Студопедия — Оптимизация регулировок основных систем двигателя, как способ снижения вредных выбросов
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Оптимизация регулировок основных систем двигателя, как способ снижения вредных выбросов






[7] Баринова М.Н., Максименко С.Т. Римское частное право. - Юстицинформ, 2006. - с. 28

Оптимизация регулировок основных систем двигателя, как способ снижения вредных выбросов

Изобретение относится к тепловым двигателям (ТД) транспортных средств (ТС) и специальной техники, работающим на жидком углеводородном топливе, и может быть использовано для уменьшения содержания токсичных компонентов в их отработавших газах (ОГ) до предельно допустимых концентраций в соответствии с требованиями санитарных норм при работе в условиях ограниченных объемов, например в выработках при подземной добыче полезных ископаемых, в теплицах при производстве работ по уходу за растениями, в метрополитене при производстве ремонтных работ с использованием спецтехники. Для снижения вредных выбросов (ВВ) с ОГ ТД реализуют комплекс мероприятий воздействия как на процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя, так и на состав ОГ, удаляемых в атмосферу, а именно добавку экологической присадки в топливо, например смесь ацетилацетоната железа (10-90% весовых) и ферроцена (остальное), контактную очистку и охлаждение ОГ водными растворами гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, рециркуляцию части охлажденных и очищенных ОГ на впуск двигателя с предварительным их обогащением кислородом путем контакта с твердым кислородоносителем и удалением оставшегося количества ОГ в атмосферу. При этом степень рециркуляции отработавших газов устанавливают в зависимости от нагрузки на ТД, ограничивая поступление воздуха во впускную систему. Применение предлагаемого способа при осуществлении мероприятий в описанной последовательности позволяет снизить концентрации ВВ в атмосферном воздухе до уровня предельно допустимых в соответствии с требованиями санитарных норм.

Изобретение относится к тепловым двигателям (ТД) транспортных средств (ТС) и специальной техники, работающим на жидком углеводородном топливе, и может быть использовано для уменьшения содержания токсичных компонентов в их отработавших газах (ОГ) до предельно допустимых концентраций в соответствии с требованиями санитарных норм при работе в условиях ограниченных объемов, например в выработках при подземной добыче полезных ископаемых, в теплицах при производстве работ по уходу за растениями, в метрополитене при производстве ремонтных работ с использованием спецтехники.

Известен способ снижения содержания вредных выбросов с ОГ ТД, описанный в [1]. По этому способу ОГ вводят в контакт с раствором щелочи (рН 7,5-8,0), диспергированным в потоке ОГ в виде капель, а затем полученную смесь диспергируют в объеме водного раствора щелочи с регулируемыми концентрацией активного компонента-поглотителя, уровнем и температурой раствора с образованием пены, в результате чего происходит охлаждение ОГ и очистка их от твердых и газообразных вредных веществ. Данный способ позволяет на 35-90% (в зависимости от вида вредного вещества) сократить количество вредных выбросов с ОГ, удаляемыми в атмосферу, без воздействия на рабочий процесс двигателя. Основным недостатком способа являются повышенные габариты системы устройств для его реализации вследствие необходимости создания на ТС запасов концентрированной щелочи и воды для компенсации их расхода в результате химического связывания и испарения.

В описаны способы снижения токсичности ОГ за счет воздействия на рабочий процесс двигателя путем:

- рециркуляции части ОГ с выпуска на впуск двигателя;

- предварительной подготовки топлива к сжиганию введением в его состав экологических присадок в концентрациях 0,01...0,025% по массе.

Известно, что рециркуляцию применяют для борьбы с оксидами азота, а основным ее недостатком является увеличение выброса дисперсных частиц (в основном сажи) и оксида углерода (СО) в результате уменьшения концентрации кислорода в свежем заряде, а введение в состав топлива присадок, обеспечивая снижение выбросов оксидов азота и сажи, незначительно влияет на снижение выброса других токсичных компонентов (углеводородов, альдегидов и т.д.). Как правило, эти способы применяются раздельно и задачу снижения токсичности ОГ решают не в полной мере. Анализ показывает, что для достижения приемлемых результатов необходим комплексный подход к проблеме снижения вредных выбросов, объединяющий как мероприятия по оптимизации процессов сгорания топлива, так и мероприятия по очистке удаляемых в атмосферу ОГ от содержащихся в них токсичных компонентов.

Известен способ снижения вредных выбросов с отработавшими газами тепловых двигателей, описанный и являющийся наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, в соответствии с которым в топливо перед его сжиганием вводят присадку, причем в качестве присадки к топливу используют смесь ацетилацетоната железа (10-90 вес.%) и ферроцена (остальное). Недостатком способа является невозможность достижения содержания токсичных компонентов в ОГ, соответствующего требованиям санитарных норм.

Задача, стоящая перед предлагаемым изобретением, состоит в уменьшении содержания твердых и газообразных токсичных компонентов в ОГ теплового двигателя ТС до уровня предельно допустимых концентраций (ПДК) в атмосферном воздухе.

Решение задачи предполагается путем реализации комплекса мероприятий воздействия как на процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя, так и на состав ОГ, удаляемых в атмосферу, за счет реализации наряду с добавкой экологической присадки к топливу, например смеси ацетилацетоната железа (10-90% весовых) и ферроцена (остальное), контактной очистки и охлаждения ОГ водным раствором абсорбента на основе гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, например NAOH или КОН, и рециркуляции части охлажденных ОГ на впуск двигателя с предварительным их обогащением кислородом, получаемым путем контакта ОГ с твердым кислородоносителем на основе надперекисей щелочных или щелочноземельных металлов, и удалением оставшегося количества ОГ в атмосферу. При этом степень рециркуляции отработавших газов устанавливают в зависимости от нагрузки на ТД, ограничивая поступление воздуха во впускную систему.

Новым в заявляемом изобретении является комплексная реализация операций снижения содержания вредных веществ в удаляемых в атмосферу ОГ двигателей ТС (добавки экологической присадки к топливу, контактной очистки и охлаждения ОГ водным раствором абсорбента, рециркуляции части охлажденных ОГ на впуск двигателя с предварительным их обогащением кислородом путем контакта с твердым кислородоносителем и удалением оставшегося количества ОГ в атмосферу), выполняемых в последовательности, не использованной ранее в данной области техники.

Указанные новые признаки не выявлены из существующего уровня развития техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть реализован в устройстве, схема которого представлена на чертеже.

Устройство содержит двигатель 1 с системами впуска и выпуска, бак запаса присадки 2 и расходный топливный бак 3, подключенные к всасывающему патрубку топливоподкачивающего насоса 4, причем бак запаса присадки 2 подключен через устройство дозирования 5, а нагнетательный патрубок насоса 4 подключен к штатной топливной системе двигателя 1. В выпускной системе двигателя 1 установлены контактный жидкостный охладитель-нейтрализатор 6 (КОН) и реактор-нейтрализатор ОГ (РНГ) 7, в котором для очистки ОГ от газообразных вредных веществ и обогащения их кислородом используется твердый кислородоноситель. КОН 6 своим входом через запорное устройство 8 подключен к двигателю 1, а выходом через запорные устройства 9 и 10 - к входу РНГ 7. Выход РНГ 7 через запорные устройства 11 и 12 сообщен с впускной системой двигателя 1 и атмосферой соответственно. Кроме того, выпускная система до запорного устройства 8 сообщена с атмосферой через запорные устройства 13 и 14, при этом участки трубопроводов между запорными устройствами 9-10 и 13-14 сообщены между собой.

Способ осуществляют следующим образом. Топливо из бака 3 после дозированного введения в него экологической присадки посредством устройства дозирования 5 насосом 4 направляют в штатную топливную систему двигателя 1, которая осуществляет подачу полученной смеси топлива и присадки в цилиндры двигателя в количестве, соответствующем нагрузке двигателя. В процессе сгорания смеси содержащиеся в присадке соединения разлагаются на промежуточные радикалы, имеющие меньшую энергию активации и, соответственно, воспламеняющиеся при более низкой температуре, что способствует снижению температуры горения топлива и снижению интенсивности образования окислов азота (NOx), сажи (С) и оксида углерода (СО). Далее ОГ, образовавшиеся в процессе сгорания смеси топлива с присадкой, через открытый запорный орган 8 (при закрытом запорном органе 13) подают в КОН 6, где в результате контакта с водным раствором хладагента-абсорбента, в качестве которого может быть использована как природная вода, содержащая ионы кальция и магния и гидроксильные группы, так и водные растворы со щелочной реакцией, происходит их охлаждение и очистка на 30-40% от NO x, а также на 80-95% от сажи, бенз()пирена, оксидов серы, несгоревших углеводородов и альдегидов. Подвергшиеся контактной обработке ОГ через открытые запорные органы 9, 10 и 14 направляют частично в атмосферу, а частично в РНГ 7. В РНГ охлажденные, увлажненные и очищенные ОГ вводят в контакт с твердым кислородоносителем, например надперекисью калия (КаО2), в результате чего по реакциям:

CO2+2КаO2=Ка 2СО3+11/ 2О2;

Н2 O+2КаO2=2КаОН+11/ 2O2

выделяется кислород, который смешивается с компонентами ОГ (азотом, неиспользованным кислородом, углеродом, оксидом и диоксидом углерода, диоксидом азота). Полученную смесь через открытый запорный орган 11 при закрытом 12 направляют во впускную систему двигателя 1, где она смешивается с забираемым из атмосферы воздухом и используется для сжигания смеси топлива с присадкой в цилиндрах двигателя.

Увеличение выбросов СО, С и СН, падение мощности и снижение топливной экономичности двигателя из-за снижения концентрации кислорода в свежем заряде, присущее рециркуляции ОГ как способу снижения содержания выбросов ВВ, предотвращается за счет обогащения перепускаемой части ОГ кислородом, а снижение уровня температур в цилиндрах двигателя при сгорании топлива обеспечивается за счет присадки к топливу и охлаждения перепускаемой части ОГ. Степень рециркуляции ОГ устанавливают в зависимости от нагрузки на ТД, ограничивая поступление воздуха во впускную систему.

Таким образом, при комплексной реализации операций по приведенному в описании алгоритму достигают снижения концентрации вредных выбросов в ОГ двигателей ТС до предельно допустимых в соответствии с требованиями санитарных норм, что является подтверждением решения поставленной задачи и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость».

 

Вопрос: Законодательная и нормативная база по охране окружающей природной среды. Закон об охране окружающей природной среды. Международные документы по контролю транспортных средств. Национальные стандарты.







Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 580. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия