度发挥出来。
【关键词】电气工程 自动化 问题 解决措施
1前言
伴随时代发展社会不断进步,人们生活生产中电气自动化被广泛普及应用,变成现如今促进国民经济发展的有力手段。电气工程自动化属于一类综合性学科,不单包括机电和计算机相关技术内容,还包括网络控制和机电一体化等相关技术。从电气工程角度出发,作为各类生产活动可持续发展前提保障,其正常运行和创新发展意义是十分深远的,另外它对于工业行业健康稳定前行也具有不可替代的重要意义。值得一提的是,现如今电气工程自动化过程中还是有一定问题存在的,如果未能及时解决此类问题,那么所遗留的历史问题将会对国民经济及电力事业发展造成致命打击。本文对当前电气工程自动化存在主要问题予以分析,同时提出针对性解决对策,希望能够为相关人员提供一些参考。
2电气工程及其自动化中存在的问题
(1)缺少统一系统网络架构。构建科学有效自动化电气工程系统是自动化建设必然发展趋势,但是目前众多相关企业当中,因为缺乏统一系统网络构架,容易造成众多企业拥有不同网络架构,限制电气自动化进一步发展。另外因为系统缺少兼容性,造成企业软硬件交替途中,因为接口众多使得信息数据达不到共享标准,自动化电气系统效能未能得以全部发挥出来。
(2)能源不必要消耗的问题。工业发展阶段,电气工程可以说是占有不可替代重要地位,而电气工程自动化相关技术对于整个工业生产都有着决定性作用,渐渐变成如今工业生产科学合理运行前提保障[1]。尤其伴随智能化工业生产水平日益提升,各类先进设备也被引进工业生产当中,不但使工业生产总体工作效率大幅度提升,对工业行业未来发展还具有一定预见作用。但是目前工业生产过程中在应用电气工程自动化技术时,还有能源不必要浪费等严重问题存在,不单对全球能源紧缺局面造成更为消极影响,对节能减排愿景达成也没有好处。
(3)质量不达标问题。最近几年,伴随物质精神水平逐渐提升,人类安全意识也明显提升,电气工程建设阶段,人们在电气工程服务质量方面也提出更高要求,可以说电气工程服务质量和电气工程使用寿命二者间是具有平行发展关系的,同时和安全使用也不无关系。但是如今绝大多数电气工程在施工期,因为对建设质量疏于管理,同时缺乏必要安全意识,造成最终过度关注检测结构,但是质量监管体系不够完善的不利景象,造成质量管理只停留在表面,不单施工管理无序,具体施工时还不能对质量严格控制,电气工程建设质量不达标,工程建设受到很大制约。
3电气工程及其自动化中问题解决措施
(1)构建自动化系统体系。凭借电气工程自动化进程中主要问题的分析,不难发现电气工程自动化受环境因素影响很大,所以应当采取相应对策帮助自动化系统不断得以完善,充分应用当前所拥有先进科学技术,促进管理目标有效达成。在设备启动和日常运行不同方面,都要力求构建高效工作及管理模式,积极吸收先进管理及设计理念,最大程度对系统进行开发利用,同时使相关成本费用减至最低[2]。构建自动化系统体系能够推动电气工程事业科学合理发展下去,让不同系统为不同生产需求提供服务,使电气工程自动化系统能够独立作业。
(2)节能减排建设。进行节能减排设计时,其中非常重要的设计环节便是设计要建立在实际能源消耗基础上,还要尽可能减少不必要能源损耗,确保电厂整体经济效益提高。打个比方,选取电厂中变压器时,尽量选小阻值的,使变压器能源损耗量减下来,就能直接把运行成本降下来,达到节省能耗的目的,科学控制变压器运行成本。能使用自然光资源时,绝不使用照明设备,尽可能选择那些高效使用年限长设备,坚持贯彻节能减排原则。要不断对电气工程节能举措进行优化,电气工程整个设计阶段,节能思想都是贯彻始终的,所以要对节能设计实时进行优化。在基本需要得以保障前提下,结合先进技术设备将能源损耗降至最低,满足节能减排发展对策,另外对促进电气工程长足发展也具有深远历史意义。
(3)对网络结构充分应用。电气工程自动化阶段,网络结构其功能与结构对于整个系统运行具有直接影响,本文这里所说网络结构能与不同管理系统存储数据自由交换,从而达到提高 系统安全 性与高效性目的,同时这也为网络结构最为重要功能与价值体现。除此以外还要把电气工程自动化有机融合到 其它 领域与行业当中,加强对技术系统和生产设备监管。原因是通用网络系统要在处理完不同数据信息后对相关资源配置情况予以贯彻落实,所以在对自动化系统进行统筹管理过程中扮演着不可替代的重要角色,可以快速安全传输数据信息,让网络结构真正实现互通互联效果。
(4)综合提高管理水平与质量。电厂管理人员要充分了解电气工程自动化的重要性,从而为工程建设质量监管保驾护航,为此要综合提高相关管理人员业务能力及素质水平。打个比方,电厂可定期组织对相关工作人员进行培训,吸纳素质高能力强的管理人才加入,通过这种方式提高管理团队科学建设效率,多从那些成功企业中学习先进管理经验,取他人之长补己之短,更好为电气工程自动化建设打好坚实铺垫[3]。除此以外,要加强建筑材料管理,通过这种方式由基础与源头保障电气工程质量。要明确相关材料来源,以使所选设备满足实际发展所需,材料防潮工作应积极做好,尽可能杜绝材料损坏,要加强防火处理,定期派遣专业人员落实质量监管工作。
4结语
综上所述,窥一斑而见全豹,电气工程自动化不单对电力企业收益有很大影响,与国民经济和人们工作生活也有重大关联。面对该状况,国家和相关企事业单位应当由实际情况出发,不断进行人才充备同时对相关制度予以完善和创新,除此以外,要积极鼓励那些专业人士加入进来,共同为我国电气自动化事业可持续发展添砖加瓦。
参考文献:
[1]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术,2014,19:196.
[2]陈振波.电气工程及其自动化存在的问题及改进策略探析[J].山东工业技术,2015,10:188.
[3]文成,李兴磊.电气工程及其自动化存在的问题及应对策略浅析[J].中国新技术新产品,2014,20:56~57.
摘要:电气工程及其自动化作为现代工业发展的代表工业技术,随着时代的进步而逐渐的发展和壮大。本文对电气工程及其自动化发展进行研究。
关键词:电气工程;自动化;发展
前言
现代工业发展所带来的是社会的全面进步,全世界范围内看,其重要标志便是电气自动化,而从另一个层面讲,电气自动化也标志了科学技术的进步以及发展。这种生产方式避免了很多安全事故的发生,具有现实意义。
一、电气工程及其自动化概述
作为现代化工业发展中的领头企业,电气工程及其自动化正随着时代的变迁不断地更新和发展着。电气工程及其自动化是电气信息领域的新兴学科,是高新技术产业的重要组成部分。由于人们日常生活以及工业生产与其密不可分的关系,电气工程及其自动化被广泛的应用于工农业以及国防等方面,并且在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气工程及其自动化是综合性很强的一门学科,涉及到很广泛的领域,内容相当的丰富。电气工程主要包括电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息以及网络控制技术和机电一体化技术的应用等。强弱电结合、机电结合以及软硬件结合是电气工程及其自动化具有的主要特点。随着科技的不断发展,电气工程及其自动化的技术也逐渐形成了独立的系统。
二、电气工程及其自动化发展问题
1、有关电气工程质量管理的问题
据电气工程行业的相关调查报道称,国内很多电气企业和部门在电气生产管理上存在很大弊端,他们过分关心的是产品的质量检验,而对电气工程质量管理的监测却很不到位。尤其体现在设计单位和建设单位之间缺少必要的交流,这使得产品在设计和施工阶段不能很好的对接而造成不必要的损失;在员工的后期培训管理中也缺乏一定的 教育 和说明,使得培训管理形同虚设;在建筑工程的前期和中期,生产部门和企业之间不能主动加入电气工程的施工当中,只是过多的要求施工后期的工程质量,而缺少对施工质量管理的严格把关,这样就造成了电气工程整体工作的混乱无序和工程质量达不到预定目标,这使得电气工程的正常运转和安全质量受到了严重的影响,因此,面对电气工程中存在的种种管理问题,我们必须采取必要的解决措施予以有效应对。
2、实际需要,而导致的成本增加
在电气自动化方面,由于我国对于目前的电气工程以及自动化系统没有完全的正对性,往往是根据工程的实际需要,依据已有的技术成果而展开设计,在无形中增加了成本。在我国对于电气工程以及自动化的设计、运行上没有比较前卫的程序,在开发的过程中,也无形的拖延了时间以及成本,这些因素都能增加成本的开支。
3、使用中数据传输的问题
虽然从商业时代的脚步上来说,电气工程及其自动化的用途非常的广泛。但是在重要的数据传输过程中却存在着严重的不足。因为数据传输要求的是高精度,搞准确性,并且还得保证其安全性。但是从目前电气工程以及自动化的使用过程来看,信息的交换与程序接口的设计是有着密切联系的。由于不同的商家生产的产品不同,在设计上以及接口的处理上都有着差异化,这使得在电气工程以及自动化数据的传输上得不到安全的保障,有丢失数据的可能。众所周知,安全对于商业信息化时代也是非常得重要,电气工程及其自动化要实现通信安全功能,必须解决数据传输过程中的一些危险问题,才能最大化实现商业信息传输的安全。
三、电气工程及其自动化发展对策
1、有效节约成本
经济市场要求的是高效率、高性价比,市场的竞争促使了每个行业都在寻找能够令企业效益最大化的有效途径,如何才能以最少的投入获得最大的收益,增加营利,在激烈的竞争环境中立足不倒,这是企业人必须考虑的问题。因此很多厂家开始将目光转向更加便捷可靠高效的PC控制技术,很多生产厂家在其日常的生产经营中,通过应用不同层次的电气自动化设备降低了维修操作的难度,同时提高了可靠性和生产效率,有效缩短了产品的生产周期以及新产品的研发周期,并对产品质量有着很大的促进作用。在现代工业环境要求下,工业PC机将会逐步的替代IPC成为工业控制系统的基础设备,这会大大降低工业电气自动化的技术成本。
2、重视数字化技术
电气工程自动化与信息技术结合在一起的典型方式就是数字化技术。这项技术主要是自动化的网络程序,将大量的、多样化的、复杂的信息和企业生产相关的数据指令信息结合在一起编写程序,放入计算机中与网络相结合。未来发展电气工程自动化就必须重视数字化技术的发展,很好地将口令与信息完美结合。
3、建立电气工程及其自动化的通用网络系统
建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置,使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制、技术监管、 企业管理 等许多步骤,要想使这些步骤得到资源的合理化配置,就要使这些系统通过网络联系起来,通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统,使各个系统之间的数据得到高效、快捷的交换,促使整个企业的优化发展。
4、加强电气工程质量管理力度
电气工程的质量管理问题是人为因素可以制约的,这主要就取决于管理者的管理手段和力度是否到位。首先,要培养专业的电气工程人才。在引进新员工时一定要严格筛选,并进行系统的专业技能培训和考核,对于考核不能通过的可以予以一对一培训,争取让所有员工都能参与到提升自身综合素质打造扎实专业技能的行列中来,为电气工程的建设提供必要的保证。其次,作为管理者也应该对电气工程质量管理严格把关,充分重视,无论是电气工程的专业性、材料质量、管理方法等都是应该重视的方面。
5、实现电气工程及自动化系统的开放化
开放化则是要与外界建立一个接口,实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施,也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键,它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上,是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。
6、数据传输接口要标准化
建立标准化的数据传输接口是保证电气工程及其自动化系统安全、快捷高效的数据传输的必然因素。由于来自各方面的原因,技术上以及系统设计上存在着一些差距与缺陷,使得我国的电气工程及其自动化跟不上发展的脚步,因此,从事电气工程及其自动化的相关工作人员一定要利用已有的科学技术以及借鉴国外先进的科学成果,尽量实现接口的最优化,从而实现程序接口在使用过程中能够完美对接,减少工程开发的费用与时间。
结束语
电气工程及其自动化技术在现代工业中的地位不断的提升,而在电子信息技术日新月异的发展中,并且伴随着人们对生活质量要求的不断增高,社会的不断进步,电气工程的技术人员也面临着巨大的挑战,在迎接电气工程及其自动化技术的一次次里程碑式的改变过程中,会遇到种种阻碍电气人员前进步伐的困难,因此,只有更加注重自动化的水平,更加注重工程的质量管理措施,和更加注重科技的创新,才能够促进电气工程及其自动化技术的发展,使得该技术能够实现自身的跨越式发展,努力使之成为我国社会主义现代工业化建设的有力保障。
参考文献
[1]陈锦章.电气工程及其自动化的建设及发展[J].中国对外贸易(英文版),2011.(14):394.
[2]刘树忠,李艳梅.工程机械自动化的发展技术浅析[J].民营科技,2010,(4).
[3]李娜娜.电气工程及其自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化,2010.
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伴随着时代进步的浪潮,我国的社会和经济出现了快速发展的新景象,科学技术也在不断的进步与更新,这给工业化发展带来了可靠支持。随着信息时代的来临,特别是科学技术的不断发展,给工业化发展提供了更好的条件和环境。
PLC技术具体指的是可编程逻辑控制器,这是一种在工业环境中完成数字化运算并实现电子操作系统的控制技术,经过存储器的可编程序来做到内部存储的记录、运行和控制等指令,同时在实际的工业工作中,通过使用数字以及模拟量等手段完成对已储存内容的输出以及输入的控制。电气自动化控制应用PLC可编程逻辑控制器,是PLC系统、计算机技术和继电接触控制技术等相互结合而进行运行的,它给电气控制自动化提供支持和可靠的保障,不但使电气控制系统的自动化水平得到提高,也解决了传统电气控制系统的内接线复杂、耗能高和可靠性低等问题,给工业化发展奠定了基础。
1、PLC技术的特点分析
(1)抗干扰能力强劲,且具有很高的可靠性。
在以往的控制系统里,继电器的使用非常的普遍,继电器的大量使用使得故障出现的可能大大的提高。而PLC技术与其相比较,对触电因接触问题而发生的故障实现了有效的解决。PLC在使用较少的导入导出相关硬件的同时完成对系统的良好运行,这种做法对处在运行状态中的系统发生故障的概率实现了极大的降低。这是因为PLC控制器,从硬件到软件都具备了极强的抗干扰能力,并且对系统运行的可靠性有着极大的提升。
(2)编程简单,方便运用。
PLC系统,仅需对编程语言有一定的理解就可以对其进行使用,不强行要求具备专业的计算机相关知识。而且PLC系统的另一大优势就在于降低工作量,PLC系统的开发周期短,同时在调试、安装、操作等方面都非常的简便。而且只要修改在线程序就可以完成对整个系统的改变,不需对硬件再进行拆装和改进。
(3)硬件配套设施完善,具有很强的适应能力。
在硬件配置上,PLC控制器装备有标准化以及模块化两种硬件装置。而通过不同硬件配置,就可以对PLC系统进行符合现实使用情况的改进以及不同功能的实现。这些都可以在用户程序中进行操作,这样就可以满足各种工艺条件。因此可以称PLC具备很强的.适应能力。
(4)有很高的性价比,且功能全面。
PLC控制器可以为使用者提供各种各样的编程元件,控制功能强大。PLC系统可以实现通信联网,对控制进行分散,并且完成集中管理。
(5)维修简易。
PLC其自身就具有一定的诊断功能和显示功能,所以故障出现的可能性极低。在发生问题的时候,系统会显示其故障信息。与此同时,诊断功能就开始查找故障的所在,此后,只需简单的更换模块,就可以对故障问题进行排除。
2、PLC在电气自动化控制方面的应用
起初,只有在其开关量的控制运用中才有PLC技术的身影,因科技的限制,当时的数据处理以及监控能力都处在较低的水平,服务效能需要不断的提高和完善,如今随着工业改革的深化和科学技术的发展,PLC技术在这中间实现了自身的蜕变,完成了自身的进步与发展,PLC技术具体应用有以下几个方面:
(1)顺序控制方面。
开关量控制和顺序控制是电气自动化辅助系统中的主要技术控制方式,增效降耗是电力行业生产随节能减排要求而要重视的内容,因此使自动控制水平的要求也不断提升。PLC技术代替继电控制器在电气自动化控制方面起着主要作用,不但做到了控制单独工艺流程,并且在信息模块和通信总线连接的配合协调下,也做到了协调与控制全部的生产工作。电力自动化系统从人力控制开始到计算机技术等支撑下,做到了自动化控制,采用PLC的电力自动化系统主要有远程IO站以及与现场传感器的网络结构,在远程IO站和主站层由通信总线进行连接,经过远程IO站和二次电缆做到连接传感器。经过主站层的PLC系统,只用经过室内显示屏,就可以做到监控系统的运作。
(2)开关量的控制应用。
具有电磁性的继电器是过去广泛使用的元件,因此,大量触点事故的发生,使得系统的可靠性大大降低,另外其自身的控制系统也存在着一定的问题,但在电气自动化控制上应用PLC技术后,只用取消一些元件的继电器就可以完成,对系统的可靠性进行提升,另外具有完整的系统并且维修简单,在二次接线简化的前提下,还取缔了闪光电源配置。
(3)闭环控制方面。
泵类电机的启动可以使用PLC实现自动启动,其顺控模块可以对泵的运作时间等实现自主选择,而工作人员只需对现场开关进行调节就可以了。同时在现场进行操作时,必须将开关调成手动挡。而如今,常规控制和PLC控制相结合是常用的控制方式。电液执行单元和转速测量单元以及电子调节单元这三个单元组成PLC技术的控制系统,同时他们又分别对其他系统有着控制作用。
3PLC应用中的注意事项
在现实操作中,需要对工作时的通风、温度等因素进行控制。就温度来说,PLC应该在一个温度变动不大的环境中进行使用,对于大型的矿区应尽可能的远离。而对PLC造成负面影响的还有其他干扰因素。如在干扰源的作用范围内使用PLC,发生故障的可能性会增加,带来不必要的经济损失,而且会对工作进程造成一定的影响。最后要说的是,PLC需要有独立的电源,并保持接地线良好的连接状态,防止发生突发事件时产生较大的危险。
4、结束语
综上,由于PLC可编程逻辑控制器的特征和优势使其广泛应用在工业控制领域中,经过闭环控制和开关质量控制以及顺序控制等应用实现了对电气自动化控制的改良,大幅提高了其自动化水平,对工业生产效率的提升和质量提供有力且可靠的帮助。如今在我国科技水平蓬勃发展的今天,工业生产的改革也在朝着其自身的目标不断发展,而PLC控制系统也要在这种背景下继续进行自身的更新与改善,在电气自动化发展的控制方面起更多的作用。
参考文献:
[1]王爽,徐建.分析PLC技术在电气自动化中的应用[J].电力发展,2015(01):63-65.
[2]张冬阳.PLC技术在电气工程自动化控制中应用研究[J].科技进步,2014(09):31-32.
[3]陈思国.试论PLC在电气自动化控制的应用和发展[J].科技导读,2013(06):13-15.
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一、电气自动化在港口作业中具体的应用于自动定位、动调度管理系统、无线数据通讯等,这样大大地提高了水路的运行效率,节约了劳动成本和劳动力支出。在节约资源的前提下,大大地提高了港口作业的效率,使水路的工作可以高效的运行,同时使经济的发展与国际贸易得到满足,实现技术和经济发展的双方都能得利。
二、电气自动化发展的主要影响因素
1、信息技术的决定性影响。信息技术,广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段,是包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯技术以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。
现代信息技术是建立在现代电子技术基础上的,所以又称为现代电子信息技术。它以计算机、通信、自动控制、光电等现代技术为主体,对各种信息进行获取、传递、加工、处理和利用。现代信息技术主要包括微电子、光子、光电子、分子电子等有关元器件制造的信息基础技术,实现信息的获取、传输、处理、控制等功能的系统或设备的信息系统技术,用于社会经济生活各个领域的信息应用技术。
信息技术对电气自动化的发展具有较大的支配性影响。信息技术的发展在很大程度上取决于电气自动化中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气自动化领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。
2、与物理科学的联系更加紧密。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在二十世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。
3、现代技术的迅速发展。现代技术的飞速进步和分析方法、设计方法的'日新月异,势必带动着依赖现代技术的电气自动化也将迅速发展起来。
三、电气自动化的发展方向
1、电气自动化产品创新
电气自动化生产企业能够按照国家中长期科技发展规划纲要提出的目标任务,不断提高开放条件下的原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。进一步提高自身产品的科技含量,研发生产更好的具有自主知识产权的电气自动化控制系统与产品,加大自主创新的发展力度,提供了更多、更大的空间。确立企业在技术创新中的主体地位,完善体制机制和政策环境,加快实施国家重大科技专项。我国目前已经形成了中低挡产品以国内企业为主,中小型项目选用国内产品的市场格局。电气自动化生产企业应当努力开创科学发展的新局面,坚持提高自主创新能力,加快转变经济增长方式,不断提高自主创新能力。
2、电气自动化系统平台统一化
电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平台立于最终的运行平台。根据项目特点和最终用户需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT 的软件PLC、嵌入式NT 系统还是基于WindowsCE 的控制系统中。
3、电气自动化系统结构通用化
电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lnternet/Intranet 对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时,无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网,所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。
4、电气自动化系统程序接口标准化
基于微软公司的标准和技术,如WindowsXP、OPC 和ActiveX,减少了工程时间和费用,方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES 系统、ERP 系统连接时,基于PC 平台的自动化解决方案至关重要。使用Windows XP 作为操作系统,使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC 可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换,切实解决它们之间的通讯障碍。
5、电气自动化生产安全化
我国电气自动化企业应当认识到安防行业技术多系统集成一体化的大趋势。强调安全控制系统和非安全控制系统的集成。让客户在现有的非安全控制系统的基础上,以较低的开发设计成本实现自己的安全方案,也同样是我们目前应该思考的问题之一。电气自动化安全系统与产品将会成为未来自动化领域的一个亮点。针对市场特点,循序渐进开拓市场。可以先从安全等级要求最高的应用领域入手,逐步拓展到其他危险等级较低的场合。按照从工厂设备层到网络层,从硬件到软件,从安全单元到安全系统的路线进行电气自动化系统安全方案的应用。努力开展电气自动化安全防范系统设计的研究。尤其是在楼宇智能化集成系统领域。
6、操作人员专业化
电气自动化系统设计与安装时,往往忽略对那些将直接接触控制设备人员培训工作。这是通常认为实际运行设备时进行人员培训比较容易,许多生产厂家及工程部门直到系统安装运行之后,才开始对操作人员及维护人员进行系统培训。系统安装过程中,随时让将来最终要维护和操作该设备人员了解安装过程,这将使他们对新系统有感性认识。通过专业培训,操作人员能更好理解系统为何按某一特定方式安装。为应付突然出现故障及恶劣运行环境下维修,就要事前弄清楚原因,否则会影响对发生问题做出正确判断。新系统安装,操作人员必须掌握这些技术。培训期间,公司培养技术娴熟操作人员,系统可运行时,那些将接触新系统人员掌握硬件设备及其操作和维护保养知识。
随着智能化和信息化的逐步发展,电气自动化涉及的产业和领域也将更多,技术更新更快,更加复杂,我们应当不断吸收高新技术的营养,开创电气自动化发展新局面。
参考文献:
[1] 刘永强. 浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J]. 黑龙江科技信息. 2011(02)
[2] 李国栋,马德新. 基于PC的电气自动化技术[J]. 黑龙江科技信息. 2011(21)
[3] 徐春凤. 电气自动化在煤机产品上的应用[J]. 科技信息. 2011(04)
[4] 武芳军. 电气自动化控制设备的可靠性测试与研究[J]. 民营科技. 2011(06)
[知识拓展]
毕业论文范文--计算机科技发展综述及展望
计算机于上世纪世纪70年代末期开始普及以来,短短的几十年时间,其对人类经济、军事、文化、艺术、生活乃至政治便已产生了不可估量的巨大影响。所以,我们很有必要对计算机的发展历程及未来发展做一全面的了解。本文由于篇幅所限,只能抓住计算机发展的关键节点加以综述。
在一开始,人们预测计算机可能会具有人类的某些智能,事实上,这一课题早已不再是科学幻想,而是非常严肃的科技应用了。但在此,我们需要再追述一下当时的历史:美国麻省理工学院社会学教授特克尔是计算机心理学方面的专家,曾经撰写过两本关于计算机心理学的具有开创性的著作,一本是《第二自我:计算机和人类精神》,另一本是《计算机屏幕上的生活:因特网时代的特征》。特克尔从20世纪70年代末开始研究人和计算机的关系。她说:“计算机的特征在( )物体和非物体之间。”很明显,计算机是物体,但在另一方面,计算机又可以反馈,可以有行为,有理智,甚至有精神。人们发现自己和计算机之间存在着互动的关系,甚至感到计算机似乎活着。
特克尔教授对儿童、计算机以及电子玩具三者之间的关系特别感兴趣。她发现,十来岁的少年主要用计算机来探索认知的问题,而八岁到十二岁之间即青春期以前的儿童,主要试图熟练掌握机器和电子玩具。特克尔发现计算机玩具对五岁到八岁之间的儿童起到激发纯理性推测思维的能力。她说,这些计算机玩具促使我们考虑“什么是生活”这一类的问题。
讨论计算机到底和人类有哪些区别,这无疑是一个最重要的问题。或许将来可能会出现和人类一样聪明的计算机,但是人类仍然要做饭,要建立家庭,要开餐馆,人类可能是地球上唯一会去教堂的生物。换句话说,计算机为人类留下的空间是感情、感性、家庭生活。模拟思维可能在某种程度上可以算是一种思维,但是模拟感情却永远不能被看作是真正的感情。
微软公司的视窗操作系统是特克尔目前重点研究的课题。视窗系统允许使用者同时执行几个互相没有任何关系的工作任务,并随意在这几个任务之间相互切换。这显然是一场革新,因为微软视窗允许使用者在计算机上同时发出好几个指令,并且在这些指令之间不断循环往复,这已经具备人类心理活动的某些特点。
在20世纪80年代,人类可能可以通过和自己心理的比较来试图理解计算机;而今天,特克尔说,人类试图通过计算机的运行模式来更好地理解人类的心灵。特克尔认为,现在计算机心理学研究的最热门话题是假设计算机到最后会真正动感情——你的计算机会对你产生爱情,它需要你的关怀、需要感情的滋润——这可能是未来研究人和机器间互动关系领域里最新的潮流。
目前人类在计算机控制的智能玩具领域已经取得了一些突破。一些玩具可以说几百句话,而且具有学习功能,甚至会骂人。日本索尼公司制造的电子宠物狗IBO,是这类电子宠物玩具的代表性产品。除了玩具以外,在智能计算机方面,计算机能够听懂主人说话已经不算稀奇。目前美国麻省理工学院的媒体研究室已经研制出一种具有人工智能的计算机,可以对使用者发出的非语言性信号做出反应,并且据此进行某种程度的调整。
特克尔认为,未来的计算机发展趋势是生物化计算机,计算机越来越具有知性和感性。从社会学的角度上说,这将是一大飞跃,值得学者专家好好探讨。
目前的计算机以纳秒(十亿分之一秒)为运算单位,其速度大大超过人脑,相当于人脑运算能力的一百多万倍。但是,计算机依然远远赶不上人脑信息处理能力的多样性。
为什么计算机的“智力”与人类不一样呢?原因之一就在于二者信息处理模式的不同。计算机的信息处理基础是对由记号来体现的概念的逻辑操作,而人脑的信息处理则是以图形为基础的非线性、并行的复杂能力。也可以这样说:计算机运用的仅仅是逻辑思维,而人的大脑运用的不仅是逻辑思维,更有形象思维。显然,人的大脑考虑问题比计算机更合理、更准确、更科学,因而效率更高,速度更快。
有人尝试模仿人脑模式制作具有人类特有功能的计算机,日本ATR人类信息通信研究所目前正在开发整体模仿人脑的计算机。由于迄今为止并没有完全弄清楚人脑的机制,因此在“脑型计算机”领域进行的研究不止一种。
人脑的神经线路并不是起初就非常完善的,而是在成长的过程中通过神经细胞相结合,从而形成了神经线路。把这一过程作为硬件建设而加以实现的是“以硬件进化为基础的自我增殖型人工计算机”。这种被称作CAM智囊的系统,将包含数十亿到数百亿的神经细胞,并以这些神经细胞完全能够并行运作为目标。
有些科学家专门着眼于用计算机来实现人脑的部分功能。人脑是以细胞层多层重叠的三维结构和高度的并行处理性为特征的。基于这种认识,日本东北大学进行了具有层叠型结构的人工视网膜芯片的开发,并有望制造出具有近似于人的视觉信息处理功能的系统。日本物理化学研究所最近开始通过开发高级小型机器人来探索脑型计算机的研制。该研究所根据人脑的处理线路让不同的小型机器人模拟人脑,用以对大脑认知、学习和控制等问题进行研究。
目前人们主要通过三种途径开发像人脑一样有自律性和创造性、能进行高度智能作业的计算机。一是人工智能的研究;二是以人脑结构为模型,制成以人工神经细胞为基础的脑型计算机,这也被称为神经计算机;第三种途径是开发能像神经网络一样工作的电子线路来自动生成“人工脑”。
脑型计算机的研究范围非常广泛,但如今的大部分工作仍处于基础阶段。因为要弄清楚人脑的机制并不容易。专家们认为,要想了解极其复杂的人脑的作用,就必须进行跨学科的多方面研究,进行综合、整理以获得全面信息。例如,通过了解大脑工作时的生理学功能,可以在神经细胞研究阶段得到精细的研究成果,但要在宏观上捕捉人脑活动则存在一定困难。另外,人脑同整个身体的关系等重大的课题也非常重要,如果不能发挥综合能力,就难以弄清楚大脑的工作原理。
如下:
【摘要】:综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。
【关键词】:环己烷氧化,环己酮,催化剂的认识。
环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前,工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法,环己烷氧化法的应用最为普遍,占90%以上。
由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化,为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性,工业上环己烷氧化转化率通常控制在,氧化选择性为90%左右。
但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前,环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点,近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。
本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。
认为是一种可以引起许多环境问题的一大类空气污染物。越来越多的挥发性有机化合物同它们的毒性和致癌性物质释放到大气中,这就要求研究人员找到一种有效的方法销毁它。催化燃烧是在低温下把挥发性有机化合物转化成CO2和H2O的有效方法。如铂,钯,钌等贵金属是众所周知的高活性的挥发性有机化合物的氧化催化剂。普遍认为一种新的挥发性有机化合物的催化剂应注意两件事情:气温较低活性和较高的热稳定性。然而,在大多数情况下,在一个从300°C 升至1300°C 的催化反应器中存在温度梯度而各种挥发性有机化合物燃烧催化剂需要能覆盖这个温度变化的范围。当操作温度超过1000° C时,将会导致催化剂在活跃点烧结,其催化活性随之下降。通常情况下,最常用的支持是氧化铝,它在某些情况下并不能保证足够的热稳定性。在这个意义上说,开发一个新的,热稳定,低成本的材料作为挥发性有机化合物的燃烧的支持和催化剂,是非常需要的。自己打的,蛮辛苦,望LZ采纳希望我的回答对你能有帮助,^_^ 也希望你能采纳为最佳答案!百度搜索:麦拍拍
绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物中;②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。烷基化反应石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。(NH4)尽管催化活性不高,但对C8产物的选择性达到%;具有很高的催化活性,但其对C8产物的选择性却只有。异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃和~ MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达。与国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成工艺路线,具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波,胡长文,许林.多酸化学导论[M].北京:化学工业出版社,1997,170-195.夏恩冬,王鉴,李爽.杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展[J].天津化工,2007,21(3): C,Chottard G,Bregeault J,et epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J].Inorg Chem.,1991,30(23):4 409-4 415.刘志刚,刘植昌,刘耀芳.SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J].天然气与石油,2005,23(1):17-19.陈诵英,陈蓓,王琴,等.环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J].宁夏大学学报,2001,(2):98-99.刘亚杰,温朗友,吴巍,等.负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J].石油炼制与化工,2002,33(12): M,Kung H Catalysis A:General[J],2000,201:9-11.刘秉智.固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J].应用化工,2005,(9): Chemistry TheoryandPractice[M].Oxford:Oxford University Press, atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J].Science,1991,254(5037):1 471-1 M,Okuhara [J],1993,23(11): Rev-Sei Eng.[J],1995,37(2):311-352.温朗友,闵恩泽.固体杂多酸催化剂研究新进展[J].石油化工,2000,(1):49-55.
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第一作者及通讯作者:李伟(陕西 科技 大学(西安))
共同通讯作者:王传义(陕西 科技 大学(西安))
通讯单位:陕西 科技 大学
论文DOI:
研究亮点
1. 通过简单可控的方法将单原子Pd成功修饰在了CdS NPs表面。
2. 单原子Pd与CdS NPs表面的S原子形成强配位作用,通过协同金属-半导体配位相互作用促进了光诱导载流子自体相向表面的迁移,抑制了CdS光腐蚀现象,提高了光诱导电子利用效率。
3. 单原子Pd修饰CdS NPs后降低了催化水分解产氢能垒,显著增强了其全分解水产氢活性。
研究背景
随着双碳目标的提出,国家对氢能源的发展做出了重要指导,有效推进氢能源的发展。传统产氢手段能耗高,且伴随有二次污染。由于太阳光能来源广泛、使用方便、绿色可持续性等优点,将太阳能转变为方便使用的高附加值化学能无疑是新能源开发的有效途径,具有潜在应用价值。日光诱导全分解水产氢是一种开发氢能源的潜在技术,然而较低的效率阻碍了该项技术的大规模应用推广。因此,开发高效稳定的全分解水产氢催化剂具有理论与实际研究意义。
硫化镉(CdS)是一种低功函且具有优异可见光响应的过渡金属硫化物,在光催化和电催化领域有着广泛的应用。被用于光催化材料时,长时间光诱导容易导致其结构发生严重光腐蚀,极大地影响其光催化性能。如何在提高CdS基光催化剂催化活性的同时,有效抑制其光腐蚀影响,增强其结构稳定性,是需要研究者不断 探索 和解决的关键科学问题。
拟解决的关键问题
本课题通过一步简单诱导还原策略,将单原子Pd修饰在CdNPs表面,实现了协同的金属-半导体配位相互作用,抑制了载流子复合,提高了催化剂量子产率。更为重要的是,高度缓解了CdS光腐蚀影响,赋予其以长时间光电流稳定性,一定程度上解决了光腐蚀导致其催化剂结构不稳定的科学问题。
成果简介
针对CdS光催化剂在光诱导下光腐蚀严重影响其催化性能的科学问题, 陕西 科技 大学(西安)李伟副教授及王传义教授 等人通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面,制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同的半导体-金属配位相互作用,其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强,有效抑制了其光腐蚀,增强了催化剂结构稳定性。同时,CdS-Pd催化剂表面全分解水产氢过程能垒相较于纯CdS NPs明显降低,从而在模拟日光诱导下达到了纯CdS纳米催化剂110倍的全分解水产氢活性,且表现出良好的耐光性能。
要点1:CdS-Pd复合光催化剂合成
通过简单的一步诱导还原法将单原子Pd修饰在六方相CdSNPs表面,优化并制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。
图复合光催化剂的合成示意图及结构表征。
要点2:CdS-Pd复合光催化剂结构、组成及形貌表征
通过XRD、Raman、XPS、XAFS和ac-STEM等表征研究发现:贵金属Pd是以单原子状态均匀分布在CdS 纳米催化剂表面,且单原子Pd与CdS 纳米催化剂表面的S原子形成了S-Pd配位作用,这有利于促进光诱导载流子的传导。
图复合光催化剂的形貌、晶型及组成分析。
要点3:CdS-Pd复合催化剂模拟日光诱导产氢活性及稳定性
当反应体系pH = 10时,优化后的CdS-Pd纳米催化剂在模拟太阳光诱导下全分解水析氢速率为 μmol·g -1 ·h -1 ,是纯CdS的110倍。如果进一步加入牺牲剂,其半分解水析氢速率可达到 μmol·g -1 ·h -1 。在λ = 420 nm的光波诱导下,其全分解水和半分解水的表观量子产率分别为和。即使在室外日光辐照下,也可以清晰地观察到大量气泡的产生。以上研究表明单原子Pd修饰后的纳米催化剂模拟日光诱导产氢活性显著提高。另外,通过评价该改性催化剂进行模拟日光诱导催化产氢的持久性及再生性,证明Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂具有稳定的光诱导催化活性和良好的结构稳定性。
图复合光催化剂的催化产氢性能、持久性和重复使用性。
要点4:CdS-Pd复合光催化剂的协同作用增强光-电化学性能及机理分析
通过光-电化学各项表分析可知:Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂表现出良好的电子-空穴对分离特性,且由于协同的半导体(CdS)-金属(Pd)配位相互作用加快了载流子自体相向表面的迁移,有效抑制了CdS的光腐蚀,延长了光生载流子寿命,从而在长时间光诱导下呈现高密度且稳定的光电流信号。
图4. CdS-Pd复合光催化剂的光-电化学性能表征及机理分析。
要点5:CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及催化机制分析
通过DFT计算分析可知:CdS-Pd纳米催化剂表面全分解水产氢能垒相较于纯CdS NPs明显降低,且支撑了S-Pd配位键形成的可能性。最终证明氢气生成的主要活性位点为催化剂表面的S位点,而表面单原子Pd则促进了水分子的分解。综上所述,在模拟日光诱导下,CdS基体生成大量光诱导载流子,并快速迁移至表面。H 2 O分子首先在催化剂表面Pd位点处被分解为氢质子中间体和OH-离子,氢质子进一步在S位点处获得电子被还原成氢气,而OH - 离子则在CdS表面被光生空穴氧化为O 2 分子。由于该催化剂协同的金属-半导体作用机制,O 2 分子与部分光诱导电子作用被快速转化为超氧自由基(O 2 +e - O 2•- ),所以该催化剂更适合于在模拟日光诱导下催化水分解产氢应用。
图5. CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及全分解水机制
小结与展望
综上所述,针对纯CdS半导体光诱导过程中光腐蚀影响导致其结构稳定性较差的科学问题,本研究通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面,制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同配位作用,其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强,光诱导电子-空穴对复合抑制效果明显。同时,单原子Pd修饰后的纳米催化剂明显降低了全分解水产氢过程的能垒,从而在模拟日光诱导下达到纯CdS纳米催化剂近110倍的全分解水产氢活性,并表现出优良的催化活性与结构稳定性。本研究对于通过简单有效的制备方法合成稳定且高效的全分解水产氢CdS基光催化剂具有理论与实际研究意义。
参考文献
W. Li, X. Chu, F. Wang, Y. Dang, X. Liu, T. Ma, J. Li, C. Wang, Pd single-atom decorated CdS nanocatalyst for highly efficient overall watersplitting under simulated solar light. Appl. Catal. B-Environ . 2021, DOI: .
作者介绍
李伟 ,陕西 科技 大学 化学与化工学院,副教授。从事光催化剂结构设计及合成、光催化污水处理、太阳能光伏氢能源生产相关研究。目前已发表国际SCI论文30余篇,总被引频次1000余次。部分研究被《Appl. Catal. B-Environ.》、《J. Mater. Chem. A》、《Environ. 》、《ACS Sustainable .》、《Chem. Eng. J.》、《ChemCatChem》、《Electrochim. Acta》等期刊报导。
王传义 ,陕西 科技 大学特聘教授。德国洪堡学者、英国皇家化学会会士、国家外专局高端外国专家创新团队负责人、德国洪堡基金会联合研究小组中方负责人、陕西 科技 大学特聘教授、武汉大学兼职教授、博士生导师。应邀担任中国可再生能源学会光化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员及中国环境科学学会特聘理事、国家 科技 奖励和国家重点研发计划项目会评专家及国家基金委等机构项目评审专家。从事光催化技术在环境与能源领域的应用研究。
声明
浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(℃,7 )以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过,而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献1. 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)2. 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)3. 黄培强. 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J]. 化学进展,1998(4)4. 高兆林, 谭丕亨. 绿色化学浅说[J]. 山东化工,1999(2)[5.王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)6.. 徐光宪.今日化学何去何从?.大学化学,2003,(1)7. 董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育. 2002来
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文
在学习和工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是学术界进行成果交流的工具。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文,欢迎大家分享。
摘要: 现如今,环境污染问题已成为全球性的问题,加大环境保护力度,促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为环境污染中的一种,加大大气污染的治理力度,缓解温室效应给社会发展带来的难题,有利于实现和谐社会的建设。基于此,文章主要对纳米光催化技术进行了分析,并对其在大气污染治理中的应用进行了研究,以供相关人士参考。
关键词: 纳米光催化技术;大气污染;治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用,可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好,容易达到其反应条件,效率高,对环境及人体具有无害的特点,所以,纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究,充分了解其在大气污染治理中的应用,有利于解决我国严重的.雾霾问题,优化人们的生活环境,促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源之一,在能源短缺和环境污染日趋严重的今天,其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能,又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比,利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势:催化降解反应可以在常温常压下进行;操作简便;在太阳光的激发下,能有效去除大气中的污染物如NOx和VOCs,不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应,20世纪70年代后期,Frank和Bard关于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在TiO2紫外光下的降解研究,极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下:当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时,价带(va-lenceband,VB)上的电子被激发,跃过禁带进入导带(conductionband,CB),而在价带上产生与电子()对应的空穴(),即产生自由电子-空穴对,活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面,而且跃过界面,使被吸附物还原和氧化;同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基(),导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两个自由基(),是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下:
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛,TiO2作为应用效果较好的光催化剂,具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性,其化学性质稳定性较好,来源丰富,能源较大,具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是,在实际的纳米光催化技术应用过程中,容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此,在大气污染治理过程中,相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
(一)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理,是利用催化剂净化大气的。在反应过程中,催化剂的表面积、粒径等等,都会影响纳米光催化反应。如:当催化剂的粒径不断缩小时,溶液中的单位质量粒子就会增多,虽然光的吸附效率有所增加,但是,光吸收不易饱和;当催化剂系统的表面积增加时,就意味着催化剂参加反应的面积增大,有利于催化反应的进行,反之,则不利于催化反应的进行。另外,催化剂的表面羟基及混晶效应,也是影响纳米光催化反应的另一因素。
(二)光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长在200-400nm的范围内。一般情况下,在纳米光催化反应过程中,其光的强度越强,催化反应速度就会逐渐趋于常数,但是,光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外,PH值不同,外加助催化剂及无机盐等等,在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
(一)室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体,而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术,前者主要针对外源性污染,可采用高效低阻过滤的方式;而后者主要针对内源式污染,比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的,若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低;个性化送风由于其实际使用中制约较多,在实际工程中较少。
(二)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能,已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域,有望实现大规模工程化应用;纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中,单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显,因此,在治理大气污染过程中,相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合,提高大气污染治理效果,保证人们生活健康。
参考文献:
[1]曹军骥,黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报,2016,17:64-71.
[2]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2013.
目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,我整理了汽车尾气治理技术论文,欢迎阅读!
汽车尾气治理技术方法概述
摘 要:目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,汽车尾气治理理所当然的成为了全社会共同关注的问题。汽车尾气内含有大量的有害物质,严重破坏大气环境,尾气治理也面临较大的压力,为降低汽车尾气的污染性,必须采取有效的对策。本文主要针对汽车尾气的治理技术进行阐述和分析。
关键词:汽车尾气;治理技术;污染
汽车行业的发展,为人们提供了诸多便捷,逐渐成为普遍的大众交通工具,但是汽车尾气排放治理一直是环境保护中重点考虑的问题,主要是因为汽车尾气中存在大量的有害物质,破坏大气环境,所以需采取有效的治理措施以及高效的净化尾气技术,最大限度的减少汽车尾气污染,共同维护我们的绿色家园。
一、汽车尾气的污染分析
汽车尾气对环境的污染和危害非常大,如果汽车尾气不经治理直接排放,会严重危害到环境和人们的身心健康。汽车尾气中的污染主要包括:(1)氮氧化物,此类污染物本身存在毒性,再加上紫外线的分解,直接形成二次污染,氮氧化物排放严重的地区,会出现光化学烟雾,不仅破坏了大气环境,更重要的是危害人体健康;(2)CO、HC,同属于危害极高的气体,此类气体长期混合在空气中,能够引起人体中毒,而且此类污染物在游离状态下的排除难度非常高;(3)二氧化碳,其属于汽车尾气的主要产物,引发严重的温室效应,直接破坏了大气的保护层。
二、汽车尾气的治理技术
汽车尾气的治理关键主要集中在汽车的发动机部分,治理技术可分为燃烧净化技术和尾气净化技术两部分。
(一)燃烧净化技术。燃烧净化技术的治理对象是汽车发动机的内部,主要降低尾气中有害物质的含量,燃烧净化技术可以分为如下三类:
电控点火系统的应用。电控点火系统在汽车发动机内部控制中,提供充足的点火能量,保障准确点火,避免汽车因点火问题发生污染。电控点火系统着实提高了混合气的质量,促使其在不同的点火条件下,均能实现精确点火,防止汽车因点火不足而发生污染性燃烧。部分汽车的电控点火系统已经做了改进,通过控制点火,完善电控点火系统在发动机中的应用,提供最佳点火状态,着实降低了CO、HC等的排放量。
可变进气管道。改进进气管道的供气效率能够促进完全燃烧,可变进气管道适度控制进气管,利用可变进气过程中的波动条件,优化进气管道的工作状态。进气管道的长度是可变的,其可根据发动机的状态变化进气管道,发动机的转速变低时,可以选择长距离供气,转速加快时,转变为短距离供气,由此发动机不论在任何状态下,都能得到最佳的供气量,实现充分燃烧。
电控燃油喷射。电控燃油喷射控制能够保障空燃比处于最佳状态,促使燃油具备充分燃烧的条件,避免发动机内部产生有害物质。电控燃油喷射系统的功能比较多,有利于燃烧净化,汽车发动机在电控燃油喷射的作用下,能够提高喷油的质量,可以根据汽车发动的需求,不断调整供油系统,提供精准的供油量。因此电控燃油喷射通过控制燃烧条件,有利于降低汽车尾气的污染,最主要的是保障充分燃烧,避免尾气中含有有毒气体及烟尘微粒。
(二)尾气净化技术。尾气净化技术作用在汽车发动机的外排部分,利用净化技术治理汽车尾气,实现安全排放,降低汽车尾气对大气环境的破坏性。
过滤与再生。过滤与再生是尾气净化技术的基础部分,由过滤和再生装置构成,主要净化汽车尾气中的颗粒。尾气净化中的过滤装置,可排除尾气中的特定颗粒,吸附含有毒害物质的烟气,以免其排放到大气中,过滤装置的吸附效率高达80%。同时过滤与再生装置还具有重新利用的功能,将可利用的气体重新送入汽车发动机系统内,体现节能环保的技术优势。
闭环控制。闭环控制在尾气净化中负责控制转化与传感部分,构成尾气净化装置,比较具有代表性的是三元催化转化器,利用催化还原的方式,将有毒的氮氧化合物转化成没有危害的氮气和氧气,再次利用导管将氧气重新输送到发动机耗氧环节。根据试验分析,三元催化转化器在闭环控制中,当空燃比控制在:1的范围内时,催化转化的效率可以提高到90%,大大提高了尾气净化的水平。
AIR系统。AIR系统有利于尾气净化技术的应用,其可提高尾气净化的效率,发挥高质量的辅助作用。AIR辅助尾气净化技术闭环控制的环节,能够深层次的净化汽车尾气。 AIR系统与三元催化转化器配合,采取燃烧的方式消耗掉尾气中的HC、CO等有害气体,此类有害物质会以水和二氧化碳的方式排放到空气中,强化汽车的尾气治理。
三、汽车尾气的治理方法
随着科技的发展,汽车尾气治理具有良好的发展前景,目前,高端的治理方法已经投入汽车尾气治理应用中,比较典型的治理方法包括:磁化净化方法、等离子处理方法等。
(一)磁化净化方法。磁化净化的治理方法能够改变汽车燃油中的构成,促使燃油具备充分燃烧的条件,提高发动机的燃烧效率,降低尾气中的污染物排放量。汽车尾气中含有的大量污染气体,经磁化净化方法治理后,尾气的质量可得到很明显的提升,而且还在不同程度上调节了气体的有效燃烧,符合汽车尾气的治理要求。
(二)等离子处理方法。等离子处理方法在汽车尾气治理中较高的效率,具有全面净化的优势。等离子的活性非常高,其可治理汽车尾气中的污染物,还可利用二次治理的方法,避免出现尾气污染。等离子处理方法可以在空气进入汽车发动机之前实行治理,保障空气内含有足量的可燃性氧气,利用不同状态的氧气,提高发动机的燃烧效率,以此来氧化尾气中的CO、HC,提升尾气治理的水平。等离子处理方法在尾气治理中的应用价值非常高,不仅可以降低尾气中的污染物,还可起到还原作用,重点还原尾气中的氮氧化物,转化成无污染的气体,降低汽车尾气对环境和人体健康的危害。
四、结束语
大气环境是我们赖以生存的宝贵资源,因此保障空气洁净是环境保护的重要课题,由于汽车尾气对大气环境的危害较大,因此,必须要采取科学可靠的治理方法,充分发挥治理技术的过滤和净化作用,严谨处理汽车尾气中的有毒物质,从技术层面探讨更先进更有效的方式方法尽快实现汽车尾气的零污染排放,保障汽车行业与环境保护的和谐发展。
参考文献:
[1] 龚大国,袁宗宣,谢春梅,赵君科,贺克斌.等离子体汽车尾气治理技术[J].重庆环境科学,2003,02:28-32+60.
[2] 张圣宇,张兴安. 汽车尾气有害物质治理技术[J].环境科学与管理,2012,07:81-84.
[3] 刘明海,邬钦崇,俞国扬,梁荣庆,任兆杏,胡希伟.低温等离子体技术在汽车尾气治理的发展动向[J]. 环境科学动态,1999,03:18-20.
[4] 邵宇,李国祥,艾萍.汽车尾气污染治理技术新进展[J].云南化工,2005,06:68-70+59.
作者简介:李刚(1977-),男,陕西西安,大学本科,研究方向:环境保护。
张瑞军(1983-),男,陕西榆林,大学本科,研究方向:环境工程。
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汽车尾气污染物主要包括:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。据统计,每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg,碳氢化合物200—400kg,氮氧化合物50—150kg;美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。 汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应,生成臭氧,它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛,引起红眼病;刺激鼻、咽喉、气管和肺部,引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死,农作物大量减产;能降低大气的能见度,妨碍交通。 汽车尾气中一氧化碳的含量最高,它可经呼吸道进入肺泡,被血液吸收,与血红蛋白相结合,形成碳氧血红蛋白,降低血液的载氧能力,削弱血液对人体组织的供氧量,导致组织缺氧,从而引起头痛等症状,重者窒息死亡。 汽车尾气中的氮氧化合物含量较少,但毒性很大,其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合,形成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。 汽车尾气中的碳氢化合物有200多种,其中C2H4在大气中的浓度达(十万分之一)时,能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃,包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到时,居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近,公路上汽车流量越大,肺癌死亡率越高。 汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物,会增加慢性呼吸道疾病的发病率,损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时,会随降水形成“酸雨”。 汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液,并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中,它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞,引起贫血;损害神经系统,严重时损害脑细胞,引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达时,会影响儿童的生长和智力发育,甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘,危及胎儿。所以,我们要多走路,能不坐车就尽量不坐车。
不能轻视汽车尾气的危害 进入21世纪,汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广,它对世界环境的负面效应也越来越大,尤其是危害城市环境,引发呼吸系统疾病,造成地表空气臭氧含量过高,加重城市热岛效应,使城市环境转向恶化。 汽车排污使城市“体温”升高 过去两年,欧洲许多城市出现了高温气候,创下死人最多的记录。其他欧盟国家也有相关死亡记录。 欧盟环境空气质量监测机构经研究发现,除气候因素外,空气污染也是主要元凶。其中,汽车尾气难辞其咎,它造成地表空气中臭氧含量过高,使城市热岛效应加重。无数辆行驶在大街小巷的汽车在大量排放有害尾气的同时,还成为惊人的活动散热器,它们和空调、冰箱等制冷电器一起不停地吞能吐热,使城市的“体温”不断升高,温室效应大大增强。 汽车尾气成“致命杀手” 相关研究证实,市区空气中的有害有机物质主要是挥发性有机碳(VOC)和多环芳烃(PAH)。在欧洲许多城市,汽车尾气排放是空气中PAH污染的主要来源,占全年的35%。分析发现:汽车尾气中有上百种不同化合物,其中污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等;1辆轿车1年排出的有害废气可达自身重量的4倍。 汽车所排放的尾气会严重影响人类健康。汽车尾气中的一氧化碳与血液中血红蛋白结合的速度比氧气快250倍,即使吸入微量一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害,轻者眩晕、头痛,重者脑细胞将受到永久损伤;氮氧、氢氧化合物会使易感人群出现刺激反应,患上眼病、喉炎;氮氢化合物所含苯并芘是致癌物质,它是一种高散度的颗粒,可在空气中悬浮几昼夜,被人体吸入后不能排出,积累到临界浓度便激发形成恶性肿瘤。 德国科学家最近的一项研究表明:儿童患癌症几率与汽车尾气造成的空气污染有密切关系,即使孕妇吸入这些废气,其胎儿出世后也更容易患上癌症。值得一提的是,汽车尾气中的铅一般分布于地面上方1米左右的地带,正好是青少年的呼吸带,因而铅污染对青少年的危害更重。 1975年至2005年,德国波恩大学的一个科研小组对近万名因患白血病或癌症而死亡的儿童进行了多次调查,他们于今年3月10日发表报告指出:对于儿童来说,汽车尾气中的一氧化碳和1,3-丁二烯是致癌的元凶。研究证实,死亡儿童的居住地点与大气污染有密切的关系:生活在距离长途汽车站或其他交通中心、石油产品储存点等污染源1公里范围内的儿童,患癌症死亡的危险剧增;如果儿童生前或者他们的母亲在怀孕期间生活在距离汽车尾气大量排放地点300米范围内,这一危险进一步增加。 换一种方式出行 每年,为迎接9月22日“世界无车日”的到来,一些国家的政府都采取措施鼓励国民在自9月16日开始的一个星期里放弃使用私家车,选择其他代步工具。 在葡萄牙,电车、自行车、渡船、地铁、公交车甚至步行,都是政府积极推荐民众选择的出行方式。为使葡萄牙的“无车周”活动收到良好效果,葡萄牙全国18个市政当局还精心策划了包括体育比赛和文娱游艺在内的各种宣传活动,以鼓励市民更多使用无污染或污染小的交通工具,增强市民的环保意识。 务实的荷兰人以实际行动支持“世界无车日”。荷兰这个国家人均收入位列全球第四,许多家庭门前都停着私家车,后门的运河里则拴着游艇。即使这样,这些荷兰家庭仍然有自行车。更多的周末,荷兰人开着汽车,拉着拖车,带着自行车,一家老小齐出动,专门找个地方停下汽车,再骑上几十公里的自行车。荷兰人称之为“山水之旅,亲近自然”。 欧盟的环保专家认为,要减少汽车污染对城市环境的危害,最有效的办法是调整城市交通政策,大幅减少私家车数量,优先发展公交,提倡自行车交通;同时,还应加速发展、普及环保型汽车,减少对石化燃料的依赖。