Республики узбекистан алмалыкский филиал ташкентского государственного технического университета имени ислама каримова кафедра «горное дело»

Нейтрализация вредных газов при работе двигателей внутреннего сгорания.
Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на автосамосвалах, тепловозах, тракторах, бульдозерах, скреперах, экскаваторах небольшой емкости, погрузочных и ряде других машин и механизмов, применяемых в карьерах, разделяются на 2 группы: карбюраторные и дизельные. Для их работы используются углеводородные топлива: бензин, керосин и соляровое масло, которые при стехиометрическом коэффициенте избытка воздуха должны давать нетоксичные конечные продукты окисления: двуокись углерода, азот и воду.
Однако вследствие ряда причин возникают побочные продукты, большинство из которых токсичны.
Из множества ядовитых газов и паров, образующихся при ра­боте двигателей внутреннего сгорания, наибольшую опасность для атмосферы карьеров представляют окись углерода, окислы
азота и альдегиды.
Проблема снижения токсичности вредных газов двигателей внутреннего сгорания решается по двум направлениям: замена существующих двигателей новыми с меньшей токсичностью вы­деляемых вредностей и применение комплекса мероприятий по снижению токсичности отработавших газов на современных дви­гателях.
Наиболее перспективным направлением снижения загазован­ности при работе двигателей внутреннего сгорания является со­вершенствование самих двигателей с учетом их га- зовости. Можно ожидать меньшей газовости от применения газо­турбинных двигателей, двигателя конструкции Кушуля, топлив­ных элементов, комбинированной энергетической установки и т. д.
Токсичность отработанных газов газовых трубин примерно в 10 раз меньше, чем у дизельных двигателей, применяемых на карьерных автосамосвалах.
Двигатель конструкции Кушуля основан на применении двух­стадийного сгорания (в двух последовательных цилиндрах). На первой стадии при невысоком сжатии происходит сгорание топлива на второй—при высокой степени сжатия происходит дого­рание смеси, т. е. догорание таких горючих продуктов, как окись углерода, альдегиды и др.
Загазованность при работе существующих двигателей можно снизить благодаря правильному выбору соответствующих режи­мов эксплуатации, регулировок, поддержания технического состояния двигателей, использования присадок к топливам и при­менения нейтрализаторов.
Присадки к топливам позволяют изменять ход проте­кания реакций окисления углеводородов, в результате чего про­исходит более полное сгорание топлива и уменьшение содержа­ния в отработанных газах некоторых токсичных компонентов. Для карбюраторных двигателей эффективными присадками яв­ляются смеси различных спиртов. Для дизельных двигателей при­менение присадок связано в основном со снижением дымности от­работанных газов. Так, применение антидымных присадок ИХП-706 позволило вдвое уменьшить дымность.
Значительное снижение токсичности отработанных газов до­стигается при применении топливно-водяных эмульсий. Как по­казали исследования ВНИИБТГ, применение эмульсии, содержа­щей 15 20 % воды, в дизельном двигателе трактора позволяет снизить сажи на 80—85 %, окиси углерода на 47—50 %, окислов азота, на 30—35% и альдегидов на 55—60%.
Эффективным средством для снижения токсичности отрабо­танных газов двигателей внутреннего сгорания являются нейт­рализаторы: жидкостные, каталитические» термокаталити­ческие и др.
Принцип действия жидкостных нейтрализаторов заключается и следующем. Отработанные газы пропускают через воду или вод­ный раствор некоторых химических реагентов. Часть вредных веществ, находящихся в газах в твердом состоянии, механически издерживается и выпадает в осадок. Другая часть газообразных продуктов связывается химически.
Из большого количества химических реагентов наиболее эф­фективными оказались 10 %-ные водные растворы сульфита нат­рия (Na₂S0₃) и двууглекислой соды (NaHC0₃)
При применении жидкостного способа происходит нейтрали- П1ЦИЯ альдегидов и окислов азота. Так, реакция между формаль­дегидом и водным раствором сульфита натрия протекает следую­щим образом:
Na₂SO₃+HCOH+H₂O NaOH+CH₂(NaSO₃)OH (7.10)