Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 июля, печатный экземпляр отправим 30 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Комплексные системы очистки отработавших газов дизелей

Технические науки
03.07.2015
596
Поделиться
Библиографическое описание
Скрябин, М. Л. Комплексные системы очистки отработавших газов дизелей / М. Л. Скрябин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 13 (93). — С. 189-192. — URL: https://moluch.ru/archive/93/20902/.

В данной статье рассмотрены комплексные системы очистки отработавших газов дизелей.

Ключевые слова:отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, оксиды азота.

 

Основная масса токсичных веществ дизелей выбрасывается в окружающий воздух вместе с отработавшими газами (ОГ). Вредные вещества выделяются также с картерными газами и в результате испарения топлива, смазочных масел, охлаждающих жидкостей. Однако общий объем вредных веществ, выделяемых со всеми этими газами, не превышает 3 % от выбросов ОГ, поэтому именно снижению концентрации вредных веществ в ОГ необходимо уделять особое внимание [1–16].

На сегодняшний день методы по снижению содержания оксидов азота можно разделить на четыре группы [17–25]:

1-я группа — очистка продуктов сгорания от оксидов азота (восстановление оксидов азота с помощью катализаторов);

2-я группа — уменьшение образования оксидов азота за счет конструктивных изменений, регулировок двигателя и топливоподающей аппаратуры;

3-я группа — изменение состава топливовоздушной смеси и вида топлива с изменением процесса сгорания;

4-я группа — снижение температуры цикла в КС, уменьшение температурной и концентрационной неоднородности за счет применения предварительно перемешанных топливовоздушных смесей.

Следует отметить, что в настоящее время не существует комплексной оценки эффективности методов улучшения экологических показателей дизелей. Представляется целесообразным в комплексной оценке учитывать стоимость самих устройств и величину предотвращенного ущерба. Имеющиеся методики позволяют сделать только относительные оценки эффективности средств снижения выбросов, поэтому дальнейшей задачей является создание системы комплексной оценки предлагаемых методов и средств снижения токсичности ОГ дизелей при их эксплуатации. Использования малотоксичных рабочих процессов может существенно влиять на выброс в атмосферу оксидов азота.

Большинство комплексных систем очистки ОГ дизелей состоят из монолитных катализаторов, каталитических и жидкостных нейтрализаторов. Однако массовое применение монолитных катализаторов сдерживается некоторыми проблемами. Во-первых, обычно в этих условиях катализаторами с активной поверхностью являются платиновые (Рt) или палладиевые (Рd) катализаторы. Эти благородные металлы окисляются и испаряются при температурах порядка 1500 К. Следовательно, длительная работа катализаторов из благородных металлов при температурах выше 1300 К приводит к неприемлемо высокой скорости потери катализатора. Если изменение режимов горения и применение монолитных катализаторов недостаточно эффективны либо вообще невозможны, то для снижения выхода NOx необходимо использовать процессы дожигания. Наиболее хорошо известный способ снижения выхода — каталитический дожигатель выхлопных газов, которым оснащены системы выхлопа многих автомобилей. Катализатор является комбинацией благородных металлов, которые восстанавливают NOx до N2. Основным элементом, обеспечивающим успешное функционирование каталитического дожигателя выхлопных газов, является λ — датчик, который определяет содержание кислорода в ОГ. Если в ОГ детектируются молекулы кислорода, электронная схема обратной связи двигателя несколько увеличивает скорость подачи топлива, а если кислорода в ОГ вообще не обнаруживается, скорость подачи топлива несколько уменьшается [26–32].

Существуют также эффективные системы очистки ОГ, которые одновременно обезвреживает и канцерогенные частицы сажи и вредные оксиды азота. Основой является микропористый керамический фильтр, покрытый слоем накапливающего азот материала и катализатором на основе платины. Во время работы двигателя на бедной смеси частицы сажи окисляются атомарным кислородом, освобождающимся при соединении NO и О2 из ОГ в процессе накопления NOх. Такие системы очистки показали снижение содержания сажи и NOx на 80 %, но применимы они лишь для дизелей последнего поколения, работающих с системой «Common rail» [26–32].

 

Литература:

 

1.Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/Киров, 2009. — 184с.

2.Анфилатов А. А., Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров, 2008. — 156 с.

3.Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. с. 3–5.

4.Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. с. 5–8.

5.Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. с. 4–5.

6.Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.

7.Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). с. 151–154.

8.Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 139–142.

9.Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 142–145.

10.     Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.

11.     Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 45–47.

12.     Анфилатов А. А. Исследование токсичности на скоростном режиме дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 47–50.

13.     Анфилатов А. А. Исследование дымности в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 50–53.

14.     Анфилатов А. А. Особенности экспериментальной установки для исследования рабочего процесса дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 223–225.

15.     Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 226–228.

16.     Анфилатов А. А. Особенности расчета периода задержки воспламенения при работе дизеля на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 229–231.

17.     Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 232–234.

18.     Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 235–237.

19.     Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 238–240.

20.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2004. -106 с

21.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения природного газа и рециркуляции // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4 (40). С. 21–25.

22.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции на тракторном дизеле 4Ч 11,0/12,5 // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 6. С. 7–9.

23.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 2. С. 6–7.

24.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей тракторного дизеля Д-240 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Научно-практический журнал Пермский аграрный вестник: 2013. № 1 (1). С. 29–32.

25.     Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции отработавших газов для снижения токсичности тракторного дизеля // Молодой ученый. 2015. № 6–5 (86). С. 11–13.

26.     Лопатин О. П. Зонная модель процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 261–265.

27.     Лопатин О. П. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 265–268.

28.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Киров, 1999.

29.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт-Петербург, 1999.

30.     Лиханов В. А., Полевщиков А. С. Определение оптимальных углов опережения впрыскивания топлив при работе дизеля на этаноле // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 5 (41). С. 62–64.

31.     Лиханов В. А., Полевщиков А. С. Особенности развития топливных факелов в цилиндре дизеля при работе дизеля на этаноле // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 1 (31). С. 62–65.

32.              Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 202 с.

Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
отработавшие газы
загрязнение воздуха
токсичные компоненты
оксиды азота.
Молодой учёный №13 (93) июль-1 2015 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 189-192):
Часть 2 (cтр. 117 - 235)
Расположение в файле:
стр. 117стр. 189-192стр. 235

Молодой учёный