汽车尾气余热回收利用装置探索

王娟 王俊

摘 要：随着我国汽车行业的发展，我国的能源消耗和环境污染也在逐渐增加，化石燃料的应用不仅导致更多的臭氧层空洞和酸雨情况滋生，全球气候变暖也在不断持续。目前，我国正大力开发和强化太阳能、风能、地热等多项可再生能源的应用，在此基础上，对汽车尾气进行废热的余热回收也是解决环境污染问题的一个重要研究方向。

关键词：汽车尾气;余热回收;利用;装置构建

汽车是世界范围内广泛应用的重要交通工具，在人们的生活和工作当中都扮演非常重要的角色。目前，我国汽车广泛应用的能源以化石燃料为主，而化石燃料的使用会增加二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳等多种污染废弃物的排放，这种情况下导致酸雨和臭氧层消耗等环境污染情况也不断在身边的环境中滋生。虽然目前我国已经致力于通过研究新能源汽车来减少化石燃料消耗，运用可再生能源来为汽车的行驶提供动力，但是对于汽车尾气排放中的余热进行回收利用可以使一些仍然具有应用价值的物质被回收进行二次利用，甚至是多次反复利用，这样也可以使一些污染废弃物变得更加有价值。

1 汽车尾气余热回收利用装置的工作原理

随着能源消耗越来越多，汽车工业发展所带来的尾气排放为能源问题研究提供了又一个课题，事实上，在汽车发动机消耗燃料的过程中，有40%的能量都会随着尾气被排放到空气当中，而汽车排放尾气温度一般在300～600 ℃左右，如果能够利用废热来进行能量的回收利用，很显然可以节约相关的石油资源，并且减少温室气体的排放，提高汽车的动力性能，也使汽车燃油变得更加经济实用。在对汽车尾气的废热进行研究的过程中，有许多专家学者提出利用废弃热量来进行回收发电。而近年来，半导体温差发电回收利用汽车尾气中的废热也成为了重点研究项目。一般来说，这种半导体温差发电的工作原理主要基于三种基本效应：塞贝克效应、拍尔帖效应和汤姆逊效应。经过各国科学家的研究发现，半导体温差发电不需要借助流体介质和化学反应也没有运动部件，在整个发电过程中并没有介质的泄漏，也不会出现噪音和磨损，而且用来发电的模块体积较小，使用寿命更长，更适用于汽车尾气的余热回收利用体系，还能够将低品位余热转化为高品位的电能，这无疑更适应汽车尾气余热回收利用装置的构建。

2 尾气余热回收利用技术分析

目前，我国所广泛应用的发动机废气余热回收利用技术是运用相关的余热回收设备，使汽车发动机的尾气中所含的热量能够得到回收，再通过一系列的反应来将废气热量转化为可用能源，目前所采用的尾气热量回收利用模式，不仅可以提高我国现如今的能源利用率、降低生产成本，也可以对环境起到一定的保护作用。当前汽车尾气余热在回收利用过程中，主要应用在车厢供暖、发电和一些水和食品的加热方面，这些技术的应用虽然改善了目前的汽车乘车环境，但是对于车型的要求却较高，不能全方位进行推广。所以更需要将尾气余热回收利用技术与发动机燃烧性能和降低汽车发动机有害排放相结合，一方面可以提升车用燃料的能源利用率，另一方面可以减少化石燃料应用所带来的环境污染，为我国的可持续发展战略提供又一重要发展方向。

3 尾气余热利用装置分析

在一些汽车尾气余热回收利用装置的研究探索过程中，不乏对汽车发动机尾气余热具有较高利用价值和应用前景的装置探索，其中最具有潜力的就是乙醇水蒸气重整制氢装置。这一装置是利用换热器的换热性能使汽车发动机所产生的尾气能量被应用于乙醇水蒸气催化重整，在这一过程中，会产生大量的氢气、甲烷、一氧化碳等气体，这些气体通过混合器可以直接应用于汽车发动机的燃烧，有效强化汽车发动机的工作性能，并减少二氧化碳和二氧化氮的排放。

在运用这一装置的过程中，汽车发动机排放的高温尾气会顺着排气管进入余热回收利用装置，而尾气中的能量则会被应用于乙醇水蒸气催化重整，产生的混合气会经过压力调节器，顺着进气管上的混合器与空气进行混合，在气体混合后，可以根据汽车发动机的不同情况来调整燃料的应用比例，使气体能够进入发动机汽缸进行燃烧并产生可供汽车发动机运转的能量，而再次产生的尾气余热也可以顺着装置进行下一次的循环，实现发动机尾气余热的回收和利用。

4 结语

目前，我国对于各类型汽车尾气余热回收利用装置还处于初步的探索和实验阶段，但是将汽车尾气进行余热回收利用对于我国的能源运营效率提升和环境保护都有着非常重要的作用。所以只有强化对汽车尾气余热回收利用装置的探索，提升装置对汽车尾气余热的利用效率，使更多的汽车尾气排放能够以回收利用的形式为汽车提供更高的化石能源应用效率，为全球氣候变暖、酸雨等诸多环境问题的解决提供理论和实践技术思路。

参考文献：

[1] 张帅.汽车尾气余热利用温差发电装置的实验研究[D].杭州：浙江科技学院，2019.

[2] 孟莹梅.浅谈汽车尾气能量回收发电装置设计[J].中国高新区，2018（10）：31.