Реферат: 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

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 NO_х достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--