Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Выбор метода очистки определяется технико-экономическим расчетом и зависит от: концентрации загрязнителя в очищаемом газе и требуемой степенью очистки, зависящей от фонового загрязнения атмосферы в данном регионе; объемов очищаемых газов и их температуры; наличия сопутствующих газообразных примесей и пыли; потребности в тех или иных продуктах утилизации и наличии требуемого сорбента; размеров площадей, имеющихся для сооружения газоочистной установки; наличия необходимого катализатора, природного газа и т.
д. Прн выборе аппаратурного оформления для новых технологических процессов, а также при реконструкции действующих установок газоочистки необходимо руководствоваться следующими требованиями: максимальная эффективность процесса очистки в широком диапазоне нагрузочных характеристик прн малых энергетических затратах; простота конструкции и ее обслуживания; компактность и возможность изготовления аппаратов или отдельных узлов из полимерных материалов; возможность работы на циркуляционном орошении или на самоорошении Главный принцип, который должен быть положен в основу проектирования очистных сооружений, — это максимально возможное удержание вредных веществ, теплоты и возврат их в технологический процесс.
й 17. СНИЖЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ВЫБРОСОВ ТРАНСНОРТНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Повышеине экологических показателей автомобиля возможно за счет проведения комплекса мероприятий по совершенствованию его конструкции и режима эксплуатации, К улучшению экологических показателей автомобиля приводят: повышение его экономичности; замена бензиновых ДВС па дизельные; перевод ДВС на использование альтернативных топлив (сжатый или сжиженный газ, этанол, метанол, водород и др.); применение нейтрализаторов отработавших газов ДВС; совершенствование режима работы ДВС и технического обслуживания автомобиля.
Повышение топливной экономичности автомобиля достигается главным образом за счет совершенствования процесса сгорания в ДВС послойное сжигание топлива; форкамерно-факельноесжигание; применение подогрева и испарения топлива во впускном тракте; использование электронного зажигания. Дополнительными резервами повышения экономичности автомобиля являются: — снижение массы автомобиля за счет усовершенствования его конструкции и применения неметаллических и высокопрочных материалов (например, автомобиль ВАЗ-2108 имеет массу на !00 кг меньше, чем его предшественники; у автомобиля «Москвич» Ижев- 5 — 521 129 ского автозавода снижена масса на 272 кг по сравнению с первыми выпусками этой модели); — улучшение аэродинамических показателей кузова (последние модели легковых автомобилей обладают, как правило, на 30— 40070 меньшим коэффициентом лобово~о сопротивления); — снижения сопротивления воздушных фильтров и глушителей, отключения вспомогательных агрегатов, например вентилятора и т.
п; — снижения массы перевозимого топлива (неполное заполнение баков) и массы инструментов Современные модели легковых автомобилей существенно отличаются по топливной экономичности от предшествующих моделей: Раскол бак»ока ллоо км прп скорости 00 км/ч Марка аатонобклк 5,9 — 7!1,3* 5,7 -7!0,8 4,877,5 4,5 «Москнп 1» ЛЗ7!К-2141 «Москзнч-412» (1907 — 1975) «ЛадалСпутннк» ВЛЗ-2108 ВЛЗ-2101 (1970 в 1983) «Тазрнл» ЗЛЗ-1102 «Ока» ВЛЗ-1111 * В знаменателе расход бензина прн городском цикле сады, л/100 км. 130 Перспективные марки легковых автомобилей будут обладать расходом бензина 3,5 л/100 км и менее Повышение экономичности автобусов и грузовых автомобилей достигается прежде всего применением дизельных ДВС.
Они обладают экологическими преимуществами по сравнению с бензиновыми ДВС, поскольку имеют меньший на 25 — 30070 удельньш расход топлива; кроме того, состав отработавших газов у дизельного ДВС менее токсичеп (см. табл. 12). В СССР намечено довести выпуск дизельных грузовых автомобилей и автопоездов до 40 — 45070 общего выпуска. Начато производство грузовых автомобилей ЗИЛ-4421 с дизельным двигателем мощностью !36 кВт и расходом топлива 26,5 л7100 км при скорости 60 км/ч и производство грузового автомобиля ГАЗ-6008 мо!цностью 92 кВт. Экологическими преимуществами по сравнению с бензиновыми ДВС обладают двигатели, работающие на альтерпативныхтопливах.
Общее представление о снижении токсичности ДВС при переходе на альтернативное топливо можно получить из данных, приведенных в табл. 39 для автомобиля ГАЗ-24. В СССР намечено значительно расширить производство автомобилей, работающих на сжатом и сжпженном газе. Перевод на газовое топливо не предусматривает значительных изменений в конструкции ДВС, однако сдерживается отсутствием станций заправки и необходимого количества автомобилей, переоборудованных для работы на газе.
Кроме того, автомобиль, переоборудо- ванный для работы на газовом топливе, теряет грузоподъемность из-за наличия баллонов и запас хода приблизительно в 2 раза (200 км против 400 — 500 км у бензинового автомобиля). Эти недостатки частично устранимы прн переводе автомобиля на сжиженный природный газ. Таблица 39 Выбросы, ва со ыо, Топливо 100 50 50 100 74 55 Бензин Природный газ Метанол лл Пз Применение метанола и этанола требует изменений конструкции в ДВС, так как спирты более химически активны к резинам, полимерам, медным сплавам.
В конструкцию ДВС необходимо вврдить дополнительный подогреватель для запуска двигателя в холодный период года (при 1( — 25'С); необходима перерегулировка карбюратора, так как изменяется стехиометрическое отношение расхода воздуха к расходу топлива. У бензиновых ДВС оно равно 14,7; у двигателей на метаноле — 6,45, а на этаноле — 9. За рубежом (Бразилия) применяют смеси бензина и этанола в пропорции 12:10, что позволяет использовать бензиновые ДВС с незначительными изменениями их конструкции, несколько повышая 5 — — 5 при этом экологические показатели двигателя в,р Значительное снижение токснч- 4 ности ДВС достигается при исполь- 0Г зовании нейтоализаторов отработавших газов (ОГ) Нейтрализатор — 1 это дополнительное устройство, ко- 7 3 торое вводится в выпускную систему р„е 44, Схема жидкостного ней.
двигателя для снижения зоксичнос- трглнзатора тп ОГ. Известны жидкостные, каталитичсские, термические и комбннированные нейтрализаторы (3). Принцип действия жидкостных нейтрализаторов основан ка растворении или химическом взаимодействии токсичных компонентов ОГ при пропускании их через жидкость определенного состава: вода, водный раствор сульфита натрия, водный раствор двууглекислой соды. На рис. 44 представлена схема жидкостного нейтрализатора, применяемого с двухтактным дизельным двигателем. Отработавшие газы поступают в нейтрализатор по трубе 7 и через коллек- 5* 131 тор 2 попадают в бак 3, где вступают в реакцию с рабочей жидкостью.
Очищенные газы проходят через фильтр 4, сепаратор 5 и выбрасываются в атмосферу. По мере испарения жидкость доливают в рабочий бак из дополнительного бака б. Пропускание ОГ дизелей через воду приводит к уменьшению запаха, альдегиды погло1цаются с эффективностью 0,5, а эффективность очистки от сажи достигает 0,60 — 0,80. При этом несколько уменыпается содср>какие бе11з1а) пирена в ОГ дизелей. Температура газов после жидкостной очистки составляет 40 — 80'С, примерно до этой же температуры нагревается и рабочая жидкость.
При снижении температуры процесс очистки идет интенсивнее. Жидкостные нейтрализаторы не требуют времени для выхода на рабочий режим после пуска холодного двигателя. Недостатки жидкостных нейтрализаторов: болыпая масса и габариты; необходимость частой смены рабочего раствора; неэффективность по Таблица 40 Концентрации, об. доли, тч Степень очистки, ае Вещество после нейтрализации до нейтрализации 0 50 98 100 0,06 0,001 0,003 0 0,0б 0,002 0,0144 0,008 СО 1ЧО Альдегиды ЯОз отношению к СО; малая эффективность (О,З) по отношению к 140л; интенсивное испарение жидкости. Однако использование жидкостных нейтрализаторов в комбинированных системах очистки может быть рациональным, особенно для установок, отработавшие газы которых должны иметь низкую температуру при поступлении в атмосферу. При расчете жидкостного нейтрализатора определяют его основные размеры и необходимое количество раствора для работы в течение определенного времени.
Используемый для дизельных автосамосвалов МАЗ нсйтралнзатор Н Г~К-2 представляет собой металлическую сварную конструкцию прямоугольной формы высотой 530 мм, шириной 608 мм и содержит в рабочем баке 55 л раствор а. Средние значения концентраций вредных компонентов ОГ до и после жидкостного нейтрализатора, полученные на автосамосвале МАЗ-205, приведены в табл. 40. Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС па поверхности твердого катализатора происходит за счет химических превращений (реакции окисления или восстановления), в результа- 132 те которых образуются безвредные или менее вредные для окружающей срзды и здоровья человека соедннения. Катализаторы на основе благородных металлов (платина, палладий, рутений, радий и др.) наиболее широко используют для очистки отработавших газов ДВС.
Эти катализаторы характеризуются хороШей селективностью в реакциях нейтрализации токсичных компонентои, низкими температурами начала эффективной работы, достаточной температуростойкостью, долговечностью и способностью устойчиво работать при высоких скоростях газового потока. Основной недостаток катализаторов этого типа — их высокая стоимость. Рутений, радий и нридий широкоиспользуютв качестве добавок к платиновым и палладиевым катализаторам, способным работать в гцироком диапазоне изменения состава рабочей смеси двигателя. Для восстановления оксида азота применяют катализаторы па основе переходных металлов, в частности меди, хрома, кобальта, никеля и их сплавов. Эти катализаторы менее долговечны, чем Р1 и 1 2 Рд; их эффективность заметно ниже при высоких объемных скоростях хи- рр,)к мических реакций; эффективная ией- 91 'Ы." трализация продуктов неполного сгорания достигается на таких катализаторах при более высоких температурах, чем на платиновых.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
