Анализ способов нейтрализации вредных веществ выпускных газов

Снижения уровня выбросов токсических веществ с выпускными газами двигателей можно достичь воздействием на рабочий процесс с целью уменьшения образования этих веществ в процессе сгорания, оборудованием двигателя системами нейтрализации выпускных газов и применением топлив, в продуктах сгорания которых содержится меньше токсичных веществ. При оценке эффективности перечисленных способов исходят из стремления получить выбросы токсических веществ в допустимых пределах без ущерба для мощности и экономичности двигателя при минимальном удорожании силовой установки с двигателем.

Степень нейтрализации оценивается отношением:

(3.1)

где

mТ.В.Вх.- концентрация токсичных веществ на входе;

mТ.В.Вых. - концентрация токсичных веществ на выходе;

Степень нейтрализации токсических веществ – это отношение разности концентрации токсичных компонентов на входе в нейтрализатор и на выходе из него к их концентрации на входе.

Применяемые в настоящее время способы воздействия на рабочий процесс для снижения токсичности двигателя приводят, как правило, к уменьшению его мощности и к увеличению расхода топлива и кроме того в двигателях с

принудительным воспламенением не обеспечивают пока допустимого уровня токсичности. Поэтому установки с двигателями оборудуются системами нейтрализации, в которых предусматривается снижение концентрации токсических веществ воздействием на рабочий процесс и применением устройств для нейтрализации и очистке газов в выпускном трубопроводе -нейтрализаторов и очистителей. Системами нейтрализации выпускных газов оборудуются все современные автомобильные бензиновые двигатели с принудительным воспламенением, автомобильные дизели – только в условиях эксплуатации с недостаточным воздухообменом.

В термических и каталических нейтрализаторах происходят химические реакции в результате чего уменьшается концентрация газовых компонентов токсических веществ. Механические и водяные очистители применяются для очистки выпускных газов от механических частиц (сажи) и капелек масла. Последнее используется редко.

Термический нейтрализатор

Термический нейтрализатор представляет собой камеру сгорания, которая размещается в выпускном тракте двигателя для дожигания продуктов неполного сгорания топлива – СН и СО. Он может устанавливаться на месте выпускного трубопровода и выполнять его функции. Реакции окисления СО и СН протекают достаточно быстро при температуре свыше 8300С и при наличии в зоне реакции несвязного кислорода. Термические нейтрализаторы применяются на двигателях с принудительным воспламенением. Термические нейтрализаторы мало эффективны на режимах холостого хода и малых нагрузках, т.к. t выпускных газов недостаточно высокая и реакция протекает медленно.

Каталитические, окислительные нейтрализаторы

В каталитических, окислительных нейтрализаторах (при наличии избыточного кислорода в выпускных газах) с катализаторами из благородных металлов – платины, палладия, платины и родия – достаточно высокая скорость окисления СО и СН обеспечивается при сравнительно невысоких t, значительно меньше, чем в термическом нейтрализаторе. Окись углерода окисляется СО2 при 250-3000С, углеводороды, бензпирен, альдегиды при 400-4500С при этом у выпускных газов почти пропадает неприятный запах При t 5800C сгорает сажа. Для увеличения поверхности контакта с газами катализатор наносится тонким слоем на поверхность носителя из кремнезема или глинозема в виде шариков.

Комбинированный катализатор нейтрализатор с шариковым носителем.

1- Лопатки 2- пробка 3- камера востановления NOx 4- подвод дополнительного воздуха 5- камера окисления СН и СО

Статьи по теме:

Участок текущего ремонта ТР-3
Текущие ремонты в объеме ТР-3 выполняются на участке текущего ремонта ТР-3. Текущий ремонт ТР-3 предназначен для восстановления основных эксплуатационных характеристик, исправности и ресурса (срока с ...

Внутренний водный транспорт, его особенности и основные показатели
Речной транспорт исторически занимает одно из ведущих мест в обслуживании крупных промышленных центров приречных районов. Особенно велико значение речного транспорта для северных и восточных районов ...

Выпуск отработавших газов
На автомобилях система выпуска отработавших газов состоит из приемной трубы 7 (рис. 7.), двух каталитических нейтрализаторов, переднего и заднего глушителей. Система выпуска закреплена на автомобиле ...