ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1. Состав отработавших газов дизелей тепловозов
По своей природе отработавшие газы дизелей представляют собой сложную
многокомпонентную смесь газов, паров, капель жидкостей и дисперсных твердых
частиц. Всего отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат около 280
компонентов, часть которых является нетоксичными. При использовании в дизелях
углеводородных топлив нефтяного происхождения и атмосферного воздуха в качестве
окислителя, отработавшие газы дизеля на 99% состоят из нетоксичных компонентов –
продуктов полного сгорания (диоксида углерода СО
2
и водяного пара Н
2
О), а также
азота N
2
и кислорода O
2
воздуха (см. табл. 1).
Токсичность отработавших газов дизелей определяется, следовательно,
оставшимся одним процентом объема отработавших газов, в который входят: оксиды
азота NO
x
, монооксид углерода СО, несгоревшие углеводороды СН, дисперсные твердые
частицы, основным компонентом которых является сажа, а также оксиды серы,
альдегиды, продукты конденсации и полимеризации. Кроме продуктов сгорания топлива,
в отработавших газах дизелей присутствуют продукты сгорания смазочного масла и
вещества, образующиеся из присадок к топливу и маслу. При этом примерно 80-95 % от
общей
массы токсичных компонентов отработавших газов приходится на долю пяти
основных компонентов: оксидов азота NO
x
, оксида углерода СО, углеводородов С
х
Н
у
,
альдегидов RCHO, диоксида серы SО
2
. Среди всех потребителей топлива локомотивное
хозяйство, в первую очередь, тепловозные дизели, в силу специфики свой работы,
являются главными источниками вредных выбросов в окружающую среду. На их долю
приходится 30% выбросов СО, 41,5% выбросов NO
х
, около 16% выбросов SO
х
и 21%
сажи. Таким образом, основное количество выбросов вредных веществ приходится на
оксиды азота.
Причем сорт сжигаемого топлива не оказывает существенного влияния на
образование оксидов азота в камере сгорания. Из оксидов азота NO
x
, содержащихся в
отработавших газах дизелей, 80-90% приходится на монооксид азота NO и 10-20% - на
диоксид азота NO
2
. Содержание других газообразных оксидов азота (N
2
О, N
2
O
2
, N
2
О
4
,
N
2
О
5
) в отработавших газах ничтожно мало. Монооксид азота является нестабильным
компонентом. В атмосфере при нормальных условиях монооксид азота NO окисляется до
диоксида NО
2
в течение от 0,5 до 100 часов, в зависимости от концентрации в воздухе.
Эмиссия даже небольшого количества NО
2
из дизеля представляет серьезную проблему
из-за высокой токсичности NО
2
и его активного участия в фотохимических реакциях в
атмосфере.
Монооксид углерода
- угарный газ СО присутствует в атмосфере в очень малых
количествах, а в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания его содержание
может достигать очень значительных величин (до 12% в бензиновых двигателях,
работающих на режимах холостого хода). Дизельные двигатели отличаются
сравнительно небольшой концентрацией этого токсичного компонента в отработавших
газах, не превышающей 0,5%. Монооксид углерода СО
по сравнению с диоксидом СО
2
менее стабилен.
