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非公企业也一样,这几年由于政府营造了社会非公经济发展的宽松环境,许多非公企业成长起来,形成了自己的本企业文化。作为非公企业中的工会组织如何加强企业文化的建设,保证企业文化朝着健康、正确、科学的道路发展,是值得研究的一个重要问题。工会组织要善于利用自身特有的地位,加强企业文化的建设。为做到这一点,有以下几点措施:
一、加强工会组织自身建设,创造推行企业文化的基础条件
非公企业工会组织的自身建设是工会组织加强企业文化建设的前提条件。工会组织自身的状况如还达不到要求,那怎么加强企业文化的建设呢?非公企业工会组织加强企业文化建设的自身基本条件应具备:
1.有专门的工会组织工作机构,对大型非公企业应设立工会专职办公室,配有专职工会工作者,专门从事工会工作。有了工作机构和人员才能开展研究和推进企业文化建设的工作。
2.非公企业工会组织应逐步建立和完善工会组织架构体系,建立开展企业文化建设的工作网络,具备建立集团总部工会条件的应组建集团总部工会,具备建立子公司工会分会的应组建分会,选好热心的能干的工会工作干部――主席、委员、小组长。
3.关心管理好非公企业的每一个工会会员,根据工会法要求,将他们编入所属工会分会、工会小组,工会小组要建立工会档案。
4.建立正常的工会组织活动制度,工会组织的生命在于活动,活动要有内容,企业文化就是主要活动内容之一。定期和不定期的开展相关活动,研究、讨论建设企业文化中的各种问题。
二、利用工会组织的特有地位,加强企业文化建设的宣传力度
非公企业工会组织在创造出自己的基础条件后,对本企业文化建设要加强宣传力度,着力宣传企业文化构建的核心内容和实践细则:
第一,企业要实现快速稳健发展,不仅要靠严谨、科学的制度,也要靠统一的思想和产生共鸣的情感,让全体员工不断保持旺盛的斗志,自觉的融入企业,把个人事业与企业长远发展紧密结合起来,同舟共济,共同成就具有持久市场竞争力的公司。
第二,非公企业文化的核心竞争力体现在“企业价值观”和“企业精神”这两个方面。工会组织要广泛深入的宣传“企业价值观”和“企业精神”,使每个工会会员和员工都深刻领会企业文化的核心内涵,以便更快更好的融入企业文化营造的工作氛围内。例如,苏宁电器的“企业价值观”是“做百年苏宁,国家企业员工,利益共享;树家庭氛围,沟通指导协助,责任共当。”,这也是苏宁电器企业文化的精髓。而“执著拼搏,永不言败”则是苏宁电器在市场经济中能够不断制胜的企业精神。对于这个企业价值观和企业精神,苏宁电器工会委员会牢牢把握这个核心,在日常工会工作中,注重宣传、教育,便于工会会员和广大员工将企业价值观和企业精神结合起来,成为推动企业文化建设的动力。
第三,宣传非公企业文化核心内涵的实质性内容一般包括三个文化理念,即企业的经营理念、管理理念和服务理念。企业工会组织要围绕这三个方面的企业文化理念,开拓、创新、发展,形成企业自身的有特点的企业文化内涵。如苏宁电器,企业文化的经营理念是“服务是苏宁的唯一产品”,苏宁不仅服务于消费者,也要服务于供应商;苏宁企业文化的管理理念是“制度重于权力,同事重于亲朋”,它要求全体工会会员和广大员工认识和了解在企业的日常管理中,制度是高于一切的东西,任何人不能凌驾于制度之上;苏宁企业文化的服务理念是“员工以企业为平台,为企业创造价值;企业以员工为财富,为员工谋求发展;企业以上市为契机,为消费者带来回报。”这种含有企业自己特色的企业文化,有机统一了全体员工的价值观念和行为准则,将全员服务和服务消费者、服务供应商、服务投资者的意识贯穿于企业整个管理和经营的每一个环节。这些企业文化的核心内容是非公企业工会组织在开展工会工作中应以为重点的。
三、利用工会组织的架构体系,贯彻、执行、推进企业文化
建立健全工会组织架构体系后,在企业文化建设方面,工会组织的主要任务就是发挥其组织架构体系的作用,由上而下的发动广大工会会员和员工贯彻、执行企业的主要工作任务,体现企业文化精神;同时由下而上的收集、对企业文化的执行情况和需要改进、加强的意见,供企业决策层参考。在推进企业文化的过程中要充分利用工会组织的凝聚力和战斗堡垒作用,充分发挥企业文化的特定功能。它们是:
1.教育功能。工会组织要对广大工会员和员工,特别是新进入企业的员工,进行企业文化的宣传。利用工会小组会、大会、员工活动等形式开展教育,使他们了解、执行企业文化的标准。
2.融合功能。工会组织应发挥企业文化的融合功能。每个企业的企业文化都应有很强的融合功能,特别是较成熟的大型企业。对于新进入的员工,不论年龄大小、不同教育背景、不同的工作经历,只要你进入这个企业,时时刻刻都会被浓浓的企业文化氛围感染着,它包容着能够融入企业的每一个入职者。这个过程中,工会组织应起着重要的作用。
3.团结功能和凝结功能。工会组织要发挥本企业文化的特点,便于广大员工产生对本企业的向心力,热爱企业,热爱企业文化,能够共同为一个企业发展目标实现而走到一起、团结在一起,形成一个大家庭,共同为完成企业任务而努力。一个好的基层企业工会组织应当成为群众政治思想教育和企业文化教育的核心,发挥好团结工会会员和群众的作用;同样,一个好的企业文化,也能起到团结员工和凝结人气的作用。
4.激励功能和鞭策功能。企业文化所造就的工作环境对每一位员工都是平等的,企业为它的员工提供了同样的事业舞台,谁的付出最多,谁的贡献最大,谁就能够得到公司的认可和重用。这就是企业文化的激励功能。各级工会组织不仅要发挥好企业文化的激励功能作用,还要对那些表现较差的员工进行批评教育,对那些人品差、素质低、不敬业、不协作的人和事进行鞭策,确定不合格者给予淘汰,以提高企业整体人员素质。
四、教育广大会员和员工,带头争做执行企业文化精神的楷模
在经济体制改革深入发展和社会经济环境不断优化的大好形势下,非公企业迅速发展起来,大批员工进入了非公企业逐步成为非公经济中的中坚力量,对非公企业的发展起着举足轻重的作用。如何管理好,组织好这支队伍也就成为非公企业工会组织的重要任务。
非公企业工会组织首先要利用工会组织活动形式如座谈会、参观、访问等各种形式,宣传、教育广大员工做好执行企业文化精神的楷模。每个会员和员工都是企业的一分子,都应该高标准、严要求,遵守企业的各项规章制度,发扬企业文化精神,在企业的各项工作任务完成中,起到积极的推动作用。从另一方面讲,每个工会会员和员工,应该在各自的岗位上发挥先锋模范带头作用,作执行企业文化的表率,共同塑造出良好的企业文化形象。
【关键词】工业废气;现场监测;环境恶化
0引言
人人都知道的一个现状是由于二氧化碳等废气排放量超标,致使臭氧层出现空洞,全球气温回升。环境问题不是解决就可以一劳永逸,需要我们时刻关注,这是一个永恒的问题,我们当代环境问题不光关系到我们的生存问题,同样关乎后代的生存问题,我们必须引起重视。我们应对将排放废气进行严格的监测,达标的可以直接排放,不达标的采取一定措施降低废气毒性直至达标再进行排放。以下就如何工业监测废气及其相关问题进行讨论,以解决工业废气问题。
1工业废气的种类及损害
1.1工业废气的种类
工业废气主要是由工厂生产产品和加工组装产品时燃烧燃料的过程当中产生的,在这一过程中排放的废弃属于工业废气。其中有常见的二氧化碳气体、一氧化碳气体、硫化氢气体、氯化氢气体、氟化物、氮氧化物等,这些气体大多对环境有负面影响,同时也会一定程度的损害人体和动植物体。再者有铅汞等毒性液体,还有一些雾状、霾状、粉状及灰尘状的有害气体。
1.2工业废气对环境的损害
工业废气中一般含有大量颗状粒子,颗状粒子在空气中上升过程中逐渐变得混乱,上升到一定高度时,就会形成片状的雾霾,挡住了太阳光,阻止太阳光的直射,致使地球表面太阳光辐射力度大幅度下降。长此以往,人类因为没有吸收充分的太阳光能而影响机体的生长与运作。另外,常见工业废气中硫化氢气体所占比例也较大,其他形式的含硫元素的气体也不少,其中硫酸最为常见,以上这些还有硫元素的气体排放到大气中,会形成酸雨。众所周知,酸雨具有腐蚀性,而且腐蚀能力及其强大,连金属性质的物质都不能避免被腐蚀的厄运,更别说其他材质的物质了。酸雨会腐蚀建筑物,是建筑物残损。另外,酸雨会腐蚀人体以及动植物的皮肤,且会毒害人体及动植物体内机能。以上这些并不是工业废气对环境的全部影响,工业燃料燃烧产生废气的同时还会排放大量的热能,会使大气气温上升,以致产生温室效应。
1.3工业废气对人和动植物的危害
常见工业废气中的氟化物与硫化物均有极强的腐蚀性,有的会腐蚀植物体的表层部位,还有的会更深层次的腐蚀植物体的机体内部。这些工业废气会不同程度损害植物体,严重的会致使植物体出现死亡症状。人体与动物体均进行呼吸作用,工业废气被人体或动物体吸收会损害其呼吸道,进而损害机体各部分性能。
2对工业废气在线监测的原因
2.1国家法律的强制性规定
针对工业废气对环境的严重影响,我国出台了《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》两部法律解决这一问题。这两部法律中明文规定工业废气排放标准,工厂监管人员需严格按照国家法律规定排放有关工业废气。有些工厂为了追求经济效益,常常存在侥幸心理,不按规定办事。一旦被查到,就需要付相应的法律责任,因此我们需要对工厂的工业废气进行严格的监测,符合法律规定排放标准的废气才能直接排放,否则就需要进行加工,直至达到标准再进行排放。
2.2国家工业进步的关键
工厂看重的就是利益,国家收取工厂废气排放费用的标准是按照化学物料守恒进行的,然而燃料燃烧时,存在一些复杂状况,有时气体排放形式不同,所以收费可能存在多收现象,在关乎利益的方面我们应该严格进行。例如,燃料燃烧产生二氧化硫时常常伴随着钙元素的反应,这是钙离子可以对二氧化硫产生脱硫作用,致使部分硫元素以其他硫化物形式排放,因此实际的二氧化硫排放量少于计算值,如果不注重被脱部分硫元素的收费,长此以往就会多交一笔大数目的金额。但如果在工厂引进在线监测技术,就可以轻松解决这类问题了。可以避免缴纳不需要交的费用,让工厂获取最大限度的利益。因此工厂无论如何都应该引入在线监测技术,按照确切的废气排放量缴纳费用,缩减不必要的缴费,为工厂赢得经济效益。
2.3保护环境及人类和动植物健康所必须
环境问题一直是一个重大问题,环境问题复杂且难解决,但环境问题关乎国家发展,关乎人类健康,关乎动植物生命,甚至关乎未来地球的一切,所以我们必须引起高度重视。工业废气排放量超标不仅会影响环境质量,更重要的是会人类和动植物的生命健康安全,所以我们应该积极采取有效措施,保证工业废气排放量在标准范围内,尽力保障环境和人类及动植物的长久动态平衡。因此工厂引进在线监测技术是大势所趋,是时代的要求,更是我们的职业素养。
3在线监测技术的结构及类型
3.1工业废气在线监测技术的结构
工业废气在线监测系统大致由环境保护局监管决策部分,工厂自行检测和高层管理部分以及现场数据收集部分这三部分组成。工作过程采取流水线方式,首先,由现场监测机器进行监测得出准确数据,然后,以互联网形式向高层管理人员输数据,高层管理人员根据结果计算出该向国家缴纳的工业废气排污费用。如果工业废气排放量超标的话,不能直接进行排放,需要通过一系列加工将排放量降至允许排放的范围内才可以进行下一步骤。遇到问题要把问题反映给给环境保护局,严格按照环境保护局的规定排放工业废气。
3.2内置式工业废气在线监测系统
把烟气分析系统安装在烟气排放通道上的工业废气在线监测系统成为内置式工业废气在线监测系统。内置式在线监测系统的优势是废气排放过程中样不通过烟气分析系统这一环节,防止废气样的停留,这样可以及时排除废气样品。这样不仅确保了数据的准确性,而且缩减了资金消耗。有利就有弊,内置式工业废气在线监测系统是安装在烟气排放通道上的,烟道的内部价结构复杂多样,极易出现损坏,并且因其复杂的结构很难进行修补。另外,内置式在线监测系统在监测废气数据时是将烟气排放通道内所有的废气同时监测的,因此在线监测系统出现某部分的损坏时所有部分的检测都将受到影响,会影响整体工作进度。
3.3稀释法式工业废气在线监测系统
稀释法式工业废气在线监测系统采用的是全部抽取式工业废气在线监测系统。全部抽取式工业废气在线监测系统是先把废气排除来,再进行正规途径的运送,最后用分析仪器进行监测。最重要的是全抽取式工业废气在线监测系统使用的收集样品探头较其他系统而言结构单一,不用高强度的挤压空气,成本运算也合理,同样有利就有弊,其监测相对于稀释法式工业废气在线监测系统不是特别确切。
4小结
为了保护人类赖以生存的地球环境,也为了保障人类和动植物的健康,必须引进工业废气在线监测系统。只有这样才能确切计算工业废气排放量,保证工业废气能够在允许的标准范围内排放,既能有效保护环境,同样可以为工厂赢得最大限度的经济效益。我们每个人都有义务维护环境,所以一同监管工业废气排放量,为人类赢得美好的明天。
【参考文献】
[1]温俊郁.固定污染源废气现场监测流程及质量控制[J].中国高新技术企业,2015(18).
[2]聂涛.锅炉废气监测中质量控制问题的探讨[J].科技风,2014(08).
他们还发现,楼越高,PM2.5值也越高。原因不明
每年暑期,杭州少科院都会组织进行一次科考活动。而今年科考主题,是对杭州城市PM2.5进行检测(本报8月7日A11版曾有报道)。
经过4天的科考,日前,小院士们在青少年发展中心做了一次科考成果会。
这次参与科考的有50名少科院小院士,共被分成4组,每组都有各自的主题,分别对杭城的商业区、住宅区、城郊结合部、风景区等9个功能区、20个点进行了为期4天的PM2.5检测。
在国际上,PM2.5标准的最低限35微克。而4天下来,小院士们宣布:杭州在整个考察期间得到的平均值,处在国际标准的最低限35微克附近,为34.7微克,“还算可以”。
“我们发现,越靠近郊区PM2.5越低,20个检测点中,杭城PM值最高的是在武林广场,早高峰的时候达到60多,而PM值最低则是在景区,稳定在15左右。”
从少科院的科考成果来看,杭州两个车流最大的地区,武林广场和城站附近,都是PM2.5最高的地方。而工业区并不算高(图中红色的地方表示PM2.5越高,蓝色的地方越低)。
小院士的“科考”不是走过场
他们发现了很多有意思的问题
此次活动,得到了杭州市科技局、浙大能源清洁利用国家重点实验室、国家环境保护燃煤大气污染控制工程技术中心的支持。会当天,长江学者、浙大博士生导师高翔也来到了现场。看了报告后,高翔对小院士们的评价很高。
4天的科考,小院士们还真发现了不少有意思的问题。就这些问题,记者专门采访了高翔教授。
疑问一:
队员测量的PM2.5值与环保部门公布数据为何有出入?
本次科考,一共为期4天,小院士们对杭城20个点进行了检测,涵盖9大功能区。在综合4天的杭城各功能区的PM2.5均值后,为34.7微克。
然而队员们查看省环保厅对杭州8月4日-7日的检测数据,发现平均值是50.25。为什么两个数据有出入?
高翔教授认为,这次队员们用的是便携式PM2.5检测仪,售价几千元,与环保部门价值几十万元的专业设备相比,在检测上相对来说不是很精确。再加上选址的问题,所以得出的数据和环保部门有出入,也是正常的。
疑问二:
汽车尾气对杭州的PM2.5值到底影响有多大?
都说汽车尾气是导致城市PM2.5上升的主因,为此队员们专门就在中山北路天目山交叉路口、武林广场、钱江新城市民中心、杭城火车站四大车流量密集的地方进行了一次检测。
他们发现,除了因下雨而放弃对城站火车站的非高峰期进行检测以外,其他几个点早高峰都比非高峰PM2.5值高,武林广场站点更是高出了32个百分点。
为了更进一步地确认汽车尾气对PM2.5值的影响,队员们还对不同时间、不同地点、不同品牌的汽车(已发动)排气管处进行PM2.5值检测,但结果却出人意料:平均值只有十几。
难道PM2.5值和汽车尾气没有关系?高翔教授说,城市PM2.5值上升肯定和汽车尾气有关,队员们在汽车排气管边上测PM2.5值,只是测得了一次颗粒,其实尾气在排到空气中后,通过光化学反应,还会生成一系列颗粒物,就是二次颗粒。而事实上,二次颗粒对PM2.5值上升的影响更大。
通过孩子们的调查我们可以发现:杭州两大PM2.5值最高的地方,正是车流量最多的地方:一是武林广场,二是城站附近(见图)。
疑问三:
为什么半山工业园区PM2.5比居民区还低?
队员们对半山工业园区的空气进行了抽样检测,结果发现平均值只有19.17,竟然比城西政苑小区还低。
工业园区有排放废气,PM2.5值难道不应该比居民区高吗?高翔教授认为,可能有几个原因:
第一,城市的污染源最主要还是来自于汽车尾气,而半山工业园区相对机动车密度不高,而居住区人流量、车流量大,所以居住区PM2.5值比半山工业园区要高,也是有可能的。
第二,近5年来,杭州对工业区整治很有成效。曾有媒体报道,仅半山和北大桥地区就累计关停搬迁企业416家,此举让杭州主城天空每年少了200亿立方米废气。
第三,虽然半山工业园区是废气排放源,但是一般废气的落尘地带都离排放源较远,所以相对来说该地区的PM2.5值会低一些。
第四,因为8月4日-7日前后,受台风“海葵”的影响,检测点可能出于上风向,所以废气都排往了下风向,所以空气清新。
-少科院科考成果摘录
杭州的PM2.5主城区比郊区高
32楼比5楼的地方高车多的地方比车少的地方高
1.早高峰段,郊区和主城区相比,越靠近郊区,PM2.5越低,而在市中心附近则出现了PM2.5的最高值区域;中午非高峰段,全城PM2.5数值相对早段偏低,城东测得数据略高;晚高峰段,因受傍晚大雨影响,全程PM2.5浓度均相对偏低。但也有浓度高于城郊的现象。
2.城市在整个考察期间得到的平均
值,处在国际标准的最低限35微克附近,为34.7微克。
3.垂直分布上,最高测到32层楼,在商业区和居住区2个测区。出现一个比较一致的现象:5层楼以下在30微克左右,随高度增加,PM2.5值倾向越来越大,直到32层楼开始下降。其原因仍在探究。
4.人口密集区域的PM2.5含量高,市中心区域明显。郊区PM2.5值偏少。
5.交通主要干道上,在城区中心部位的PM2.5值含量高,最高值出现76微克。而郊区的干道上则明显减少,最高值为55微克。
中关村国家自主创新示范区今年首次以示范区的名义集体组团参加此次环保展,以“自主创新 绿色发展”为主题,以PM2.5综合防治工作为主线,分为工业节能减排、城市环境治理、环境监测三个板块,组织32家节能环保新能源企业整体亮相北展2号馆。
中关村国家自主创新示范区参展企业在节能环保展展出的100余项新技术新产品,充分彰显了中关村示范区节能环保企业的技术和实力。
据了解,经过20多年的积累与发展,中关村示范区在大气治理、水资源利用、固废处理、高效节能、资源综合利用等领域形成了一批实力雄厚的技术产品,一批自主创新的技术在国内处于领先地位,也有一批技术已达到国际先进水平,具有较强的国际竞争力,为全国的节能减排与绿色生态建设提供了强大的科技支撑。目前,能源环保产业已成为中关村示范区的第二大支柱产业,总产值约占全国的1/10,年均增长率达20%以上;亿元以上企业约200家;万元GDP能耗约为全国的1/10。
防治雾霾的好推手
近年来,中关村示范区在烟气治理方面涌现出一批龙头企业,国电龙源、博奇电力、同方环境、国电清新位居全国十强,中关村示范区累计投运的脱硫脱硝机组容量全国占比超过40%。此次展会,这些企业带来了他们的最新产品和技术。
在“工业节能减排”展区,北京源深节能技术有限责任公司现场展示的“烟气余热深度回收利用集中供热技术”,可广泛应用于燃气电厂尤其是具有独立热网的区域能源中心,可提高热电联产集中供热系统能源利用效率40% ,提高供热系统供热能力30%以上,提高热网输送能力80% ;在节能的同时通过对各类烟气冷凝换热,可进一步降低烟气中的CO2、NOx、PM2.5等排放。
北京绿创环保集团有限公司在含尘气体和有机废气治理方面,通过活性炭(纤维)吸附浓缩+催化氧化、RCO蓄热式催化氧化等多种自主研发的技术,可处理和有效回收工业废气中含有对人体有害的有机物。通过此类技术处理的工业废气,不但可以对工业废气的污染物进行处理,而且还可以回收排放的废气中许多有价值的工业原料,对于大气中的PM2.5也能做出有效的防控。公司在除尘和有机废气治理领域已成功服务于船舶工业、石油石化、制药、涂装、汽车、电子、印刷、蓄电池、冶金、建材、电力等多行业企业。
“雾霾的元凶是PM2.5,而形成PM2.5的最大推手是二氧化硫、三氧化硫以及氮氧化物在燃煤电厂未经处理的烟气中,含有大量以上物质。”北京博奇电力科技有限公司副总工程师崔一尘介绍,博奇电力拥有自主研发的全烟气污染控制核心技术,采用对高硫煤、大机组适应能力强的超高效脱硫系统、安全低能耗的脱硝系统、节能与减排并重的低温除尘技术以及可适应各类场地要求的高效湿式电除尘技术,可有效控制二氧化硫、氮氧化物以及PM2.5等污染物的排放,能使燃煤电厂烟气排放达到“近零排放”,从而取得治理雾霾的显著效果。
环境治理的生力军
随着我国大中城市污水处理设施建设逐步完善,县、镇以及农村的污水治理成为水务产业发展新动力。桑德集团独创的SMART小城镇污水处理系统解决方案,旨在为生态乡镇、美丽乡镇的建设保驾护航。SMART工艺主推“一个房子、一个池子、一套设备”的全新设计理念,采用多功能预处理池+高效生物转盘+双效过滤为核心单元的污水处理全流程耦合技术。基建投资省,适用于小水量的分散处理;运行费用低,仅为传统方法的60%左右。当前已有超过100个环境意识超前的乡镇正在或将要享用由桑德在国内率先提出的乡镇污水处理系统解决方案。
将农场鸡粪、污水和农作物秸秆进行厌氧生物处理生产沼气和发电,是北京合力清源科技有限公司一直以来研究的课题。该公司的集成化沼气提纯技术是根据不同气体组分,在分压驱动下通过膜的渗透性不同实现沼气的净化提纯。在该技术基础上研发的移动式沼气提纯站,设备占地面积小、可移动、运行成本低、维护简单,已成功应用于沼气工程、填埋场,获得更高的经济效益和社会效益。合力清源于2007年设计并实施的沼气发电项目,每年可为华北电网提供1400万度“绿色电力”,减排二氧化碳8.4万吨,产出固态有机肥7000吨,有效地促进了循环经济的发展。
环境健康的晴雨表
北京雪迪龙科技股份有限公司研发的生物综合毒性监测仪,对毒性物质响应的种类达5000多种,且敏感度高、反应快,可应用在水质监测站、工业园区污水处理厂流入口等;PM10/PM2.5颗粒物监测系统可以准确计算颗粒物浓度值;水泥高温气体分析系统可通过对窑炉气体连续、准确的检测,来分析燃烧效率及工艺过程,从而实现生产过程的优化控制,达到节能减排的效果。此外,现场展示的一款便携式红外线烟气分析仪,采用了世界先进的红外气体检测技术,具有优良的稳定性、选择性和高灵敏度。
霾表是汉王蓝天推出的首款产品,之所以将霾表定位为首款产品也是因为生产霾表所需的核心技术与汉王之前的生产技术一脉相通。汉王霾表的设计原理是通过风扇将空气样本吸入,然后通过离心泵对空气样本进行加速,通过粒子识别技术识别PM2.5,以此鉴别空气质量。识别技术正是汉王的核心技术,此前在手写笔、人脸考勤机等产品中已多有运用。
[关键词]VOCs回收治理甲苯
挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是石油化工、制药工业、印刷工业、涂装行业、表面防腐等行业排放废气中的主要污染物。大多数的VOC都具有毒性,对人的眼、鼻、呼吸道有刺激作用,对心、肺、肝等内脏及神经系统产生有害影响,甚至造成急性和慢性中毒,可致癌、致突变。VOC会破坏大气臭气层,产生光化学烟雾及导致大气酸性化。世界各国都在通过立法不断限制VOC的排放量,如美国《净化大气法》强调在未来几年要减少189种有毒化学品90%的排放[1],其中70%的化学品是挥发性有机化合物。
VOCs的治理方法主要有催化燃烧法[1,2,3]、冷凝法、吸收法[4,5]、生化法[6]和吸附法[7,8]。其中吸附法因其具有简单、实用、环保、可回收等优点而成为最有潜力的VOCs治理方法。近年来,随着不可再生的资源的日益短缺,各种溶剂价格一路上涨,使对各种VOC尾气中的有机溶剂进行回收成了迫在眉睫的任务,同时回收的溶剂所带来的经济效益也成为企业利润的一个新的增长点。
在挥发性有机废气的回收治理工艺中,颗粒炭吸附―水蒸汽脱附―冷凝回收是一种典型的回收工艺。本文针对该工艺中的核心吸附材料颗粒炭,建立了动态吸附实验装置,系统研究了吸附床层高度、废气浓度、吸附器空床流速等参数对甲苯废气在颗粒炭固定床吸附器上吸附行为的影响,以备工程设计时参考。
1实验部分
1.1 实验流程
本实验流程如图1所示,主要包括配气系统和吸附系统。配气系统由恒温水浴锅、蒸发瓶、混合瓶和两路气体组成。吸附过程在一根Φ30×300的层析玻璃柱中进行。整个管路采用Φ10的耐温硅胶管连接,系统密封可靠。检测系统采用气
相色谱仪直接气体进样分析。
图 1吸附实验流程图
吸附材料采用国内某厂家提供的溶剂回收用柱状颗粒炭,外形尺寸Φ4×8mm,吸附质采用甲苯废气。
1.2 分析方法
气相色谱仪分析:国产GC1100型,北京普析通用仪器有限责任公司。
检测器:氢火焰检测器。
色谱柱:采用SE-30毛细管柱,30m×Φ0.32mm×1.0μm。
柱温:120℃,进样室温度:150℃。
检测器温度:160℃。
分流比:30:1(分流流量60mL/min)。
进样量:200μL气体直接进样。
2实验结果及分析
2.1 吸附床层高度的影响
以甲苯作为VOCs的代表物,通过改变吸附柱中填装的颗粒炭层高度,考察碳层高度对相同穿透点所对应的颗粒炭吸附率的影响。该系列实验中甲苯废气浓度在5g/m3左右,碳层流速0.18m/s。不同床层高度的穿透曲线如图2所示,从
*注:国家863计划资助项目,课题名称:大气挥发性有机物排发控制技术与应用示范。重大项目名称:重点城市群大气复合污染综合防治技术与集成示范,课题编号:2006AA06A310。
图中可以计算出当甲苯废气上的穿透率达到10%时,5cm、10cm、15cm床层对应的穿透时间分别为:113min,242min,378min,对应的吸附率分别为:24.97%,27.45%,27.33%。
图 2不同吸附床层高度的穿透曲线
吸附率计算公式:吸附率=
从图中可以看出不同高度碳床的穿透曲线形状基本相同,除了5cm高度的碳层在穿透率为10%时对应的吸附率稍低,10cm与15cm高度的碳层在穿透率为10%时所对应的吸附率基本相同。通过传质区模型[9]计算(假设传质区通过吸附器的速度和宽度皆为定值),得传质区通过吸附器的速度为0.0368cm/min,传质区宽度为9.2cm,由于碳层高度5cm已经远低于一个传质区宽度,因此相同条件下测量的吸附率偏低。
2.2 不同甲苯进口浓度的影响
实验条件:吸附温度:28℃;吸附床层高度:10cm;流速:0.18m/s;甲苯废气浓度:3.48g/m3,5.66 g/m3,8.09 g/m3,12.88 g/m3。
不同甲苯浓度的废气在颗粒炭上的穿透曲线如图3所示,由图可得随着浓度的变大,穿透曲线的形状由平缓变得越来越陡,即随着废气浓度的增加,相同碳层高度的活性炭变得越来越容易穿透。
图 3不同甲苯浓度的穿透曲线
由图3的曲线,计算出在不同出口浓度下分别对应的颗粒炭动态吸附率如表1所示:
表 1不同出口浓度下的颗粒炭动态吸附率
进口甲苯浓度(g/m3) 出口甲苯浓度为100mg/m3的吸附率(%) 出口甲苯浓度为300mg/m3的吸附率(%) 出口甲苯浓度为400mg/m3的吸附率(%) 出口甲苯浓度为500mg/m3的吸附率(%)
3.48 22.27 26.73 28.02 28.74
5.66 20.08 24.62 25.75 26.77
8.09 20.73 24.08 24.75 25.58
12.88 17.12 21.4 22.2 23.27
吸附率计算公式:吸附率=
由表1可知,随着废气浓度的增加,在相同出口浓度下,活性炭的吸附率是逐渐降低的,由此可见浓度越高对吸附过程越不利。而对相同浓度的废气,随着出口浓度的增加,吸附率也会相对增加,这从我们吸附率的计算公式中也可以直接推测。
2.3 不同空床气速的影响
实验条件:吸附温度:28℃;吸附床层高度:10cm;甲苯浓度:≈5g/m3;空床气速:0.1m/s,0.3m/s,0.5m/s,0.75m/s。
图 4不同空塔流速的穿透曲线
不同空床气速的穿透曲线如图4所示,由图可得随着空床气速的增加,穿透曲线的形状也会由平缓变得越来越陡,即随着流速的增加,相同碳层高度的活性炭变得越来越容易穿透。通过穿透曲线计算,在吸附过程中当出口甲苯浓度都达到500mg/m3时,各流速下吸附碳床对应的吸附率如表2所示。如表所示,除了流速在0.1m/s时的吸附率较高外,0.3和0.5m/s流速下的吸附率差别不大,而当流速增加到0.75m/s时,吸附率有开始明显下降的趋势。
表 2不同流速下的甲苯吸附率
流速(m/s) 0.1 0.3 0.5 0.75
出口浓度=500mg/m3时的吸附率(%) 36.06 27.75 28.06 23.88
在实验中我们发现流速对碳床压降的影响也非常明显,图5为该颗粒炭空塔气速与压降的曲线,在一定流速的范围内,压降和流速几乎成正比关系。因此在吸附器工程设计过程中,不管从对吸附率的影响或从对床层压降的影响出发,空床流速的选取都应该非常值得注意。笔者认为对于颗粒炭吸附器,空床流速控制在0.1~0.5m/s之间是比较合适的。
图 5流速与压降的关系
3结论
本文中的吸附实验都是在室温(30℃)、大气湿度在80%左右的条件下进行,与工程实际基本相近。由于颗粒炭表面的疏水特性[10],该颗粒炭在实验条件下对非极性的甲苯废气的吸附实验中显示了优异的处理效果。
在甲苯浓度5g/m3,空塔气速0.18m/s的条件下,该颗粒炭传质区宽度为9.2cm。因此在工程设计中,碳层高度至少应大于9.2cm,实际中一般取60~100cm。
进口气体浓度越大,颗粒炭床层越容易被穿透,因此在实际工程设计中,针对不同进口浓度的废气治理,应有针对性的、合理的选择不同吸附率的活性炭,对高浓度的废气可以选择高吸附率的活性炭,对低浓度的废气治理可以选择吸附率较低的活性炭进行治理,以达到合理利用资源的目的。
气体流速对颗粒炭的动态吸附率和吸附器床层压降都有较大影响,如果气体流速过大则设备压力降增大,耗电量和维修费用增高,如果气流速度过小,则吸附器断面积过大,设备占地面积增大。在实际设计中应认真考虑流速的影响,笔者认为空床流速控制在0.1~0.5m/s之间对吸附器设计都是合适的。
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摘要:检验检疫实验室是负责检测、检疫来往于国家出入境口岸的外国产品并从事科研的实验场所,研究的项目包括动植物与食品检疫、工业品与原材料检测以及机电产品检测等方面。实验室的科研工作水平和国家的科技发展有着重要联系,对国家经济有着直接影响。
关键词:实验室建设;检验检疫;设计与应用
本文以实验室整体水平发展、实验室模式的构建特点等方面作为着眼点,并以上海检验检疫局检测技术中心为参考实例来分析如何对实验室进行合理规划以及如何对实验室资源进行充分合理的调配。
一、构建功能完善的检验检疫实验室
(一)实验室构建中应注重的方面
我国在出入境疫情监测和控制方面一直做得不错,全国每一个可以出入境的登陆口岸都有检疫实验室,这些实验室发展迅速,而且有许多实验室已经完成了分级管理。
1.理论发展
目前,全国出入境口岸的检验检疫实验室在硬件设备上发展十分迅速,虽然这些硬件设备缩短了我国检验检疫实验室与国际先进水平的差距,但在“软件系统”方面,也就是理论上仍与国际水平有着较大的差距。而在这一门学科上,我国的检验检疫实验室要在理论上进行深度地研究。
2.加强质控
虽然我国的出入境口岸的检验检疫实验室已经向着分级制管理迈进,但各出入境口岸对产品的准确性和可靠性还可做得更好,各口岸的检验检疫实验室必须在质控工作的广度和深度上继续加强。
3.提高检验检疫人员的素质
因为检验检疫产品的质量问题也是多种多样,实验室的检验检疫人员必须提高自身的技术水平和综合素质,能够对世界上的各种新理论、新设备和新技术应用自如,并能在本学科的科研工作中取得成果,以适应未来发展的需要。
4.实验室自身的发展
目前我国各出入境检验检疫实验室的快速发展,从某种角度而言是依靠国外先进的硬件设施的应用,所以我国的检验检疫实验室必须根据国内的实际情况制定一个属于自己的发展方向和发展模式,在理论方面研究出自己的成果,避免我国检疫事业发展受制于国外的技术水平。
(二)实验室构建模式的特点
1.实验室设备
在检验检疫实验中,先进的分析仪器可以给出精确可靠的数据。我国的检验检疫实验室要根据自身的情况条件来改善和补充硬件方面的资源,在手工操作较多的检验工作,如动植物检疫等,全部可以采用全自动仪器进行工作,如细菌分析仪、DNA分析仪、血培养仪等,提升检疫工作的效率,在紧急疫情处理中可以快速地发现进出口岸的疫情并及时进行控制。
2.实验室管理
对实验室里的所有信息使用国际通用的信息系统进行统一管理,包括对实验数据的储存、分析和查询,分析项目的分类、试剂的选择等都可以通过条码系统进行完成。实验室的软硬件建设可以同时进行,让其他各部门可以直接利用到实验室的资源。
3.实验室的布局
实验室的布局可以采用集约化的布局形式,现代的实验室医学日趋集中化,例如在理化实验室尽可能地在一间开放型的大型实验室中进行统一分布,这种布局方式有利于产品的统一接收,也可以充分地利用实验室的空间和人员,便于交流和管理。
另外,实验室的自动化对实验室的布局也有着影响,实验室的仪器大部分都是自动化操作,从对产品的检验到实验报告的储存和分析全部是仪器自动化操作,这样不仅可以高效率地完成实验室的检疫工作,还能使更多的工作人员投入到理论研究中。
二.实例分析
上海检验检疫局检测技术中心是上海出入境检验检疫局的技术保障部门,随着产品检测范围的不断扩大,原有检测大楼用房已经远远不能满足日常检测工作的需求,所以拟新建实验楼来满足各部门实验需求。
(一)总体布局
项目总体布局主要由两大部分组成,分为综合实验楼区与专业检测实验区,考虑到东侧申江路为城市快速道路,其车流量较大,载重卡车产生的震动会对实验室内的精密仪器产生影响,将导致实验结果出现误差,故将专业检测实验区部分设于地块西侧,保证其实验精度。
专业检测实验区整体成E字型向内分布,根据各技术中心检测产品的特点,三大技术中心由三幢独立的建筑组成,其中受理大厅位于E字型中间体块,由连续柱廊、连廊构成,有机的连接各检验检疫功能。同时,根据上海季风性气候的特点,处理后的实验废气应布置在下风方向,由于机电产品检测技术中心产生实验废气最少,故三大技术中心布局由北向南依次是机电产品检测技术中心、动植物与食品检验检疫技术中心和工业品与原材料检测技术中心。
检疫实验楼的整体布局充分展现了集约式布局的优点,实验楼充分利用了每一寸空间,每一个部门在沟通、协作的时候显得非常方便,在遇到紧急疫情的时候可以做出快速反应。
(二)平面布局
检测实验楼规划布局主要涉及垂直布局和平面布局:垂直布局有通排风管道、电梯、空调、各种管路走向等;平面布局包括检测工艺流程控制(样品管理、前处理、检测等),各种功能区实验室的内部布局(动物房、洁净室、恒温恒湿室等),设备层的各种设备布局(空调机组、废气处理系统等)。同时,还要防止检测过程中的污染,包括防止样品污染、试剂污染、仪器污染等。
实验建筑的内容众多,工艺复杂,管道较多,每一层的布局都关系到检疫实验室的工作效率,实验室采用内敛的矩形平面,单走廊形式,核心筒位于建筑物两端,将送检样品的流线和检疫人员的工作流线分开设置,同时位于中心的大空间可进行灵活对空间进行分割,实验楼为了给实验室预留空间,采用了空间模块化来分割大楼空间,为未来的检疫工作和理论实验发展提供了可能。
实验楼的平面分布充分考虑到了实验的每一个流程,使检疫人员在进行检验检疫工作的时候能够更加高效,空间模块化增加了实验空间分布的灵活性,让检测人员有更多的时间进行理论实验。
此外,实验楼采用太阳能热水系统,减少了能源的浪费,给实验留下了更多的发挥空间。
结束语
本文以上海检验检疫局检测技术中心项目作为案例来分析大规模综合性的检验检疫实验室的构建。实验室的设计要根据实验室的性质来进行构建,其中实验室的建设性质、建筑面积、公害处理、目的等都是在实验室建设过程中十分重要,一个功能完善的实验室,可保证研究者的工作效率。
参考文献
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中图分类号:TK403 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0093-01
1 引言
大庆石化分公司化工三厂ABS车间凝聚罐尾气来自三个串联运行的凝聚罐,尾气排放量约2400立方米/小时,目前未经治理直接通过引风机的作用高空排放,该尾气中含有大量的苯乙烯、丙烯腈以及反应中间体等污染物,该尾气的排放不仅对厂区工作环境产生污染,危害工人身体健康,影响工作积极性;而且尾气的扩散也对厂界外环境也造成了影响,因此急需进行治理,处理后的废气达到国家恶臭物质排放标准(GB14554-93)和大气污染物综合排放标准(GB16297 -1996)。
2 中试部分
2.1 中试工艺
次中试试验采用复旦-派力迪污染控制工程研究中心废气处理新技术-低温等离子体技术,对ABS凝聚尾气进行废气净化处理,主要工艺为:
ABS凝聚尾气从凝聚罐尾气放空管引出,在引风机的作用下进入预处理单元进行水气分离、除尘和降温;然后排入气体分配器中均质均量,再进入等离子体反应器单元,在该区域由于高能电子的作用,使异味分子受激发,形成带电粒子、或分子间的化学键被打断产生自由基等活性粒子,这些活性粒子和O2反应,同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下产生OH自由基、氧原子、臭氧等强氧化性物质,这些强氧化性物质与异味分子反应,使其分解,从而促进异味消除,出气中含有的部分未来得及彻底反应的碎片粒子和活性氧等成份再进入深度氧化床,使碎片粒子和活性氧等充分反应,彻底达到消除异味的目的,净化后的气体经引风机后通过排气筒高空排放。
2.2 中试期间所检测的控制参数
试验有4个气体采样点,分别是:进气采样点、冷凝气后采样点、等离子反应器后采样点、深度氧化处理后采样点。4个气体采样点分析苯乙烯、丙烯腈、非甲烷类总烃含量。
2.3 废气处理流程
(1)预处理
ABS凝聚罐尾气温度较高(约97℃),水汽含量大,并且含有少量的反应中间体等固体颗粒状或凝胶状物质,该废气如果直接进入低温等离子体,会影响等离子体放电,增加能耗,并有可能产生结焦现象,影响设备的正常运行,因此须首先进行预处理,预处理系统采用雾化喷淋降温和动态丝网除水器。
(2)低温等离子体反应
经预处理后的废气水汽和粉尘量大大降低,剩余的基本是纯净的苯乙烯和丙烯腈等污染物,需补充新风,因此在除水器后面设置补新风接口,补新风量与废气中的水汽含量相当。除水后的废气与补充的新风在管道内混合后通过气体分配器均布后进入等离子体反应器,以使每个等离子体反应管中通过的气体量等同,同时也使来自不同工段的废气进行充分混合,达到均质目的。
(3)深度氧化床
从低温等离子体出来的废气,大部分污染物被分解成碎片粒子,并可能生成少量有机酸;同时一部分氧气也在高能电子的轰击下形成臭氧等活性氧成份。针对废气中少量没有处理完全的臭气因子,采用深度氧化技术对其进一步分解氧化。
深度氧化塔采用改性填料为填充塔,可有效吸附碎片粒子和活性氧等,并促进吸附在填料塔上的这些成份发生深度氧化反应。由于该填料塔不是用来吸附有机质的,且始终有活性氧等成份存在,因此,填料塔即使吸附了少量有机质,也会因为臭氧、自由基等氧化反应的存在,使得填料塔始终处于非饱和状态,即本系统采用的填料塔无需更换,可长期使用。深度氧化池同时设至循环水喷淋,可使部分反应转移到液相中进行,使反应更加完全。
(4)经引风机和排放烟囱
经过深度氧化床处理的气体,由引风机和排放烟囱排入大气。本处理系统设计的思想为全负压操作,可有效防止风管、风阀及设备的泄漏,因此引风机装在深度氧化反应塔的后面,排放烟囱的前面。引风机的进风口装有可调节风阀,供调节风量、风机维护使用。
(5)控制和监控系统
整个系统设置1台集中控制柜,控制系统的运行。在处理系统的不同位置,设置采样口和检测点,用于采样和工艺检测需要。
3 中试结果
通过以上中试试验,ABS凝聚尾气中苯乙烯,丙烯腈、非甲烷总烃含量明显降低,下表所示凝聚尾气数据对比表:
从上表可以看出凝聚尾气通过低温等离子体技术处理后,其含有的苯乙烯,丙烯腈,非甲烷总烃均达到排放标准。
4 结论
1、通过凝聚尾气低温等离子反应中试研究,找到了适合本装置的有效处理ABS凝聚尾气的有效途径。
2、本次试验为定性试验及数据优化试验,通过试验确定工艺方案的可行性,并为工程设计提供优化数据和设计参数。
参考文献
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关键词:汽车;尾气;控制;检测
一、汽车尾气影响因素
(一)发动机
发动机的内部构造是影响发动机尾气排放的直接因素。发动机的燃烧室的形状会影响发动机的尾气排放,锲形燃烧室排放出的HC、 NOx都较多;浴盆形燃烧室排放出的HC偏多,NOx 偏少;多球形燃烧室则HC排放的较少, NOx偏多。而且发动机不同配气机构的结构所排出的废气量也是不一样。
在发动机工况不同时由于空燃比和发动机温度的不同,发动机中的有害物质含量也有所不用。当发动机在怠速工作时,CO的排放较高;在车辆加速行驶时由于发动机内温度较高所以NOx 的排放浓度偏高;当减速行驶时HC和CO的浓度都较高;匀速行驶时则CO、HC、NOx 的浓度均偏低。
(二)空燃比
空燃比是指混合气中空气与燃料质量的比例。空燃比最理想的标准为14.7:1,当空燃比小于标准值时表示混合气稀,空燃比大于14.7:1时说明混合气浓。空燃比的大小与发动机尾气排放中各个物质的含量有很大的关系。
(三)燃油品质
汽油中含有一定的硫,硫会使催化转换器中的催化剂的催化率降低,除此之外硫还会对高温废气氧传感器造成不良影响,低品质的燃油中硫的含量大于高品质燃油,燃烧后的废气物将会使汽车的排放达不到标准的要求,另外汽油中如果含有太多的杂质将有可能会损坏三元催化氧传感器,使燃油品质不达标,杂质以及烃类物质含量多易在燃烧后积碳,即形成聚合成胶质、漆质物质沉积,从而也会影响汽车发动机尾气的排放。
二、汽车尾气控制措施
一系列的影响使得减少汽车尾气排放已迫在眉睫,目前也在积极采取一系列的措施,从发动机本身来看,可以通过机内控制和机外控制。还可以通过改善燃油品质和燃烧状况等措施来达到尾气排放污染物的控制。
(一)发动机优化改善和清理
可通过改善发动机进气系统使发动机进气系统更准确的分析出所需空气,根据情况吸入一定量的空气,提高进气系统的精度,配合发动机所需空燃比,减少有害物质的生成排放。对发动机的进气进行加热,可以提高燃料的气化程度,加热的温度越高,越有利于进气管中油膜的蒸发,可以使各个缸内的汽油分配得更加的适量、均匀,使发动机内燃烧更完全,有利于减少排放物中有害物质的形成。
(二)提高燃油品质
在燃料中计入适量的添加剂是提高燃油品质的有效措施,加入添加剂的汽油增加含氧化合物,提高燃料的充分燃烧性能,减少CO、HC、NOx的排放。并且添加剂可以提高燃油的清洁性,减少节气门、喷油嘴、三元催化等位置中积碳的生成,避免因为积碳过多而导致的排放中有害物的增加。
(三)汽车尾气净化
在汽车的排气管上安装三元催化器,使发动机排放的尾气先通过三元催化的过滤再排放到外界,三元催化是通过氧化法或者氧化还原法将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体转变为无害的二氧化碳、水和氮气从而达到净化发动机尾气排放的作用。
(四)空燃比的控制
排放控制装置中加有空燃比传感器可有效的反馈空燃比,从而修正喷油量。在冷启动、加速或者减速等复杂的工况中,相较与只能检测到理论空燃比的传统氧传感器,空燃比传感器可真实的反应实际的空燃比,有效的控制尾气污染物排放。
(五)新能源汽车
新能源汽车已经成为了现代汽车发展的一个流行趋势,新能源汽车主要有纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车等。新能源汽车的发展有效的减少了汽车尾气排放,对于如今作为新能源汽车――纯电动汽车,尾气排放是已消除,从城市污染物的排放量来看明显得到了遏制,然而作为纯电动汽车的动力源――电池,其后期的回收及二次改造是一个很大的问题,如果这项措施没有跟上,将会在未来又将产生一个新的污染源。
(六)其他的措施
减少汽车的不必要使用,在出行时便利的前提下可以优先选择公交车或者地铁;在有些时候可以选择和他人拼车比如住在一个小区在同一个单位上班的同事可以约定轮流开车上下班等等。按号码尾数限行、行政公务等机构加强公车出行管理;最重要的一条,是加快建设公共交通体系,用财政保证公共交通的低价,来解决大部分人的交通问题。地铁、轻轨、公交等等。这都是能有效较少汽车使用的一些方法。严格执行汽车报废标准,对于排放污染物严重超标的老旧车得采取强制报废。
三、汽车尾气检测方法
有效的检测汽车尾气可采用稳态加速模拟工况(ASM)检测法和汽车尾气排放远程移动检测系统检测。ASM检测法主要是通过汽车底盘测功机模拟汽车行驶中的各种工况,然后废气分析仪实现废气数据的搜集和分析。尾气排放远程移动检测控制系统由AVL五组份排放分析仪、控制计算机、无线Modem等组成,其原理是通过AVL五组份排放分析仪接收各项检测数据,然后进行整理分析,计算出面积特征值再控制无线Modem用GSM短消息进行特征值数据的传输。
汽车尾气检测方法的不断创新,仅是为更精准对尾气排放进行监控,报废尾气排放超标的废旧车辆从而有效的降低空气污染。
四、结束语
汽车尾气污染已是环境污染重要因素之一,减少尾气排放是目前我们为之努力的方向,也是为了汽车行业能迈入更完善的发展趋势,对我国处在汽车工业起步晚的阶段,着力解决汽车尾气排放将是我们同步于欧美等国在汽车方面的优势。有效的控制尾气排放可提高我国的排放标准的制定,从而达到欧洲等国的标准甚至更高。加强汽车设计与制造、保养等各方面的工作,才能降低尾气污染,保护环境,促进我国的汽车领域的发展。
参考文献:
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关键词: 氧传感器 工作过程 检测方法
电控发动机中,氧传感器的全称是排气管废气氧传感器。其作用是在发动机一些工况中通过检测排气管中废气氧含量多少和可燃混合气燃烧情况的好坏,获得混合气的浓度(即空燃比)信号,并将该信号转变为电压信号传输给发动机电子控制器,发动机电子控制器根据氧传感器传来的信号大小,发出新的控制指令,对喷油量(实质是喷油时间,因为喷油压力一定)进行调节进而实现混合气浓度的反馈控制(闭环控制),使混合气浓度控制在14.7这一最佳状态,使发动机得到最佳浓度的混合气,从而达到节约燃料和降低有害气体排放量和的目的。
1.汽车氧传感器的工作过程
汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆和氧化钛式两种类型。目前,汽车上常用的是氧化锆式氧传感器,按其工作方式不同又分为加热型和非加热型两种。其主要元件是氧化锆烧结的多孔性试管状陶瓷体,即锆管。锆管内外表面都镀覆一层多孔铂膜作为电极(同时起催化剂作用)装于排气管上。其内表面与大气相通,为外表面与排气管中的废气相接触。利用氧化锆在高温下内外两侧的气体含氧量有较大差异时,氧离子会从氧含量高的一侧向氧含量低的一侧扩散,从而使两侧电极间产生电动势(相当于一个小型电动机),检测废气中的氧含量,进而给发动机ECU提供一个空燃比的反馈信号。
当供给发动机的可燃混合气中汽油含量较高时(空燃比小于14.7或过量空气系数小于1),混合气燃烧后,由于氧分子大部分参与了燃烧,排气管中废气里的氧离子含量较少,而一氧化碳含量变多。在锆管外表面催化剂铂的催化作用下,剩余氧离子几乎全部都与一氧化碳发生氧化反应生成二氧化碳气体,使锆管外表面上氧离子浓度为0。由于锆管内表面与大气相通,氧离子浓度很大,因此锆管内、外表面之间的氧离子浓度差较大,氧离子从锆管内部向外部扩散,使铂膜(铂电极)之间电位差较高,约为0.9V。当供给发动机的可燃混合气中汽油含量较低时(空燃比大于14.7或过量空气系数大于1),混合气燃烧后,废气中氧离子含量较多,CO浓度较小,即使CO全部都与氧离子产生化学反应,锆管外表面上仍有多余的氧离子存在。因而锆管内、外表面之间氧离子浓度差较小,两铂之间电位差较小,约为0.1V。当供给发动机的可燃混合气中空燃比接近于理论空燃比14.7(过量空气系数接近1)时,废气中的氧离子和一氧化碳含量都很少。在催化剂铂的作用下,氧离子与一氧化碳的化学反应从缺氧状态急剧变化为富氧状态,使传感器输出电压从0.9V急剧变化到0.1V。
当发动机ECU收到小于0.45V信号电压后,将确认混合气过稀。发动机ECU将通过增大反馈修正系数(开始快升,然后慢升),使喷油持续时间增大,喷油器喷油量增加,由于喷油量增加,混合气很快变浓,当混合浓度大于理论空燃比时,氧传感器输出高电位信号(大于0.45V)。ECU收到这一信号后将确认混合气过浓,ECU将减小反馈修正系数(开始骤降。然后缓降),使喷油持续时间缩短,喷油量减小。如此反复循环,不断对空燃比进行反馈控制,最终使混合气的实际空燃比稳定在理论空燃比附近。当发动机需要浓混合气时,(如节气门全开;或怠速暖机),ECU停止空燃比反馈控制,即进入空燃比开环运行状态。
氧传感器只在发动机怠速工况和部分负荷工况下才参与工作,同时必须满足发动机温度高于60℃,传感器自身温度高于300℃这些条件。为了使氧传感器能迅速达到工作温度并投入工作,现在采用对锆管进行电加热的方法,该加热器由汽车电源供电(即加热型传感器,俗称四线型氧传感器)。
2.氧传感器的检测方法
氧传感器常见故障分为两类,一是加热线圈故障,二是信号电路故障。若信号断路,ECU中将设置故障码。但故障码一直高或低,ECU中不一定有故障码,例如:氧传感器出现故障,可能造成其信号电压一直偏低,即反馈给ECU混合气过稀,ECU立即增加喷油量,但信号电压仍偏低,ECU再增加喷油量,造成混合气过浓,甚至排气管排出大量黑烟,油耗增大。因此当发动机运行不良,怠速不稳,排气管排黑烟,油耗增大时,必须检测氧传感器信号。对于氧传感器的检修,可按以下步骤进行(以桑塔纳2000Gsi为例)。
2.1检测加热元件
常温下加热电阻值为1~5欧,温度上升阻值显著增大,可用万用表检测,若常温下阻值无穷大,说明加热元件断路,应更换氧传感器。若加热元件正常,则应检查电热元件的电源线路。该电压为整车电源电压,由油泵继电器供给,接通点火开关。加热元件两端之间电压应不低于11V。否则,可能是熔断器断路,或油泵继电器触电接触不良等。应分别予以修理。
2.2检测信号电压
将万用表接到两信号线端子上,接通点火开关,启动发动机,当水温正常后,怠速时,电压应为0.45~0.55V;将节气门踩到底(浓混合气)信号电压变为0.7~1V;拔下真空管(稀混合气)信号电压为0.1~0.3V,否则说明氧传感器失效。
2.3检测信号电压的变化频率
用一只发光二极管和一只300欧/0.25W的电阻串联后接在传感器两信号端子间(注意二极管的正极接在信号电压的正极)。发动机在怠速和部分负荷时,二极管应闪亮,其闪亮频率每分钟应不低于10次,如不闪或频率过低,说明加热元件失效,壳体上透气孔堵塞,或传感器失效,应更换。更换时,氧传感器安装前螺丝孔内应涂G5螺丝膏。其紧固力矩为50N﹒M。
3.氧传感器的常见损坏形式
氧传感器在使用中,常见的损坏形式除线路故障外,还有传感器传感元件受高温气体影响局部表面产生温度过高和传感元件受废气污染而损坏两种形式。前者常被称为老化,后者常被称为中毒。其中毒按污染成分的不同可分为:铅中毒、硅中毒、磷中毒三类。
老化主要是由于发动机在启动(特别是冷起动)和大负荷工况时,为保证发动机正常运行及快速预热,ECU提供的供油指令是浓混合气。废气中一定会出现多余的燃油分子,这些燃油分子会在排气管中二次燃烧,造成氧传感器局部表面温度过高,甚至保护层剥落。
中毒是由于燃油中的铅分子,硅密封胶、硅树脂材料中的硅分子,以及剂、防腐剂、清洗剂中的磷化物。在发动机工作时产生的微粒分子吸附在传感器上,与传感器中的铂电极发生化学反应,经常这样就会导致传感器不能正常使用。
以上这两种现象是不可避免的,因此,汽车规定每行驶80000公里左右,就应更换一次氧传感器。