Способи зниження вмісту оксидів азоту в газах дизелів, що відпрацювали, Стаття в журналі «Молодий
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
У даній статті розглянуті способи зниження вмісту оксидів азоту у відпрацьованих газах дизелів.
Ключові слова:відпрацьовані гази, забруднення повітря, токсичні компоненти, оксиди азоту.
Кількість оксидів азоту, що утворюються в циліндрі дизеля, залежить в першу чергу від температури в КС дизеля та її конструктивного виконання, характеристик палива і тривалості робочих процесів. Джерелами оксидів азоту в ході хімічних реакцій є молекулярний азот повітря, що використовується як окислювач при горінні, і азотовмісні компоненти палива (якщо в паливі є хімічно зв'язаний азот). У зв'язку з цим прийнято ділити оксиди азоту на повітряні та паливні. Повітряні, у свою чергу, можна розділити на термічні, що утворюються за високих температур за рахунок окислення молекулярного азоту атомарним киснем (механізм Я. Б. Зельдовича), і так звані швидкі оксиди азоту, що утворюються в зоні порівняно низьких температур внаслідок реакції вуглеводневих радикалів з молекулою азоту та подальшої взаємодії атомарного азоту з гідроксилом OН.
Фронт вогню, що розповсюджується по КС, досягає температури близько 3000 К. За такої температури концентрація NO склала б не менше 5%. При температурі навколишнього середовища оксиди азоту термодинамічно нестійкі та розпадаються на кисень та азот, але швидкість цього процесу дуже низька. Таким чином, оксид азоту досить стабільний і виділяється разом із ОГ.
Вирішення проблеми зниження вмісту оксидів азоту пов'язане з удосконаленням робочих процесів, технічногообслуговування, розвитком систем нейтралізації газів, що відпрацювали [1–14].
На сьогоднішній день найбільш ефективними методами зниження вмісту оксидів азоту в ОГ є [15–22]:
- Зміна установчого УОВТ (його зменшення призводить до зниження рівня NOx, але тягне за собою збільшення питомої витрати палива);
- Зміна ступеня стиснення (збільшення ступеня стиснення призводить до зниження вмісту NOx);
- підвищення тиску впорскування (збільшення числа соплових отворів розпилювача форсунки з одночасним зменшенням їх діаметра призводить до більш однорідного розпилювання палива та поліпшення сумішоутворення, внаслідок чого в циліндрі дизеля виходить менша неоднорідність температурного поля та відбувається зниження вихідних концентрацій NOx);
- Зміна параметрів тиску та температури повітря на впуску та коефіцієнта надлишку повітря (зі збільшенням тиску наддувного повітря, зменшенням його температури, відбувається зниження викидів NOx);
- спільне використання турбонаддува і ПОНВ (збільшується швидкість охолодження продуктів згоряння, оскільки паливоповітряна суміш, що надходить у циліндр, має нижчу температуру);
- застосування альтернативних видів палива (найбільш поширене з альтернативних палив на сьогодні – компримований природний газ;
- Застосування каталітичних нейтралізаторів та інших засобів очищення ОГ;
- використання рециркуляції ОГ (заміщення частини повітряного заряду, що надходить у циліндр дизеля, охолодженими ОГ);
- подача води на впуску (відбувається зниження локальних температур циклу, що призводить до меншої температурної неоднорідності циліндра дизеля);
- заміна повітря киснем (виняток з окислювача азотистих сполук, тобто.відсутність реакції окиснення молекулярного азоту атомарним киснем);
- Застосування присадок до палива.
Відомим способом зниження вмісту оксидів азоту в ОГ дизеля є впорскування водопаливних емульсій (ВТЕ). Зі зниженням температури циклу знижується вихід «термічних» оксидів азоту. На даний момент достатньо досліджені і відпрацьовані способи і засоби, що використовують воду при формуванні паливо-повітряного заряду у складі водопаливної емульсії, або при її подачі в рідкому вигляді в циліндри ДВЗ або в впускний трубопровід. Разом з тим, з точки зору застосування на тракторах малих класів, ці відомі засоби здебільшого відносно складні, що ставить під сумнів їхню реалізацію на зазначених об'єктах. Поряд з цим при формуванні паливо-повітряної суміші вважається за доцільне використання води у вигляді пари [23–32].
1.Анфілатов А. А. Зниження вмісту оксидів азоту у відпрацьованих газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 шляхом застосування метанолу з подвійної системи паливоподачі. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук/Кіров, 2009. - 184с.
2.Анфілатов А. А., Ліханов В. А., Лопатін О. П. Дослідження процесів утворення та розкладання оксидів азоту в циліндрі дизеля 2Ч 10,5/12,0 шляхом застосування метанолу з подвійною системою паливоподачі: Монографія. - Кіров, 2008. - 156 с.
3. Ліханов В. А., Анфілатов А. А. Зміна утворення оксидів азоту в циліндрі дизеля при роботі на метанолі // Трактори та сільгоспмашини. 2015. № 4. с. 3–5.
4. Ліханов В. А., Лопатін О. П., Анфілатов А. А. Зниження вмісту оксидів азоту у відпрацьованих газах дизеля шляхом застосування метанолу з використанням подвійної системи паливоподачі // Трактори та сільгоспмашини. 2012. № 5. с. 5–8.
5. Ліханов Ст А.,Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфілатов А. А. Поліпшення екологічних показників дизеля 2Ч 10,5/12,0 під час роботи на метанолі // Трактори та сільгоспмашини. 2007. № 3. с. 4–5.
6. Ліханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфілатов А. А. Поліпшення ефективних та екологічних показників дизеля при роботі на метанолі // Трактори та сільгоспмашини. 2007. № 4. с. 10-13.
7. Анфілатов А. А. Вплив метанолу на оксиди азоту при згорянні в циліндрі дизеля // Молодий вчений. 2015. №9 (89). с. 151-154.
8. Анфілатов А. А. Хімізм процесу утворення оксидів азоту в циліндрі дизеля під час роботи на метанолі // Молодий учений. 2015. №10 (90). с. 139-142.
9. Анфілатов А. А. Теоретичні розрахунки об'ємного вмісту оксидів азоту в циліндрі дизеля під час роботи на метанолі для номінальної частоти обертання // Молодий учений. 2015. №10 (90). с. 142-145.
10. Ліханов В. А., Анфілатов А. А. Дослідження застосування метанолу в дизелі на оптимальних настановних кутах // Сучасна наука: актуальні проблеми та шляхи їх вирішення. 2015. №4 (17). С. 42-44.
11. Анфілатов А. А. Хімізм процесу утворення оксидів азоту в циліндрі дизеля з повітряним охолодженням // Сучасна наука: актуальні проблеми та шляхи їх вирішення. 2015. №4 (17). С. 45-47.
12. Анфілатов А. А. Дослідження токсичності на швидкісному режимі дизеля під час роботи на метанолі // Сучасна наука: актуальні проблеми та шляхи їх вирішення. 2015. №4 (17). С. 47-50.
13. Анфілатов А. А. Дослідження димності у відпрацьованих газах дизеля під час роботи на метанолі // Сучасна наука: актуальні проблеми та шляхи їх вирішення. 2015. №4 (17). С. 50-53.
14. Анфілатов А. А. Особливості експериментальної установки для дослідження робочого процесу дизеля під час роботи на метанолі // Молодийвчений. 2015. № 11 (91). с. 223-225.
15. Анфілатов А. А. Результати об'ємного вмісту оксидів азоту в циліндрі дизеля під час роботи на метанолі // Молодий учений. 2015. № 11 (91). с. 226-228.
16. Анфілатов А. А. Особливості розрахунку періоду затримки займання під час роботи дизеля на метанолі // Молодий учений. 2015. № 11 (91). с. 229-231.
17. Анфілатов А. А. Теоретичні розрахунки вмісту оксидів азоту в циліндрі дизеля // Молодий вчений. 2015. № 11 (91). с. 232-234.
18. Анфілатов А. А. Розрахунок вмісту оксидів азоту в циліндрі дизеля з повітряним охолодженням під час роботи на метанолі // Молодий учений. 2015. № 11 (91). с. 235-237.
19. Анфілатов А. А. Зміна економічних показників дизеля під час роботи на метанолі // Молодий учений. 2015. № 11 (91). с. 238-240.
20. Ліханов В. А., Лопатін О. П. Утворення та нейтралізація оксидів азоту в циліндрі газодизеля: Монографія. - Кіров: Вятська ДСГА, 2004. -106 с
21. Ліханов В. А., Лопатін О. П. Поліпшення екологічних показників дизеля 4Ч 11,0/12,5 шляхом застосування природного газу та рециркуляції // Транспорт на альтернативному паливі. 2014. №4 (40). С. 21-25.
22. Ліханов В. А., Лопатін О. П. Застосування природного газу та рециркуляції на тракторному дизелі 4Ч 11,0/12,5 // Трактори та сільгоспмашини. 2014. № 6. С. 7-9.
23. Ліханов В. А., Лопатін О. П. Поліпшення екологічних показників дизеля шляхом застосування етаноло-паливної емульсії // Трактори та сільгоспмашини. 2013. № 2. С. 6–7.
24. Ліханов В. А., Лопатін О. П. Поліпшення експлуатаційних показників тракторного дизеля Д-240 шляхом застосування етаноло-паливної емульсії // Науково-практичний журнал Пермський аграрний вісник: 2013. № 1 (1). С. 29-32.
25. Лопатін О. П. Застосування природногогазу та рециркуляції відпрацьованих газів для зниження токсичності тракторного дизеля // Молодий учений. 2015. № 6-5 (86). С. 11-13.
26. Лопатін О. П. Зонна модель процесу утворення оксидів азоту в циліндрі газодизеля з турбонаддувом // Молодий вчений. 2015. №9 (89). С. 261-265.
27. Лопатін О. П. Хімізм процесу утворення оксидів азоту в циліндрі газодизеля з турбонаддувом // Молодий вчений. 2015. №9 (89). С. 265-268.
28. Ліханов В. А. Поліпшення експлуатаційних показників тракторних дизелів шляхом застосування альтернативних палив. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук/Кіров, 1999.
29. Ліханов В. А. Поліпшення експлуатаційних показників тракторних дизелів шляхом застосування альтернативних палив. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук/Санкт-Петербург, 1999.
30. Лиханов У. А., Полевщиков А. З. Визначення оптимальних кутів випередження впорскування палив під час роботи дизеля на етанолі // Транспорт альтернативному паливі. 2014. №5 (41). С. 62-64.
31. Ліханов В. А., Полівщиков А. С. Особливості розвитку паливних факелів у циліндрі дизеля під час роботи дизеля на етанолі // Транспорт на альтернативному паливі. 2013. №1 (31). С. 62-65.
32. Скрябін М. Л. Поліпшення екологічних показників дизеля 4ЧН 11,0/12,5 з проміжним охолодженням наддувного повітря при роботі на природному газі шляхом зниження вмісту оксидів азоту у газах, що відпрацювали. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук / Кіров, 2009. - 202 с.