机动车检测站尾气抽排处理系统设计

杭州景芳汽车综合性能检测有限公司 陈 杰

浙江浙大鸣泉科技有限公司 林泽涛

机动车检测站尾气抽排处理系统设计

杭州景芳汽车综合性能检测有限公司 陈 杰

浙江浙大鸣泉科技有限公司 林泽涛

据公安部交管局统计，随着我国汽车市场潜力持续释放，汽车保有量持续快速增长，2014年中国民用汽车保有量突破1.5亿辆，2015年汽车保有量达1.710 3亿辆。虽然机动车环保标准逐步提高，但快速增长的机动车保有量，加上大众汽车尾气门事件反映出的数据造假等问题，机动车尾气排放造成的环境污染日益严重，已成为我国大中城市空气污染的主要来源之一，其中代表城市杭州PM2.5污染源的组成如图1所示。机动车尾气中含有上百种不同的化合物，其中危害最大的有一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物及颗粒物等。这些有害气体不仅造成环境污染，而且危害人体健康。

图1 杭州市PM2.5主要来源（2014年）

作为大气污染防治的一项重要举措，对车辆进行尾气检测，经检测不合格的车辆进行维修、治理或报废，从而降低污染物排放量，减少对大气的污染。设立机动车尾气检测站检测出了很多尾气排放不合格车辆，在保护环境工作方面也取得了实质性成果。然而尾气检测站的尾气不经过处理直接排放到大气中，也带来了负面影响，例如检测站周边环境恶化和损害检测站工作人员的健康。

笔者主要设计了处理机动车检测站、维修厂等固定点的机动车尾气抽排处理系统，针对机动车尾气管位置多样（以柴油车为主）、尾气高温等特点，设计了灵活、适用性广与使用方便的收集系统，收集的尾气在处理装置统一过滤颗粒物、吸附气态污染物后再排至大气中。该系统经在机动车检测站、维修厂使用，有效改变了站厂内与周边环境，得到了客户一致认可。

1 系统介绍

机动车尾气抽排处理系统由收集系统和处理装置等两大部分组成，其工作原理框图如图2所示。其中，收集系统由抽气终端、防火沟与管路组成，管路根据客户的需求可地下埋管或空中走管；处理装置对机动车尾气中的颗粒物与气态污染物进行统一处理，采用惯性力+物理过滤法去除粒径0.3μm以上的颗粒物；采用活性炭吸附气态污染物。经过处理后的尾气通过管路再排至大气中。

图2 机动车尾气抽排处理系统工作原理框图

针对该系统实际使用要求、检测站场地情况，排气管尾气通过地面上软管收集送至防火沟，软管通过快插接头与防火沟连接；在检测线车辆的左、右与后等3个位置设计了防火沟，每个防火沟设计了多孔结构，根据需要选择插孔位置，以适应不同排气管位置需求。

2 关键问题

机动车尾气抽排处理系统设计解决了以下3个关键问题。

2.1 排气收集

汽油车排气管基本在尾部，但柴油车排气管位置却各式各样——尾部、底盘中部、车头，而且排气管大小不一。在进行加载检测中，采样枪需要从尾气管采集样气，因此设计的抽气终端需要将各种情况的尾气都收集并进行处理。针对上述特点，笔者设计了图3所示的配套抽气终端。

图3 抽气终端结构图

先将采样枪穿过抽气终端的采样枪固定孔并旋紧固定旋钮，然后将抽气终端套至排气管，确保采样枪插入排气管的深度满足检测要求。采样终端的筒体直径为150 mm，可适用于所有车辆排气管，在收集尾气时处理系统的风机在抽气终端端口形成负压，将排气管所有尾气抽至管道。使用时将2只弹簧拉钩钩在车身以固定抽气终端，以确保抽气终端在尾气检测过程中车辆振动也不会掉落。当排气管在机动车底盘中部位置时，支撑杆可延长操作人员的操作空间，解决难以操作的问题。

2.2 高温、防火

由于机动车排气口温度能达到500 ℃～600 ℃，且含有未完成燃烧的颗粒，当颗粒物堆积在管路中时，高温尾气中的火星易引发火灾。处理系统后端过滤材料最高耐温约120 ℃，而且活性炭吸附也只有在常温下吸附效果最佳，因此在设计该处理系统时还需考虑尾气高温与防火问题。

处理系统设计中采取的高温与防火措施有稀释冷却、防火板阻燃、防火沟冷却。抽气终端端口比排气管大，将尾气收集的同时也抽取了大量空气对尾气进行稀释，有效降低了尾气温度。防火板为双层错位多孔结构（图4），当尾气经过错位多孔板时，火星因自重不能改变流向而撞击板面，沉降至防火板板间底部，起到防火作用。另外，在收集管路中设计了地下的大腔体防火沟，尾气进入防火沟时速度变慢，尾气与地面充分接触，进一步降低了尾气温度，使得尾气在进行过滤、吸附时温度比环境温度稍高，保证了系统正常运转。

图4 防火板的结构

2.3 应用方便

尾气抽排处理系统应用于处理机动车检测站进行尾气检测时产生的尾气，因此在抽气终端上设计了固定采样枪的固定孔，在将抽气终端套接至排气管的同时也将采样枪插入排气管，减少操作人员工作量。机动车排气管位置各异、车身长度不同，因此在底盘测功机的左、右、后等3个位置设计了地下的防火沟，预埋管路将防火沟连接；防火沟上表面根据排气管位置设计多个开孔，并配置活动滑板；抽气终端收集的尾气通过软管、快插接头接至防火沟，快插接至防火沟的孔位位置由排气管位置与车身长度决定，使得收集系统具有广泛的适用性。操作人员根据现场情况将抽气软管组件拖至适合位置，快插至对应防火沟孔位，将抽气终端套接至排气管，检测采样与尾气收集两项工作同时完成，使用方便简单。

3 实验数据与现场使用

机动车尾气抽排处理系统在杭州景芳汽车综合性能检测站正常运行1年多，大大改善检测站的工作环境。经浙江省环境监测中心依据《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157—1996）对机动车尾气抽排处理系统的性能参数进行了监测，其监测结果见表1所列。

由此可见，该系统针对机动车排气管大小不同、位置各异的情况，结合检测站的使用特点与要求，设计了具有广泛适用性的尾气收集与处理装置，在检测站使用简单、方便。经浙江省环境监测中心监测，颗粒物去除效率达到94.0%，大大改善了站厂内与周边空气环境，得到了检测站操作人员的好评和客户一致认可。

表1 机动车尾气抽排处理系统监测结果

2016-12-05）