Реклама от RtbSape
Общее описание
Катализатор топлива - устройство, предназначенное для снижения токсичности выхлопных газов и улучшения условий работы двигателя внутреннего сгорания за счет предварительной обработки углеводородного жидкого топлива, подаваемого в цилиндры двигателя. Обработка топлива в катализаторе топлива позволяет повысить полноту его сгорания, снизить образование вредных веществ при работе двигателя (снизить токсичность выхлопных газов), снизить удельный расход топлива, улучшить условия работы двигателя по критериям износа. Катализатор выхлопных газов - это элемент выхлопной системы автомобиля, который предназначен для дожигания выхлопной смеси до экологически чистых. Катализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее. Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находятся керамическая сотовая конструкция. Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава. .Недогоревшие остатки (CO, CH, NO) касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим так же в выхлопных газах. В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления. В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы имеют концентрацию СО2.
Принцип действия
Известно, что полнота сгорания топлива во многом определяется его состоянием. Бензин, заливаемый в бак при заправке, всегда не соответствует марке, которую он имел в хранилище завода изготовителя. Любые операции с бензином, инициируют ухудшение элементного состава топлива, поступающего в камеру сгорания.
Обработка топлива в катализаторе топлива позволяет повысить полноту его сгорания, снизить образование вредных веществ образующихся при работе двигателя (снизить токсичность выхлопных газов), снизить удельный расход топлива, улучшить условия работы двигателя по критериям износа, и даже восстановить геометрию поверхностей трения и зазоры в цилиндропоршневой группе двигателя.
В отличие от катализаторов - дожигателей, которые устанавливаются в выхлопном тракте и снижают выбросы вредных веществ за счет нейтрализации газов при контакте с нагретой поверхностью катализатора, КТ устанавливается в тракте подачи топлива и путем активного воздействия на топливо, предотвращает образование вредных веществ, повышает технические показатели работы двигателя внутреннего сгорания.
Использование разработанной технологии каталитической подготовки топлива (ступенчатое улучшение качественного молекулярного состава топлива каталитической обработкой и насыщение его солями плакирующих металлов) обеспечивает следующие отличительные особенности и преимущества “катализатора топлива”:
снижение износа двигателя за счет снижения трения и восстановления геометрии поверхностей цилиндропоршневой группы двигателя;
снижение расхода топлива;
улучшение технической характеристики двигателя без изменения его конструкции;
снижение массы загрязняющих веществ в выхлопных газах;
возможность использования в качестве топлива этилированных бензинов;
увеличение срока службы моторного масла;
способность работать в широком температурном диапазоне от – 40 0 до + 85 0С.
повышение мощности и КПД двигателя;
простоту его установки в тракте подачи топлива перед двигателем;
универсальность конструкции устройства для разных моделей транспортных средств;
возможность блочной компоновки для работы на мощных двигателях.
Эволюция катализаторов выхлопных газов.
В конце 60-х годов, когда мегаполисы Америки и Японии стали буквально задыхаться от смога, инициативу взяли на себя правительственные комиссии. Именно законодательные акты об обязательном снижении уровня токсичных выхлопов новых автомобилей вынудили промышленников усовершенствовать двигатели и разрабатывать системы нейтрализации.
В 1970 году в Соединенных Штатах был принят закон, в соответствии с которым уровень токсичных выхлопов автомобилей 1975 модельного года должен был быть в среднем наполовину меньше, чем у машин 1960 года выпуска: СН — на 87%, СО — на 82% и NOх — на 24%. Аналогичные требования были узаконены в Японии и в Европе.
Первым делом инженеры бросились совершенствовать системы питания и зажигания. Но было очевидно, что добиться столь существенного улучшения ситуации с токсичностью без применения дополнительных устройств просто невозможно.
В 1975 году на американских машинах появились первые катализаторы отработавших газов — тогда еще двухкомпонентные, так называемого окислительного типа. Двухкомпонентными они назывались потому, что могли нейтрализовать только два токсичных компонента — СО и СН. Окислительными — потому, что происходившие реакции представляли из себя окисление (то есть фактически дожигание) молекул СО и СН с образованием углекислого газа СО2 и воды Н2О.
На американских автомобилях 1975 года появились транзисторные системы зажигания с высокой энергией искры и свечи с медным сердечником центрального электрода — это свело к минимуму пропуски зажигания и последующие вспышки несгоревшего топлива в катализаторе, которые грозят оплавлением керамики.
В 1977-м к нему добавили "противоазотную" секцию, а еще через пару лет объединили все в едином корпусе, дав неправильное название "трехступенчатый" катализатор. На самом деле речь идет не о ступенях, а о трех подавляемых классах вредных веществ.
К 1990 году катализатор переехал вплотную к выпускному коллектору, чтобы быстрее нагреваться до рабочих температур (300?С) – тем самым уменьшить вредные выбросы на стадии прогрева.
В 1995 году фирма ”Эмитек” разработала технологию подогрева катализатора мощным электрическим сопротивлением. Основанная на этом принципе модель катализатора ”6С”(или ”Эмикэт”) была установлена на ”БМВ-Альпина В12”.
В 2000 году появилась цеолитовая ловушка углеводородов (СН), задерживающая их при пуске мотора и лишь после нагрева до 220°С отдающая на "съедение" готовому к работе катализатору.
Очищение выхлопных газов.
Это происходит за счет прохождения выхлопов с высокой температурой через решетку каталитического преобразователя, изготовленную из драгоценных металлов, в результате чего вредные выхлопы либо окисляются, либо распадаются на менее вредные химические вещества. Работа катализатора основана на внутреннем элементе, который представляет собой керамическую решетку, покрытую драгметаллами. Керамическая решетка имеет огромное количество проходов и при прохождении выхлопных газов максимальное количество отработанных газов соприкасается с поверхностью этой решетки — происходит каталитическая реакция. При условии, что керамическая решетка внутри катализатора забивается несгоревшими отходами топлива (такими, например, как свинец, масло), тогда эффективность катализатора значительно снижается. Поэтому применение топлива с содержанием тетраэтилсвинца недопустимо для автомобилей, оснащенных катализаторами за счет дополнительного сопротивления, создаваемого конвертором на пути следования отработанных газов автомобиля
Сравнительная характеристика катализатора выхлопных газов и катализатора топлива.
№ з/п
|
Основные технические характеристики
|
Катализатор выхлопных газов
|
Катализатор топлива
|
1
|
Габаритные размеры, мм
|
430х200х100
|
L=135;Dмax=85
|
2
|
Вес (кг)
|
4,6
|
0,38
|
3
|
Основные материалы
|
1.Никельсодержащая жароустойчивая сталь.2.Платина.3.Палладий.4.Прокат черных металлов.
|
1.Полиамид.2.Бальзатовая ткань.3.Таблетки химического катализатора.4.Гаммаглинозем.5.Порошок титана.6.Корпус-аллюминий
|
4
|
Стоимость изделия (в условных единицах)
|
800-1500
|
30-1000
|
5
|
Снижение токсичности отработанных газов (%)
|
Снижает около 30%
|
Снижает СО- не меньше 30%; СН- не меньше 20% ;Nox-8%
|
6
|
Снижение удельного расхода топлива
|
Повышает расход *
|
Снижает не меньше 5%
|
7
|
Повышение компрессии двигателя
|
Нет
|
Не меньше 8%
|
8
|
Возможность использования этилированного бензина
|
Не возможно** выходит из строя
|
Возможно без ухудшения работы двигателя
|
9
|
Температурный порог начала эффективной роботы
|
Не ниже +600***
|
При температуре окружающего воздуха
|
10
|
Возможность перезарядки (регенерации)
|
Нет
|
Возможно путем замены каталитической кассеты и фильтров-активаторов
|
11
|
Необходимость переделывания двигателя при установке фильтра
|
Нет: монтаж конвертора в процессе сборки a/м
|
Нет: устанавливается в систему топливопровода
|
12
|
Возможность утилизации
|
|
Возможна
|
Использование низкооктановых этилированных бензинов ведет к пассивации рабочей поверхности сот конвертора и выхода из строя (неэффективная работа по нейтрализации токсических веществ в газах). При каждом запуске холодного двигателя и прогревании его на протяжении 5 минут, количество выброшенных веществ эквивалентно их количеству, что выбрасываются за время пробега автомобиля на расстояние 300 км.
Способы нейтрализации отработавших газов в выпускной системе.
Существует несколько способов нейтрализации отработавших газов в выпускной системе автомобиля: Окисление отработавших газов путем подачи к ним дополнительного воздуха в термических реакторах. Термические реакторы устанавливают на многих японских и американских двигателях. Термический реактор представляет собой теплоизолированный объем со специальной организацией течения отходящих газов, устанавливаемый в выпускной системе двигателя и осуществляющий 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 реакторе можно, уменьшив теплопотери применением проставок-экранов, теплоизоляцией корпуса реактора, использованием тепла реакции окисления, а также кратковременным уменьшением угла опережения зажигания. Реакторы особенно эффективны на режимах богатой смеси при больших нагрузках, не выходят из строя со временем, однако не дают полного окисления СО и СН и не восстанавливают NOx, поэтому применяются как дополнительные устройства перед катализатором.
Поглощение токсичных компонентов жидкостью в жидкостных нейтрализаторах. Этот способ не получил широкого распространения из-за малой эффективности и необходимости частой замены жидкости.
Применение катализаторов и сажевых фильтров (на автомобилях с дизельными двигателями) – в настоящее время наиболее актуальный.
Список литературы:
Система управления двигателем ВАЗ-2110-2112 Контролер МР7. ОН BOSCH (EURO 2)
Руководство по техническому обслуживанию и ремонту.-М.: Издательство Дом Третий Рим,2003.-192 с.
Журнал Автосервис №1 2008 г.
Журнал Авто Транспорт №2 2008 г.
ВАЗ 2110-12 с двигателем 1,5; 1,5i; 1,6i. Устройство, обслуживание, диагностика и ремонт. Иллюстрированное руководство.-М.: ООО «Книжное издательство «За рулём», 2007.-296 с.: ил.-(Серия «Своими силами»).
Как получить высшее профессиональное образование на заочном отделении можно узнть из следующего материала.
|
http://avto-barmashova.ru/vlianie_avto_na_sredu/index.html
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭКОНОМИКИ, СТАТИСТИКИ И ИНФОРМАТИКИ
Реферат
на тему:
«Свинцовое загрязнение окружающей среды РФ и его влияние на здоровье человека»
Выполнил студент
группы ДЭ-103
Швачкин М.А.
Москва 1998
С О Д Е Р Ж А Н И Е
1.1. Источники загрязнения
1.1.1. Стационарные источники
2. Влияние свинца на здоровье населения
2.1. Пути поступления свинца в организм человека
2.2. Группы повышенного риска воздействия свинца среди населения
^ 2.2.1. Взрослое население
2.2.2. Свинец и здоровье детей
3.3. Федеральные и региональные программы
4. Основные положения программы по снижению поступления свинца в окружающую среду и его воздействие на здоровье населения
^ 4.1. Совершенствование производственных технологий и способов очистки
4.2. Реабилитация территорий
5. Рекомендации
1.1. Источники загрязнения
1.1.1. Стационарные источники
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.
В 1995 г. из общего выброса свинца металлургической промышленностью в атмосферу (671 т) около 98,4% (660 т) приходилось на предприятия цветной металлургии. Из 640 кг в год свинца, сбрасываемого в водные объекты со сточными водами, 570 кг (89%) принадлежало предприятиям, производящим цветные металлы. Сравнительно небольшие выбросы свинца предприятиями черной металлургии Российской Федерации определяются отсутствием в сырье сколь-либо значительного содержания свинца, хотя в ряде развитых стран мира наличие в рудном сырье и скрапе свинца создает серьезные экологические проблемы в доменном, мартеновском и электроплавильном переделах.
Анализ источников выброса свинца показал:
- 57% свинца выбрасывается в атмосферу с большими объемами запыленных газов отражательной плавки медного (свинецсодержащего) сырья, которые на всех заводах, использующих эту технологию, направляют в дымовые трубы без пылеочистки;
- 37% свинца выбрасывается с конвертерными газами из-за отсутствия или недостаточности степени очистки их от богатой по содержанию свинца возгонной пыли;
- существенным фактором является недостаточная эффективность существующих на предприятиях цветной металлургии средств пылеулавливания.
^ Производство аккумуляторов в машиностроении использует половину потребляемого в стране свинца. Суммарные выбросы в атмосферу 7 аккумуляторных заводов России, объединенных в АО "Электрозаряд", составили в 1995 г. ориентировочно 38,2 т в пересчете на свинец; суммарные сбросы в водные объекты (через канализацию) - 35,3 т.
С переходом на применение в производстве кабелей пластмассовых материалов для оболочек произошло снижение потребления свинца и его сплавов кабельными заводами. К настоящему времени потребление свинца на заводах этой подотрасли снизилось до 5 тыс. т. Особенности применяемой технологии таковы, что выбросы свинца незначительны.
В топливно-энергетическом комплексе загрязнение окружающей среды свинцом обусловлено производством этилированных бензинов и сжиганием топлива (прежде всего угля).
Несмотря на положительную тенденцию снижения выпуска этилированных бензинов, имеется ряд экономических и организационных причин, сдерживающих решение этой проблемы. Отказ от применения этиловой жидкости и использование альтернативных октаноповышающих добавок приводит к увеличению себестоимости автомобильных бензинов.
Расчеты, сделанные на основании официальных статистических данных о потреблении топлива субъектами Российской Федерации в 1993 г., показали, что при сжигании органического топлива (уголь, мазут, природный газ) в атмосферу России поступает примерно 400 т свинца.
Выбpосы и сбpосы соединений свинца в химическом комплексе связаны с пpоизводством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных пpисадок к автомобильным бензинам, полимеpизацией пластмасс и др.
В лакокрасочном производстве по-прежнему (в последнее время во все меньших количествах) используют свинцовые пигменты. Пигменты, содержащие свинец, входят и в состав антикоррозийных покрытий, имеющих главным образом защитное, а не декоративное значение.
В целом выбросы в атмосферу соединений свинца предприятиями лакокрасочной промышленности составляют около 20 т. Эта цифра является оценочной, но сам порядок величины заслуживает того, чтобы провести детальную инвентаризацию использования и потерь соединений свинца в этой подотрасли.
Выбросы свинца стекольными предприятиями в целом по России оцениваются величиной порядка 100(200 т/год. Производство хрустальной посуды, оптического стекла типа "тяжелый флинт", деталей кинескопов, специальных свинцовых стекол для спайки с металлами и другими стеклами следует рассматривать как источники загрязнения окружающей среды, в первую очередь атмосферного воздуха, соединениями свинца. Потери свинца на таких предприятиях составляют 2-8% от массы вовлеченного в технологический процесс элемента. Концентрация свинца в отходящих газах при варке малосвинцового стекла составляет до 600 мг/м3.
В производство консервов (использование свинецсодержащих припоев при изготовлении жестяных банок) по приближенным оценкам на 1988 г. вовлечено от 100 до 200 т свинца. Несмотря на сокращение производства консервированных продуктов в 90-е годы, масса ежегодно поступающего в твердые бытовые отходы свинца в настоящее время может составлять десятки тонн. Еще большую опасность представляет возможность попадания свинца, содержащегося в припое, в продукты питания при хранении консервов (см. разд. 3.1).
Существенными источниками загрязнения окружающей среды свинцом и его соединениями являются предприятия оборонной промышленности. Так, монтажно-паечные работы обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений в приземный слой атмосферы в целом по России в объеме 1 т/год. Лакокрасочные, пропиточные, эмалировочные работы и работы с применением компаундов обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений до 150 т/год без учета составов с высоким удельным содержанием свинца, но имеющих ограниченное применение. Поступление свинца в окружающую среду происходит также при производстве свинецсодержащих боеприпасов, нанесении свинцовых покрытий и других специальных работах.
Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) представляют собой мощные площадные источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе свинцом.
По экспертным оценкам на свалках, транспортных площадках и других местах по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн. т свинца в отработанных аккумуляторах. При существующем положении с их переработкой эта величина возрастает на 50-60 тыс. т ежегодно.
По данным Госкомстата России в стране в последние годы в связи с падением уровня производства динамика выбросов свинца и его соединений в атмосферный воздух от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению. Так, в 1992 г. свинца и его соединений было выброшено 1404 т, что на 6,9% меньше уровня 1991 г. В 1993 г. снижение выбросов составило 13,8% по сравнению с 1992 г. при общем выбросе в 1070 т; в 1994 г. ( 18,1% (876 т) к уровню 1993 г. и в 1995 г. ( 29,8% (616 т) к уровню 1994 г.
Из материалов 1995 г. следует, что 7 регионов Российской Федерации, на долю каждого из которых приходится более 1% от валового выброса свинца, в сумме выбрасывают около 95% всех выбросов свинца от стационарных источников в России.
|
Скачать 0.64 Mb.