Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Назвіть і коротко охарактеризуйте способи нейтралізації шкідливих речовин відпрацьованих газів ДВЗ




 

Зменшення шкідливих викидів автомобілів їх нейтралізацією та уловлюванням

Зменшення вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах оптимізацією процесу згоряння - найперспективніший захід, тому що продуктів неповного згоряння СО і СтНп легше позбутися на стадії їх утворення.

Проте уникнути вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих га­зах неможливо. Тому шкідливі компоненти відпрацьованих газів у випускній системі двигуна нейтралізують спеціальними пристроя­ми - нейтралізаторами.

Для нейтралізації необхідно забезпечити перебіг як окисних ре­акцій -для окислення продуктів неповного згоряння палива СО і СтНп до продуктів повного згоряння СО і Н20, так і відновних реакцій -для розкладання оксидів азоту NОх у вихідні речовини 02 і N2.

Для очищення відпрацьованих газів дизеля від сажі застосову­ють спеціальні пристрої-уловлювачі.

Каталітична нейтралізація відпрацьованих газів

Для прискорення перебігу окисних і відновних реакцій в ней­тралізаторах застосовують різні каталізатори (прискорювачі ре­акцій). Залежно від здатності активізувати ті або інші реакції ката­лізатори поділяють на: окисні, які прискорюють перебіг реакції окис­лення оксиду вуглецю і вуглеводнів; відновні - для відновлення ок­сидів азоту; двофункціональні, які одночасно активізують окисні та відновні реакції.

Широкого поширення у практиці очищення автомобільних відпрацьованих газів (ВГ) набули каталізатори на основі благородних металів - паладію (Р/) і платини (Рг). Вони мають хорошу селек­тивність, низькі температури початку ефективної роботи, досить довговічні. Платина - універсальний каталізатор. Але каталізато­рами, в реакціях відновлення АЮх, можуть виступати також родій (Ро) і рутеній (Ри). Широкого поширення ці нейтралізатори не набу­вають через їх високу вартість. В окисних і відновних реакціях мож на застосовувати відносно дешеві каталізатори на основі міді, мар­ганцю, нікелю, хрому і т. д. (СиО, МпОг ЛЮ, Сг202, Рв2Ог ІпО). Але ці каталізатори недовговічні, і їх ефективність значно менша за платино-паладієві. Тому, незважаючи на високу вартість, частіше застосовують каталізатори на основні благородних металів.

Будова каталізаторів така: активний каталітичний прошарок нанесено на інертне тіло-носій. Найпоширенішими є гранульовані і блочні (монолітні) носії.

Гранульовані носії виготовляють з оксиду алюмінію чи алюмо­силікатів. Гранули діаметром 2-5 мм мають розвинену, крупно-по­рувату поверхню - 50-100 м2/г.

У двигунах із звичайною системою живлення один і той самий каталітичний нейтралізатор може виконувати роль прискорювача окисних чи відновних реакцій. Через те, що в одному нейтраліза­торі важко досягти ефективного очищення відпрацьованих газів від найпоширеніших трьох шкідливих речовин (СО, СтНп і ЛЮХ), як пра­вило, застосовують подвійну систему очищення. В першу чергу, це стосується бензинових двигунів, які живляться збагаченими сумі­шами. В системі подвійного очищення є два нейтралізатори, розта­шовані в одному блоці.

В першому нейтралізаторі відбувається відновлення NОх до N2 в результаті реакцій

У другому нейтралізаторі для створення окисного середовища, тобто для окислення СО і СтНп додатковим патрубком підводять повітря. На окисному каталізаторі нейтралізуються продукти непов­ного згоряння:

У каталітичних нейтралізаторах окислення оксиду вуглецю в С02 відбувається при температурі 250-300 °С, вуглеводнів, бенз(а)пірена, альдегідів - при температурі 400-450 °С. При тем­пературі понад 580 °С вигорає сажа.

На рис. 6.1 показана конструктивна схема гранульованого ка­талітичного нейтралізатора.

 

 

Відпрацьовані гази патрубком 2 надходять у верхню частину нейтралізатора 3, де при нестачі кисню відбуваються реакції віднов­лювання NOх до N2.

Далі відпрацьовані гази надходять у нижню частину нейтралі­затора 5, де відбуваються реакції окислення СО і СтНп з подавання патрубком 1 додаткового повітря.

Хороших результатів досягають застосуванням подвійних ней­тралізаторів у разі регулювання двигунів на стехіометричні чи дещо збагачені суміші.

Випробування автомобіля, оснащеного каталітичного нейтра­лізатора за їздовим циклом довели зменшення концентрації СО і С Н на 40 %, NO - на 75 %.

Широке застосування каталітичних нейтралізаторів у нашій країні гальмується їх високою вартістю, недовговічністю, а також використанням етилованих бензинів. Окрім того, застосування ка­талітичних нейтралізаторів дещо зменшує потужність і погіршує па­ливну економічність двигуна.

Подавання додаткового повітря у випускний трубопровід

Для бензинових двигунів навіть у разі живлення збідненими сумішами (а= 1,05-1,1) характерна низька концентрація вільного кисню у відпрацьованих газах, а у разі збагачених сумішей (з кое­фіцієнтом надміру повітря а< 1) вільн.ий кисень майже відсутній. Саме коли а < 1, утворюються продукти неповного згоряння палива СО і СН.

Для їх нейтралізації необхідно у впускну трубу подати додатко­ву кількість повітря з таким розрахунком, щоб сумарний коефіцієнт надміру повітря (з урахуванням повітря, яке подають у циліндри дви­гуна) був не меншим за а = 1,05.

В результаті, за високої температури (700 °С) відбувається ре­акція окиснення. Такі системи практично не впливають на вміст ок­сидів азоту у відпрацьованих газах.

Найпоширенішим типом пристроїв, які забезпечують подаван­ня повітря, є нагнітач ротаційного типу з приведенням від колінчас­того вала. В автомобілі ГАЗ-24 з карбюратором, який виконано з граничним відхиленням у сторону збагачення суміші, подача нагніта­ча, що дорівнює 60 м3, забезпечує умови для очищення ВГ від ок­сидів вуглецю на 90-95 %, від вуглеводнів - на 70-85 %.

Простішим пристроєм, який з достатньою для практичних цілей точністю дозує подавання додаткового повітря на усіх режимах ро­боти двигуна, є ежектор (рис. 6.6).

Ежектор складається із сопла 1, змішувальної камери 2, дифузо­ра 3. Недолік ежектора - підвищений газодинамічний опір при мак­симальних витра­тах ВГ і викиданні ВГ патрубком впус­ку додаткового по­вітря в режимах хо­лостого ходу, який можна усунути вста-новлюванням у цьому патрубку ма-лоінерційного зво­ротного клапана типу пульсара.

Рис. 6.6. Схема ежектора

Термічна нейтралізація

При термічній нейтралізації продуктів неповного згоряння па­лива СО і СтНп, які містяться у ВГ двигунів, відбувається їх окис­лення до кінцевих продуктів С02 і Н20 у випускній системі. Цей про цес інтенсифікує створення в системі випуску умов, сприятливих для окислення, тобто підвищення температури і збільшення часу реакції та подавання в зону окислення додаткового повітря.

Термічний нейтралізатор - це теплоізольований об'єм зі спе­ціальною організацією перетікання ВГ, який вставляють у випускну систему двигуна, що здійснює термічне доокислення токсичних ком­понентів завдяки теплоті ВГ (рис. 6.7). Термічна нейтралізація не залежить від виду палива, яке спалюють, наявності присадок і доз­воляє застосовувати у двигунах етилований бензин. Підвищити температуру ВГ у нейтралізаторі можна, зменшуючи теплові втра­ти застосуванням екранів, теплоізоляцією корпусу нейтралізато­ра, використанням теплоти реакції окислення. Для двигунів, які живляться збагаченими сумішами, додаткове повітря перед пода­ванням у реакційну камеру нейтралізатора рекомендують підігріва­ти від гарячих стінок системи випуску ВГ.

Концентрація оксидів азоту у ВГ у разі застосування термічних нейтралізаторів може дещо зростати в окремих режимах роботи двигуна чи залишатися незмінною

Трубами (які на схемі не показані) у випускні патрубки головки циліндрів подають додаткове повітря.

У внутрішню камеру реактора патрубками 5 надходить суміш теріалу, і складається вона із двох частин - 2 і 4. В середині камери є перегородка 6, яка сприяє кращому перемішуванню повітря з відпрацьованими газами. Камера ізольована прошарком азбесту і вставлена в металічний корпус 1 і 3. Відпрацьовані гази після каме­ри термічного реактора спрямовують у глушник крізь вікно 7.

В дизелях окислення продуктів неповного згоряння, як прави­ло, здійснюється під час перепускання відпрацьованих газів крізь допалювачі, в яких підтримують постійне горіння.

Застосування полум'яних допалювачів, як і усієї термічної ней­тралізації, є причиною деякого зменшення потужності та підвищен­ня питомої витрати палива двигунами через зростання протитиску в системі випуску, а також призводить до порушення їх акустичної настройки.

Рідинні нейтралізатори відпрацьованих газів

Рідинні нейтралізатори - найпростіші пристрої, в яких здійс­нюється фізико-хімічна обробка відпрацьованих газів під час пере­пускання їх крізь шар води чи хімічного розчину.

Принцип роботи рідинних нейтралізаторів ґрунтується на роз­чиненні чи хімічному зв'язуванні шкідливих речовин, уловлюванні дрібнодисперсних частинок і фільтрації відпрацьованих газів.

Компоненти ВГ, які розчиняються у воді, - альдегіди, оксиди сірки, вищі оксиди азоту - нейтралізуються, сажа й інші дисперсні частинки уловлюються рідиною, послаблюється інтенсивність за­паху ВГ, оксид вуглецю й оксид азоту не знезаражуються.

В рідинних нейтралізаторах ВГ охолоджуються до температу­ри 40-80 °С, що важливо, якщо роботи проводяться у вибухонебез­печних середовищах. Окрім того, за таких температур бенз(а)пірен переходить у твердий стан і вловлюється.

Щоб підвищити ефективність нейтралізації, застосовують роз­чини хімічних реактивів. Найефективніші водяні розчини сульфату натрію Na2S03, соди Na2С03 з додаванням гідрохінону C5H802 з ме­тою запобігання передчасному окисленню основних хімреагентів. Складні розчини застосовувати непрактично через швидкоплинність процесу очищення, великої витрати розчину під час роботи в режи­мах максимальних навантажень. У багатьох випадках застосову­ють технічну воду, забезпечуючи її часту заміну в нейтралізаторі.

 

Відпрацьовані гази з випускної труби 1 надходять у колектор 8 і крізь отвори в ньому виходять у ємність з нейтралізуючою рідиною, в якій відбувається очищення газу від токсичних компонентів. Після того як гази проходять фільтруючий прошарок 6 і сепаратор 5, де затримується волога, яку гази захопили при проходженні нейтралі­зуючого розчину, вони надходять у атмосферу Розчин у робочий бак 7 добавляють з додаткового баку 3.

Недоліком рідинних нейтралізаторів є те, що розчин може за­мерзати. Крім того, експлуатація рідинного нейтралізатора дорож­ча через більшу трудомісткість технічного обслуговування, яке по­требує щозмінного видалення й утилізації спрацьованої рідини і шла­му, промивання системи і заповнювання свіжою рідиною. Рідинні нейтралізатори мають велику масу і габаритні розміри, високу вартість хімічних реактивів.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 568 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2357 - | 2221 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.