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

|Заболевание              |Вредные вещества, %                           |
|                         |СО        |NxOy      |N2        |SO2       |
|Инфаркт миокарда         |32,8      |3         |0,8       |6,8       |
|Гипертоническая болезнь  |28,3      |5,6       |2,3       |4,2       |
|Сердечно-сосудистая      |12,2      |10,1      |15,3      |15,0      |
|недостаточность          |          |          |          |          |
|Ишемическая болезнь      |20,7      |13,4      |1,2       |8,2       |
|сердца                   |          |          |          |          |

  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   NOх
достигается  применением  метана   с   последующим   использованием   оксида
алюминия  для  нейтрализации  на  втором  этапе   образующегося   монооксида
углерода.
  Для  очистки  от  CO  и  NOх  отработанных  газов  дизельных  автомобилей
применяется  аналогичный  метод,  например   для   работающих   в   карьерах
автосамосвалов БелАЗ-540А. Каталитический способ  заключается  в  разложении
озона  серебрянно-пиролюзитовым  катализатором.   Перспективен   сорбционно-
каталитический способ очистки от особо токсических веществ при  температурах
ниже   температуры   катализа.   Адсорбционно-окислительный   способ   также
представляется перспективным. Он заключается в  физической  адсорбции  малых
количеств вредных  компонентов  с  последующим  выдуванием  адсорбированного
вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического  дожигания.

  В крупных городах для снижения вредного влияния  загрязнения  воздуха  на
человека применяются специальные  градостроительные  мероприятия:  зональную
застройку  жилых  массивов,  когда  близко  к  дороге  располагаются  низкие
здания, затем – высокие и под их защитой – детские  и  лечебные  учреждения;
транспортные развязки без пересечений, озеленений.



  членов этого штаба к зоне чрезвычайной ситуации и  обратно,  организацией
размещения, питания,  оплаты  труда,  материально-технического  обеспечения,
медицинской помощи и других видов их деятельности в чрезвычайных ситуациях.
  Участники ликвидации чрезвычайных ситуаций  от  общественных  объединений
должны иметь соответствующую  подготовку,  подтвержденную  в  аттестационном
порядке.
  Статья 19. Обязанности граждан РФ в области защиты населения и территорий
от чрезвычайных ситуаций.
  Работники   соответствующих   предприятий   обязаны   соблюдать   технику
безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте машин,  не
допускать   нарушений   производственной   и   технологической   дисциплины,
требований   экологической   безопасности,   которые   могут   привести    к
возникновению чрезвычайной ситуации.
При необходимости оказывать содействие в проведении аварийно-спасательных
работ.