Повышение экологической безопасности мобильных машин в составе сельскохозяйственных агрегатов

• Автор: Мельберт, Алла Александровна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 272 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕК МАШИНА СРЕДА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Уровень загрязнения окружающей среды дизелями мобильной техники

1.2. Состав отработавших газов, их уровень и влияние на условия труда и окружающую среду.

1.3. Состояние нормирования вредных выбросов различных типов дизелей

1.4. Существующие технологии нейтрализации отработавших газов

1.5. Составы катализаторов и анализ существующих конструкций каталитических нейтрализаторов.

Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДИЗЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН

2.1. Методика оценки и выбора инженерных средств повышения экологической безопасности сельскохозяйственной техники
2.2. Экологоэкономическая оценка безопасности мобильных машин
2.3. Инвариантность конструкций нейтрализаторов и поиск новых технических решений
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
ПО
3.1. Особенности процессов каталитической очистки в пористых проницаемых блоках
3.2. Моделирование процессов очистки газов в каталитическом нейтрализаторе
3.3. Результаты определения основных параметров конструкций каталитических нейтрализаторов
3.4. Описание программы по расчету каталитического нейтрализатора
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРОВ
4.1. Выбор типа катализатора и его влияние на эффективность очистки.
4.2. Выбор технологии получения и формы носителя катализатора
4.3. Оценка эффективности каталитических блоков нейтрализаторов.
4.4. Развитие конструкций многоступенчатых каталитических нейтрализаторов.
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ПРОГРАММА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1. Результаты проведенных исследований и измерений.
5.2. Оценка погрешностей измерений и расчетов при проведении экспериментальных исследований
5.3. Методика обработки данных по испытательным циклам.
Выводы по главе
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВЫХ И ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРОВ.
6.1. Эффективность каталитических нейтрализаторов отрабо
тавших газов
6.2. Ресурс каталитических нейтрализаторов с пористыми проницаемыми блоками.
6.3. Оценка возможностей пламя и искрогашения, снижения шумности выпуска дизелей при использовании СВС
струкгур в нейтрализаторах.
6.4. Результаты оценки мероприятий по улучшению экологи
ческих характеристик дизелей мобильных машин высевающих комплексов.
6.5. Техникоэкономическая оценка результатов исследований
Выводы по главе 6.
Основные выводы по работе
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 обозначения, принятые в программе и алго
ритмах расчетов
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 программа расчета каталитического нейтрализатора .
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 технологическая карта возделывания зерновых, результаты расчета технологической стоимости мобильных
машин
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 результаты оценки экономического ущерба окружающей среде на сельскохозяйственных операциях.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 методика и результаты расчета насыпного
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 методика и результаты расчета КН с псев
досжиженным слоем катализатора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В животноводческих помещениях использование дизелей в составе сельскохозяйственных агрегатов приводит к росту заболеваемости животных, снижению аппетита, удоев и привесов, а также способствует развитию различных аномалий у молодняка. При выполнении большинства полевых работ наблюдается пылеобразование, вызываемое как рабочими органами сельскохозяйственных машин, так и работой колесных и гусеничных движителей. Пыль, поднимаемая мобильными сельскохозяйственными машинами малотоксична, но, накапливаясь на листовой поверхности, засоряет устьица, затрудняет процесс опыления, повышает чувствительность растений к воздействию диоксида серы и других компонентов ОГ. На поверхности пылевых частиц адсорбируются токсичные компоненты, входящие в состав отработавших газов, а поступление тяжелых металлов в корни растений нарушает дыхательные процессы в клетках, негативно влияет на метаболизм растений. К настоящему времени состав отработавших газов дизелей довольно подробно изучен и насчитывает более компонентов. Сведения о составе отработавших газов подробно изложены в работах отечественных и зарубежных ученых, в том числе И. Л. Варшавского, Р. В. Малова, В. И. Смайлиса, В. Звонова, В. В. Фурсы, В. Ф. Кутенева, С. С. Филатова, . I. Новоселова и многих других , , , 5, 6, 4. Более пристальное внимание исследователи уделяют содержанию в отработавших газах оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, сажи или твердых частиц, бенза пирсна таблица 1. Российскими учеными обнаружено, что при появлении в отработавших газах нового токсичного вещества однонаправленного действия с присутствующим, резко изменяются значения неощутимых ранее концентраций отдельных присутствующих веществ. При появлении в отработавших газах двух токсичных веществ одинаковой направленности токсичность каждого из них возрастает. Особенностью работы дизелей целого ряда сельскохозяйственных машин, в частности тракторов является то, что они эксплуатируются по внешней скоростной характеристике и выбрасывают значительное количество оксидов азота и сажи. Выбросы сажи для дизелей значительны и в ряде случаев достигают 1 по массе сожженного топлива . Сажа дизельного происхождения имеет различную дисперсность, которая зависит от условий и режима сгорания в цилиндре , . С.А. Батуриным установлена идентичность полидисперсной структуры дизельной сажи другим углеводородным сажам . Дисперсный состав сажи дизельных двигателей, по данным , 5 приведен на графиках рисунка 1. По данным , появление видимости газов связывают с концентрацией сажи в них от 0, гм3и выше и удельной поверхностью около м2г. Средняя чернота выхлопа связывается с концентрацией сажи от 0, гм3и выше при удельной поверхности ее около м2г, размере сажистых частиц 0,. Средний диаметр ее частиц по данным О. М. Лернера составляет 0. Л . Та б л и ц а 1. СО 0,. До 0, 1. ТЧ 0,. До 0,2 0,. Во5сЬ. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М. Издво За рулем, . Состав отработавших газов различных типов дизелей имеет существенные различия, что хорошо видно из данных таблицы 1. Это объясняется различием условий смесеобразования, избытка воздуха, сгорания и целым рядом конструктивных особенностей. Для дизелей, работающих с коэффициентом избытка воздуха а 1, характерно минимальное содержание продуктов неполного сгорания СО и СХНУ и высокое содержание свободного кислорода в продуктах сгорания. Разброс показателей вредных выбросов различных типов дизелей значителен таблица 1. Для автотракторных однотипных дизелей разброс показателей выбросов токсичных веществ может достигать . Рисунок 1. Доля оксидов азота в суммарных выбросах составляет для дизелей . Оксиды азота ЫОх являются одним из основных вредных веществ в составе отработавших газов дизелей. Как правило, решение проблемы снижения выбросов МОх связано с увеличением выбросов твердых частиц ТЧ. Таблица 1. СО 1. Бензбг пирен 0,. О6. МО6. Сж 0,. Дизели выбрасывают в атмосферу значительное количество сажи, являющейся адсорбентом для полицикличсских ароматических углеводородов ПАУ, в частности бенза пирена БАП. Сведения о ПАУ, содержащиеся в отработавших газах дизелей, приведены в таблице 1.