Промбез Л- 21. Анализ методов очистки газовых выбросов двигателями внутреннего сгорания
 Скачать 19.83 Kb.
|
|
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ДВИГАТЕЛЯМИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Характеристика выбросов Всего в отработавших газах обнаружено около 280 компонентов. По своим химическим свойствам, характеру воздействия на организм человека вещества, Влияние отдельных компонентов на организм человека изучено довольно полно. Практически для каждого компонента установлена ПДК. Учитывая все это, необходимым является нахождение методов и способов, как уменьшения токсичности, так и полной нейтрализации выхлопов двигателей внутреннего сгорания. Способы уменьшения токсичности выбросов ДВС Повышения качеств изготовления и усовершенствование конструкций двигателей; Поиск новых видов топлива, применение различных присадок к нему; Разработка устройств, снижающих содержание вредных компонентов в отработавших газах; жидкофазная нейтрализация выхлопов термическое окисление каталитическая нейтрализация Создание энергосиловых установок для автомобилей, выбрасывающих меньшее количество вредных веществ. Первый подход базируется на создании новых конструкций уже существующих двигателей. Благодаря именно этому подходу были созданы семейства форкамерных двигателей, работающих на дизельном топливе. К сожалению подход оказался неэффективным, поскольку при высоких затратах на переоборудование, разработку и обслуживание усовершенствованных двигателей, токсичность газовых выбросов оставалась по прежнему высокой. Второй подход открыл нам этелированный бензин. До сих пор ведутся разработки топливной системы, работающей на водороде. Одним из возможных топлив могут быть использованы спиртовые топлива. К ним относятся метанол и этанол. По своим эксплуатационным свойствам они заметно уступают бензинам. Это означает, что при одинаковом запасе хода по топливу автомобили, работающие на спирте, должны иметь 1,7 - 2,4 раза большие по объему топливные баки. Третий подход характеризуется созданием дополнительных устройств, без изменения конструкции существующей топливной системы, позволяющий уменьшать количества токсичных компонентов газа путем их дожигания или поглощения. Четвертый подход. Фирмой "Фольксваген" предложена система "старт - стоп", позволяющая полностью отключать двигатель на этих режимах. [3]Имеются много вариантов схем рекуперации энергии торможения, однако аккумуляторы такого рода обладают ограниченной энергоемкостью, сложны в изготовлении и управлении. Особого внимания заслуживают методы нейтрализации выхлопов ДВС. В отличие от уже рассмотренных выше приемов уменьшения количества токсичных веществ в отработавших газах методы нейтрализации никак не связаны с изменением конструкций двигателя, усовершенствованием систем питания и зажигания в автомобиле. Суть их заключается в обезвреживании уже образовавшихся токсикантов различными способами. По способу обезвреживания методы делят на каталитические, термические и жидкостные. Все они применяются как дополнительное оборудование. Особенностями каталитической нейтрализации у дизелей является необходимость их регенерации, поскольку сажа забивает активную поверхность катализатора, а выделяющийся серный ангидрид, взаимодействуя с носителем оксида алюминия А12О3, образует сульфат алюминия А12 (SО4)3, который также забивает поры, тем самым снижает эффективность. Метод каталитической нейтрализации получил широкое распространение. Пригодность данного метода для любого вида транспорта делает его одним из популярных методов нейтрализации в мировой практике. Термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированный объем со специальной организацией течения отходящих газов, устанавливаемый в выпускной системе двигателя и осуществляющей термическое доокисление токсичных компонентов за счет собственного тепла отходящих газов. Термическая нейтрализация не зависит от вида сжигаемого топлива, наличия присадок и позволяет использовать в двигателях этилированный бензин. Повысить температуру отработавших газов в нейтрализаторе можно, уменьшив теплопотери применением проставок - экранов, теплоизоляцией корпуса нейтрализатора, использованием тепла реакции окисления, а также кратковременным уменьшением угла опережения зажигания. Для двигателей, работающих на обогащенных смесях, дополнительный воздух перед подачей его в реакционную камеру нейтрализатора необходимо подогревать. Воздух, идущий на дополнительное окисление предварительно нагревают горячими стенками двигателя. Жидкостная нейтрализация получила широкое применение, как простой физико-химический способ воздействия на выхлопных газы дизелей. Процесс включает следующие стадии: улавливание мелкодисперсный частиц, адсорбцию, конденсацию и фильтрацию. Через слой жидкости пропускают отработавший газ, а газы охлаждаются до 40 - 80 0С. Водо-растворимые компоненты очищаемых газов - альдегиды, оксиды серы, оксиды азота при этом нейтрализуются, сажевые и другие дисперсные частицы улавливаются жидкостью, ослабляется интенсивность запаха выхлопов. Оксиды углерода и оксиды азота не обезвреживаются. Для повышения эффективности применяют растворы Na2SO3, Na2CO3 и гидрохинона. При таких условиях легко улавливается даже бензпирен. Однако эксплуатация нейтрализатора дороже по сравнению с другими методами, так как требует каждосменного удаления и утилизацию растворов и шлама, промывки системы и заполнением свежей жидкостью. |