Нейтралізація газів


Каталітична нейтралізація відпрацьованих газів автомобіля


   До числа основних джерел забруднення навколишнього середовища відноситься автомобільний транспорт. Кількість автомобілів, зареєстрованих у світі, сягнуло півмільярда. Кожного року випускається більше 40 млн. автомобілів. Кількість шкідливих речовин, які викидаються автомобілями в атмосферу, вимірюється мільйонами тон. Так у США в 2005р. автомобільним транспортом було викинуто 65 млн. т шкідливих речовин.
   В більшості європейських країн в рамках ЄЕК ООН вводяться жорсткі нормативні вимоги щодо токсичності автомобілів. Приєднання України до Женевської угоди 1958р. відкриває шлях до прямого застосування цих правил як державних стандартів у нас в країні.
   Зменшення токсичності автомобілів, що випускалися в СРСР, до певного часу досягалось за рахунок вдосконалення робочого процесу і паливної апаратури, а також за рахунок встановлення на заводах більш жорсткої дисципліни і контролю продукції на відповідність нормам токсичності, встановленими вітчизняними стандартами. За останні 10 - 15 років токсичність вітчизняних автомобілів знизилась вдвічі.
   В Україні основним чином завдяки застосуванню громадського транспорту санітарні норми в більшості міст з населенням менше 300 тис. мешканців можуть задовольнятись за рахунок вдосконалення конструкції двигунів та утримання автомобілів в експлуатації в технічно справному стані.
   З ростом автомобільного парку зменшення токсичності відпрацьованих газів автомобілів старими темпами не забезпечує вирішення проблеми загазованості навіть в населених пунктах з кількістю жителів менше 300 тис. чоловік. У великих промислових регіонах забруднення атмосфери часто значно перевищує встановлені санітарні норми вже зараз.
   Для значного зниження токсичності відпрацьованих газів автомобіля, яке забезпечило б зниження норм в великих містах, в найближчий час повинні застосуватись системи нейтралізації.
   В рамках створення екологічно чистого автомобіля з бензиновим двигуном розробляється активна система з нейтралізатором., яка знижує викид шкідливих речовин до значень, регламентованих жорсткими вимогами стандартів ЄЕК ООН і США, з гарантованим запасом при мінімальному впливі на паливну економічність і потужнісні показники. Розробляється система нейтралізації з сажовими фільтрами для дизелів, які забезпечують екологічну чистоту вихлопу за рахунок зниження оксиду вуглецю, вуглеводнів, альдегідів, бензопірену, твердих частин, оксидів азоту.
   Поруч з високим економічним ефектом використання нейтралізаторів пов'язано з додатковими витратами і труднощами технічного і організаційного характеру. Так у ряді випадків в автомобілів з окислювальними нейтралізаторами на 2-4%, а з трикомпонентними нейтралізаторами до 7-8 % збільшується витрата палива. Вимоги застосування неетильованого бензину і дорогоцінних матеріалів (платини і паладію). При застосуванні нейтралізаторів висуваються більш строгі вимоги до конструкції і технології виготовлення приладів живлення і запалювання, і дотримання встановлених регулювань. Більші допуски і підвищений розкид регулювань цих систем, який зазвичай має місце в наших автогосподарствах, приводить до порушення процесу згоряння в циліндрах двигуна, внаслідок чого виникає нагрів нейтралізаторів, вихід їх з ладу.
   Номінальна робота систем нейтралізації і двигуна на оптимальних режимах може бути забезпечена лише при широкому застосуванні електронних пристроїв і комп'ютерів.
   Таким чином, широке впровадження автомобілів з нейтралізаторами в експлуатацію не може бути виконано без вирішення таких задач:
— гарантоване постачання неетильованим бензином регіонів з напруженою екологічною обстановкою і основних автомагістралей країни;
— впровадження в конструкцію автомобіля електроніки і мікропроцесорів, які забезпечують роботу нейтралізатора і двигуна на оптимальних режимах; І
— якість виготовлення систем живлення і запалювання двигуна та культура експлуатації автомобіля повинні суттєво зрости.
   В роботі проведено аналіз шляхів зниження токсичності роботи бензинових і газових двигунів. Запропоновано конструкцію нейтралізатора і проведено його розрахунок для двигуна автобуса. На основі експериментальних та розрахункових даних побудована функція зміни теплотворної здатності і температури реакційної суміші залежно від коефіцієнта ежекції у каталізаторі. В економічні частині проведено розрахунок ефективності внаслідок використання газодизельного автобуса.