Научные основы проектирования систем обезвреживания отработавших газов тепловозов

• Автор: Булаев, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 302 с. : 6 ил.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УМЕНЬШЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ТЕПЛОВОЗОВ И СПЕЦИАЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1.1. Влияние вредных выбросов от тепловозов на загрязнение атмосферного воздуха.

1.2. Нормирование выброса вредных веществ от подвижного состава и роль железнодорожного транспорта в загрязнении окружающей среды
1.3. Воздействие вредных выбросов от специального подвижного с состава на загрязнение окружающей среды и воздуха рабочей зоны

1.4. Состав отработавших газов дизелей тепловозов и специального

подвижного состава и влияющие на него факторы

1.5.Оценка токсичности тепловозов и специального подвижного состава.

1.6. Способы уменьшения вредных выбросов от двигателей внутреннего сгорания

1.7.0ценка влияния вредных выбросов от путевых машин на

загазованность тоннеля при ремонтных работах.

Выводы
2.ИССЛЕД0ВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ И ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ 8ЧН И
2.1 Методика экспериментальной оценки токсичности отработавших
газов тепловозов.
2.2. Описание экспериментальной установки и методики измерения
опытных данных.
2.3.Экспериментальные исследование состава отработавших газов
тепловозных дизелей 8ЧН ЗА6Д и 1Д0Б
2.4.0ценка вредных выбросов от тепловозов ТГМ6А и ТГМД
Выводы.
3.ИССЛЕДОВАНИЕЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ И СПЕЦИАЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
3.1 Аналитические исследования влияния перепуск отработавших
газов на качество свежего заряда.
3.2 Исследование изменения токсичности отработавших газов при частичной их рециркуляции во всасывающую систему дизеля
3.3 Анализ результатов работы тепловозного дизеля с рециркуляцией отработавших газов.
3.4. Результаты испытаний дизеля 1Д0 Б с рециркуляцией
3.5.Исследование влияния изменения угла опережения впрыска
топлива на токсичность тепловозных дизелей
З.б.Оценка влияния изменения угла опережения впрыска
топлива на концентрацию оксида азота и энерго экономические
характеристики дизелей 6ЧН и 1Д0Б
Выводы
4.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
ДИЗЕЛЕЙ С ГРАНУЛИРОВАННЫМИ КАТАЛИЗАТОРАМИ
4.1.Обоснование типа реактора каталитического нейтрализатора
отработавших газов тепловозных дизелей
4.2.0писание экспериментальной установки и методики
экспериментальных исследований
4.3. Исследование гидродинамики полупсевдоожиженного слоя
катализатора в реакторах с переменным поперечным сечением
Выводы
5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРЕ С БЛОЧНЫМИ СОТОВЫМИ КАТАЛИЗАТОРАМИ НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАВШИХ
5.1. Основные расчетные уравнения.
5.2.Исследование течения газа в диффузоре нейтрализатора 1зона.
5.3.Исследование течения газа в реакторе III зона течения
5.4.Исследование течения газа в области концентрических цилиндров
IIзона.
5.5.Исследования течения Газой смеси в эжекторе нейтрализатора
IVзона.
Выводы
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРЕ
С БЛОЧНЫМИ КАТАЛИЗАТОРАМИ
6.1. Структура носителей
6.2.Описание экспериментальной установки и методика исследований.
6.3. Исследование гидродинамики реактора с блочными катализаторами
6.4. Оценка воздействия засаживания сотового каталитического блока
на создаваемое противодавление
Выводы
7. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИИ РАБОТЫ НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ТЕПЛОВОЗОВ И СПЕЦИАЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
7.1.Исследование эффективности работы каталитического нейтрализатора
7.2. Исследование теплообмена в полупсевдоожиженном слое катализатора
7.3. Исследование стабильности и долговечности работы катализаторов при ходовых испытаниях нейтрализатора.
7.4. Разработка и испытание комбинированной системы обезвреживания отработавших
7.5. Результаты промышленных испытаний каталитического нейтрализатора тепловоза типа ТГМ6А
7.6.Разработка нейтрализатора отработавших газов для дизелей
специального подвижного состава и автотранспорта.
Выводы
8.РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРОВ И ИХ . ВНЕДРЕНИЕ
8.1. Исследование процесса отложения соединений серы на катализаторе
8.2. .Исследования процесса накопления соединений серы на гранулированных катализаторах
8.3. Разработка методов восстановления активности катализаторов.
8.4. Исследование процесса отложения соединений серы на
поверхности сотового каталитического блока
Заключение
Литература


При рассмотрении различных сценариев учитывались пять элементов ориентированных на экологию транспортной политики ужесточение норм загрязнения атмосферы финансовые и или налоговые стимулы перехода к экологически чистым видам транспорта улучшенный контроль за выбросами ограничение скорости в населенных пунктах и вне их введение правил и лучшее обучение методам вождения, приносящих меньший вред окружающей среде. Было установлено, что в ФРГ роль тепловозной тяги в загрязнении атмосферного воздуха сравнительно невелика. Так вредные выбросы от железнодорожного транспорта с учетом выбросов от тепловозной тяги и выбросов от электростанций, вырабатывающих электроэнергию для нужд железных дорог, составили СО3,2, ГЮХ 4,8, летучих органических соединений 3. Б 1,8 . В таблице 1. Приведенные результаты показывают, что выбросы сажи от железно дорожного транспорта превышают аналогичные выбросы от других видов транспорта. Таблица 1. ША КСА 0 Дизель поезд 3. ЮНА 0 0. ША 0 при объеме цилин дра 5л 0. ШВ ЯСВ 0 Дизель поезд ,. Это означает, что при перевозке пассажиров автомобильным транспортом загрязнение атмосферы вредными веществами происходит в восемь раз больше, чем железнодорожным. Таблица 1. СО 9. СИ 1. Сажа 0, 0, 0. При грузовых перевозках на автомобильный транспорт приходится 1, кг выделенного условного СО па 1 ткм, на железнодорожный 0, кт, на водный 0, кг. Был проведен расчет количества вредных выбросов от тепловозов. У2 и У 2. У2 и У 2. В результате исследований было установлено, что при сжигании 1 кг дизельного топлива выделяется СП 1,4 г, СО г, Шх г, сажи 1,3 г . На основе полученных данных был рассчитан общий выброс вредных веществ ог тепловозов. Установлены характеристики дизелей в виде кривых постоянного выброса вредных
веществ рис. С помощью этих кривых, расхода топлива, развиваемой мощности на каждой позиции контроллера можно рассчитать выброса вредных веществ, приходящихся на 1л сожженного топлива. Рис. Расход топлива тепловозом Более поздними исследованиями, которые проводились с использованием данных о суммарном пробеге и с учетом международных норм рекомендаций, определяемых стандартом , были установлены вредные выбросы от пассажирских и грузовых поездов на 1 км пути и на объем перевозимых грузов на различных маршрутах табл. Как и следовало ожидать, наибольшие выбросы характерны для наиболее напряженных маршрутов. Сравнение различных видов транспорта по количеству выделения вредных веществ будет неправильным ввиду разницы установленной мощности, разной провозной способности и условий движения. Вт, тепловозных от до кВт и выше. Для сравнения можно использовать только показатели, учитывающими выполненную перевозочную работу для пассажирских перевозок это пассажирокилометр, а для грузовых тоннокилометр нетто табл. Таким образом, при одинаковых объемах перевозок выбросы автотранспорта содержат больше СО в 1,6 1,8 раза, 0 в 2,,4 раза, СН в 4,4 4,8 раза. Исследования по оценке воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду в России начались значительно позже, чем в Западноевропейских странах и США. Было установлено, что дизельный подвижной состав без учета промышленного тепловозного транспорта потребляет в год от 3,5 до 4,6 млн. Б е годы прошедшего столетия большой объем исследовательских работ по оценке токсичности тепловозов был проведен во ВЫИТИ. Проведенный краткий обзор результатов исследования по влиянию железнодорожного транспорта на загрязнение окружающей среды показы вает, что в высокоразвитых странах, в том числе и России, обострилась проблема промышленной безопасности железнодорожного транспорта, то есть, возникла проблема снижения токсичности ОГ тягового подвижного состава. Наиболее остро проблема стоит при использовании тепловозов на маневрововывозной работе на промышленных предприятиях, когда тепловозам для осуществления технологического цикла приходится заходить в производственные цехи, т. С экологической точки зрения тепловозная тяга имеет преимущества перед другими видами транспорта так, как на тонну перевезенного груза выделяет меньше вредных веществ. В связи с этим в некоторых странах предлагают осуществлять грузовые перевозки железнодорожным транспортом даже на короткие расстояния. С этим согласить трудно т. Таблица 1. СН СО 0. Примечание 7 общие выбросы, В выбросы от дополнительных поездов.