Снижение вредных выбросов дизелей в СВС - каталитических блоках нейтрализаторов путем организации селективной очистки

• Автор: Медведев, Геннадий Валериевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 208 с. : ил.

Список принятых сокращений и обозначений

ПО"АМЗ" - ПО "Алтайский машиностроительный завод"

АлтГТУ - Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

БЗТМ - ОАО ХК "Барнаултрансмаш"

БАП - бенз-а-пирен (С20Н12)

гтн - газотурбинный наддув

две - двигатель внутреннего сгорания

ЕСЕ Я-49 - правила ЕЭК ООН испытаний двигателей на содержание вредных веществ в отработавших газах двигателей

ЕЭК ООН - Европейская экономическая комиссия Организации объединенных наций

КН - каталитический нейтрализатор отработавших газов

КПД - коэффициент полезного действия
КФ - каталитический фильтр
МАДИ - Московский автомобильно-дорожный институт (ГТУ)
МВТУ - Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (ГТУ)
НАМИ - Научно - исследовательский автомоторный институт
НАТИ - Научно - исследовательский автотракторный институт
ОГ - отработавшие газы
ГІАУ - полициклические ароматические углеводороды
ППМ - пористый проницаемый материал
ЭВМ - электронная вычислительная машина
свс - самораспространяюгцийся высокотемпературный синтез
тч - твердые частицы
С-ПбГАУ - Санкт - Петербургский государственный аграрный университет
СО - оксид углерода
схну - углеводороды (суммарно)
N0, - оксиды азота (суммарно)

Оглавление
Список принятых сокращений и обозначений
Оглавление
Введение
Глава
ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ
1.1. Уровень загрязнения окружающей среды дизелями
1.2. Вредные выбросы дизелей с отработавшими газами
и их нормирование
1.3. Пути перехода дизелей к нормам ЕВРО
1.4. Осуществление селективной очистки отработавших газов
дизелей в каталитических нейтрализаторах
1.5. Возможные пути повышения качества очистки отработавших
газов дизелей в каталитических нейтрализаторах
1.6. Подача воздуха на впуске в каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля и в реактор
1.7. Подача раствора карбамида перед блоками восстановления каталитического нейтрализатора
1.8. Подача различных растворов в реакторы каталитических нейтрализаторов
1.9. Осуществление подогрева каталитических блоков
до рабочих температур
ПО.Турбулизация потока отработавших газов на впуске
в каталитический нейтрализатор
1.11 .Комплексные мероприятия, направленные на повышение
качества очистки отработавших газов в нейтрализаторах
1.12. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования

Г лава
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ В КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРАХ
2Л. Моделирование способов воздействия на качество
очистки отработавших газов
2.2. Усовершенствование модели каталитической очистки отработавших газов дизеля
2.3. Описание программы по расчету каталитического нейтрализатора и результаты моделирования
2.4. Сравнение результатов эксперимента и математического моделирования
2.5 Выводы по главе
Глава
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ДИЗЕЛЕМ 64 15/18,
ЕЁ ОСНАЩЕНИЕ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
3.1. Методика проведения экспериментального исследования
3.2. Экспериментальная установка для стендовых испытаний каталитических нейтрашзаторов
3.3. Разработка многоступенчатого каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля
3.4. Пилотная установка для одновременного проведения сравнительных испытаний различных СВС - материалов
3.5. Методика обработки данных об удельных оценочных
выбросах дизелей по 13 - режимному испытательному циклу
3.6. Оценка погрешностей измерений и расчетов
3.7. Обработка экспериментальных данных
3.8. Выводы по главе

с турбонаддувом и насос - форсунками. Мощность дизеля составляла 85 кВт при 4000 мин'1, Ме = 285 Н-м при 1900 мин'1. Программа испытаний предусматривала определение оптимального режима работы, при котором выбросы твердых частиц снижаются до минимальных значений; получение данных о выбросах твердых частиц на роликовом стенде, соответствовавшим пробегу 100 000 км. Авторами приводятся результаты, полученные при проведении испытаний фирмой ОМ разработанного ею фильтра с фильтрующим элементом из силикатных волокон и спиральным потоком.
Представляет интерес эксперимент, по испытанию фильтрующего элемента состоящего из металлической ткани. После нанесения на нее металлического порошка она спекается, образуя монолит с пористой структурой, открытой во всех направлениях, что снижает опасность блокирования фильтра в течение длительного времени. Сравнение полученных фирмами ОМ и 1118 результатов показало, что оба фильтра заметно снижают выбросы твердых частиц. При серийной системе управления двигателем наибольшая концентрация частиц наблюдалась при нагрузке 50%, наименьшая - при нагрузке 75%. Гравиметрическим анализом установлено, что выбросы твердых частиц после фильтров различаются незначительно. Различия в морфологии заключались в том, что после фильтра НТБ наблюдались отдельные частицы и капли, а после фильтра ОМ отмечена незначительная агломерация частиц.
В целях повышения полноты дожигания продуктов неполного сгорания есть решения, например по подаче дизельного топлива на входе в каталитический нейтрализатор [219].
Фирмой "Нопс1а" (Япония) в систему выпуска ввела нейтрализатор с блоками восстановления оксидов азота, установив перед последним устройство для подачи водного раствора карбамида [96].
Фирмой "РееоГ (Франция) с 2000 года выпускаются дизели оснащенные каталитическими нейтрализаторами с сажевыми фильтрами из карбида кремния. Последние после 700 км пробега путем подачи раствора солей Се выжигаются при 1 около 600 °С [218]. Расход раствора составляет 5 л на