杭州景芳汽車綜合性能檢測有限公司 陳 杰

浙江浙大鳴泉科技有限公司 林澤濤

機動車檢測站尾氣抽排處理系統(tǒng)設計

杭州景芳汽車綜合性能檢測有限公司 陳 杰

浙江浙大鳴泉科技有限公司 林澤濤

據(jù)公安部交管局統(tǒng)計，隨著我國汽車市場潛力持續(xù)釋放，汽車保有量持續(xù)快速增長，2014年中國民用汽車保有量突破1.5億輛，2015年汽車保有量達1.710 3億輛。雖然機動車環(huán)保標準逐步提高，但快速增長的機動車保有量，加上大眾汽車尾氣門事件反映出的數(shù)據(jù)造假等問題，機動車尾氣排放造成的環(huán)境污染日益嚴重，已成為我國大中城市空氣污染的主要來源之一，其中代表城市杭州PM2.5污染源的組成如圖1所示。機動車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中危害最大的有一氧化碳、氮氧化合物、碳氫化合物及顆粒物等。這些有害氣體不僅造成環(huán)境污染，而且危害人體健康。

圖1 杭州市PM2.5主要來源（2014年）

作為大氣污染防治的一項重要舉措，對車輛進行尾氣檢測，經(jīng)檢測不合格的車輛進行維修、治理或報廢，從而降低污染物排放量，減少對大氣的污染。設立機動車尾氣檢測站檢測出了很多尾氣排放不合格車輛，在保護環(huán)境工作方面也取得了實質(zhì)性成果。然而尾氣檢測站的尾氣不經(jīng)過處理直接排放到大氣中，也帶來了負面影響，例如檢測站周邊環(huán)境惡化和損害檢測站工作人員的健康。

筆者主要設計了處理機動車檢測站、維修廠等固定點的機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)，針對機動車尾氣管位置多樣（以柴油車為主）、尾氣高溫等特點，設計了靈活、適用性廣與使用方便的收集系統(tǒng)，收集的尾氣在處理裝置統(tǒng)一過濾顆粒物、吸附氣態(tài)污染物后再排至大氣中。該系統(tǒng)經(jīng)在機動車檢測站、維修廠使用，有效改變了站廠內(nèi)與周邊環(huán)境，得到了客戶一致認可。

1 系統(tǒng)介紹

機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)由收集系統(tǒng)和處理裝置等兩大部分組成，其工作原理框圖如圖2所示。其中，收集系統(tǒng)由抽氣終端、防火溝與管路組成，管路根據(jù)客戶的需求可地下埋管或空中走管；處理裝置對機動車尾氣中的顆粒物與氣態(tài)污染物進行統(tǒng)一處理，采用慣性力+物理過濾法去除粒徑0.3μm以上的顆粒物；采用活性炭吸附氣態(tài)污染物。經(jīng)過處理后的尾氣通過管路再排至大氣中。

圖2 機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)工作原理框圖

針對該系統(tǒng)實際使用要求、檢測站場地情況，排氣管尾氣通過地面上軟管收集送至防火溝，軟管通過快插接頭與防火溝連接；在檢測線車輛的左、右與后等3個位置設計了防火溝，每個防火溝設計了多孔結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇插孔位置，以適應不同排氣管位置需求。

2 關鍵問題

機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)設計解決了以下3個關鍵問題。

2.1 排氣收集

汽油車排氣管基本在尾部，但柴油車排氣管位置卻各式各樣——尾部、底盤中部、車頭，而且排氣管大小不一。在進行加載檢測中，采樣槍需要從尾氣管采集樣氣，因此設計的抽氣終端需要將各種情況的尾氣都收集并進行處理。針對上述特點，筆者設計了圖3所示的配套抽氣終端。

圖3 抽氣終端結(jié)構(gòu)圖

先將采樣槍穿過抽氣終端的采樣槍固定孔并旋緊固定旋鈕，然后將抽氣終端套至排氣管，確保采樣槍插入排氣管的深度滿足檢測要求。采樣終端的筒體直徑為150 mm，可適用于所有車輛排氣管，在收集尾氣時處理系統(tǒng)的風機在抽氣終端端口形成負壓，將排氣管所有尾氣抽至管道。使用時將2只彈簧拉鉤鉤在車身以固定抽氣終端，以確保抽氣終端在尾氣檢測過程中車輛振動也不會掉落。當排氣管在機動車底盤中部位置時，支撐桿可延長操作人員的操作空間，解決難以操作的問題。

2.2 高溫、防火

由于機動車排氣口溫度能達到500 ℃～600 ℃，且含有未完成燃燒的顆粒，當顆粒物堆積在管路中時，高溫尾氣中的火星易引發(fā)火災。處理系統(tǒng)后端過濾材料最高耐溫約120 ℃，而且活性炭吸附也只有在常溫下吸附效果最佳，因此在設計該處理系統(tǒng)時還需考慮尾氣高溫與防火問題。

處理系統(tǒng)設計中采取的高溫與防火措施有稀釋冷卻、防火板阻燃、防火溝冷卻。抽氣終端端口比排氣管大，將尾氣收集的同時也抽取了大量空氣對尾氣進行稀釋，有效降低了尾氣溫度。防火板為雙層錯位多孔結(jié)構(gòu)（圖4），當尾氣經(jīng)過錯位多孔板時，火星因自重不能改變流向而撞擊板面，沉降至防火板板間底部，起到防火作用。另外，在收集管路中設計了地下的大腔體防火溝，尾氣進入防火溝時速度變慢，尾氣與地面充分接觸，進一步降低了尾氣溫度，使得尾氣在進行過濾、吸附時溫度比環(huán)境溫度稍高，保證了系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。

圖4 防火板的結(jié)構(gòu)

2.3 應用方便

尾氣抽排處理系統(tǒng)應用于處理機動車檢測站進行尾氣檢測時產(chǎn)生的尾氣，因此在抽氣終端上設計了固定采樣槍的固定孔，在將抽氣終端套接至排氣管的同時也將采樣槍插入排氣管，減少操作人員工作量。機動車排氣管位置各異、車身長度不同，因此在底盤測功機的左、右、后等3個位置設計了地下的防火溝，預埋管路將防火溝連接；防火溝上表面根據(jù)排氣管位置設計多個開孔，并配置活動滑板；抽氣終端收集的尾氣通過軟管、快插接頭接至防火溝，快插接至防火溝的孔位位置由排氣管位置與車身長度決定，使得收集系統(tǒng)具有廣泛的適用性。操作人員根據(jù)現(xiàn)場情況將抽氣軟管組件拖至適合位置，快插至對應防火溝孔位，將抽氣終端套接至排氣管，檢測采樣與尾氣收集兩項工作同時完成，使用方便簡單。

3 實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)場使用

機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)在杭州景芳汽車綜合性能檢測站正常運行1年多，大大改善檢測站的工作環(huán)境。經(jīng)浙江省環(huán)境監(jiān)測中心依據(jù)《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157—1996）對機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)的性能參數(shù)進行了監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果見表1所列。

由此可見，該系統(tǒng)針對機動車排氣管大小不同、位置各異的情況，結(jié)合檢測站的使用特點與要求，設計了具有廣泛適用性的尾氣收集與處理裝置，在檢測站使用簡單、方便。經(jīng)浙江省環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測，顆粒物去除效率達到94.0%，大大改善了站廠內(nèi)與周邊空氣環(huán)境，得到了檢測站操作人員的好評和客戶一致認可。

表1 機動車尾氣抽排處理系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果

2016-12-05）