Разработка окислительного нейтрализатора для дизельных двигателей

Разработка окислительного нейтрализатора для дизельных двигателей

Из рис. 1 видно, что при ( ( 1,5 резко увеличивается выброс оксида

углерода и углеводородов, при ( ( 1,5 повышается содержание в отработанных

газах оксида азота.

Рекомендации по ликвидации источников загрязнения.

По рис. 1 можно сказать, что двигатель работает экологически чище при ( =

1,5. Такую топливную смесь на всех режимах работы приготовить при помощи

карбюратора практически невозможно. Электронная система впрыска топлива

позволяет наиболее точно дозировать подачу топлива на заданном режиме

работы двигателя, а значит, снижает токсичность отработавших газов. В

отработанных газах автомобилей содержится большое количество вредных

веществ. Анализ воздуха в кабинах транспортных средств показал, что

концентрация окиси углерода в кабинах грузовых автомобилей может превышать

предельно допустимые нормы. В первую очередь воздействию токсических

составляющих отработанных газов подвергается водитель автомобиля. Для

многих крупных городов характерно превышение предельно допустимой

концентрации оксида углерода в 20 – 30 раз, с чем врачи связывают высокую

смертность от инфаркта миокарда.

Зависимость заболеваний сердечно-сосудистой

системы от содержания вредных веществ в воздухе

Таблица 6.1

|Заболевание |Вредные вещества, % |

| |СО |NxOy |N2 |SO2 |

|Инфаркт миокарда |32,8 |3 |0,8 |6,8 |

|Гипертоническая болезнь |28,3 |5,6 |2,3 |4,2 |

|Сердечно-сосудистая |12,2 |10,1 |15,3 |15,0 |

|недостаточность | | | | |

|Ишемическая болезнь |20,7 |13,4 |1,2 |8,2 |

|сердца | | | | |

Поступающие в атмосферу оксиды азота сохраняются в течении 3-4 дней. В

результате фотохимических реакций к солнечному свету оксида азота

образуется диоксид азота NO2, который вместе с углеводородами является

причиной образования токсических туманов, называемых смогами. Выбросы CO2

являются причиной выпадения сернокислотных осадков, способствующих

закислению почвы и воды. Содержание углекислого газа воздухе не

нормируется. Продолжительность существования CO2 в атмосфере 4 года.

Возрастание концентрации окиси углерода опасно возникновением парникового

эффекта, который приводит к возрастанию температуры воздуха у поверхности

земли.

Сейчас на Земле эксплуатируется около 900 млн. автомобилей, а к 2004 г.

ожидается увеличение их числа до 1 млрд. 200 млн.

В настоящее время на долю транспорта приходится больше половины всех

вредных выбросов в окружающую среду, которые являются главным источником

загрязнения атмосферы, особенно в крупных городах. В среднем при пробеге 15

тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26-30 т

воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей

человека. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год): угарного

газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых

веществ – 2 – 5. Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за

применения в большинстве своем этилированного бензина. Наблюдения показали,

что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жители болеют

раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах удалённых от дороги на расстояние 50

м. Вместе с тем транспорт отравляет даже водоёмы, почву и растения.

Для сокращения вредного влияния транспорта на природу проводятся работы

по следующим направлениям.

1. В автотранспорте применяют менее токсичные дизельные двигатели,

сжиженный природный газ и специальные добавки в бензин (водород,

метанол, и высшие спирты). Использование газа позволит снизить в

выхлопе содержание вредных веществ до 40% (оксидов азота, углерода,

сажи).

2. Бензиноводородное топливо (содержание водорода 12%) должно заменить

этилированный бензин, при этом экономичность двигателей повысится на

20%, расход топлива снизится на 40%.

3. В ближайшей перспективе предполагается использование идеального

водородного топлива.

6.2 Нормирование загрязнения атмосферного воздуха

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация

примеси в атмосфере, отнесённая к определенному времени осреднения, которая

при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не

оказывает на нег вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и на

окружающую среду в целом.

Эта величина обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими

исследованиями; носит законодательный характер.

В России, как правило, ПДК соответствует самым низким значениям, которые

рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ ).

Устанавливаются два значения норматива: максимальная разовая в пределах 20-

30 мин и среднесуточная величина ПДК: NO2 – 0,085 (0,40); SO3 –

0,30(0,005); Cl – 0,100 (0,030); CO – 3,0 (1,0); сажа – 0,150 (0,050)

мг/м3.

Максимальная разовая величина ПДК на должна допускать неприятных

рефлекторных реакций человеческого организма (насморк, ощущение запаха и

др.), а среднесуточная - токсичного, канцерогенного воздействия.

Для регулирования выбросов вредных веществ в биосферу используются

индивидуальные для каждого вещества и предприятия нормы предельно

допустимых выбросов (ПДВ), которые учитывают количество источников, высоту

расположения их, распределение выбросов во времени и пространстве и другие

факторы.

Предельно допустимые выбросы – предельное количество вредного вещества,

разрешаемое к выбросу от данного источника, которое не создает приземную

концентрацию, опасную для людей, животного и растительного мира.

По вопросам охраны атмосферного воздуха предприятия оформляют статическую

отчётность по форме 2-ТП ПСУ.

6.3 Способы очистки газовых выбросов в атмосферу

Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-

абсорберах, наиболее прост и с высокой степенью очистки, однако требует

громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на

химических реакциях между газом. Например сернистым ангидридом, и

поглощающей суспензией (щёлочной раствор: известняк, аммиак, известь). При

этом способе на поверхность твердого пористого тела адсорбента осаждаются

газообразные вредные примеси (адсорбат). Последние могут быть извлечены с

помощью десорбции при нагревании водянным паром.

Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе

заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ

термического окисления – в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое окисление с использованием твердых катализаторов

заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде

марганцевых составов или серной кислоты.

Для очистки газов методом катализа с использованием реакций

восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак,

углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOх

достигается применением метана с последующим использованием оксида

алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида

углерода.

Для очистки от CO и NOх отработанных газов дизельных автомобилей

применяется аналогичный метод, например для работающих в карьерах

автосамосвалов БелАЗ-540А. Каталитический способ заключается в разложении

озона серебрянно-пиролюзитовым катализатором. Перспективен сорбционно-

каталитический способ очистки от особо токсических веществ при температурах

ниже температуры катализа. Адсорбционно-окислительный способ также

представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых

количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного

вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического дожигания.

В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на

человека применяются специальные градостроительные мероприятия: зональную

застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагаются низкие

здания, затем – высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения;

транспортные развязки без пересечений, озеленений.

членов этого штаба к зоне чрезвычайной ситуации и обратно, организацией

размещения, питания, оплаты труда, материально-технического обеспечения,

медицинской помощи и других видов их деятельности в чрезвычайных ситуациях.

Участники ликвидации чрезвычайных ситуаций от общественных объединений

должны иметь соответствующую подготовку, подтвержденную в аттестационном

порядке.

Статья 19. Обязанности граждан РФ в области защиты населения и территорий

от чрезвычайных ситуаций.

Работники соответствующих предприятий обязаны соблюдать технику

безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте машин, не

допускать нарушений производственной и технологической дисциплины,

требований экологической безопасности, которые могут привести к

возникновению чрезвычайной ситуации.

При необходимости оказывать содействие в проведении аварийно-спасательных

работ.