- •А.Г. Ветошкин процессы и аппараты газоочистки
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания.
- •1. Источники загрязнения атмосферы вредными газовыми выбросами
- •Фоновые концентрации газов в естественных условиях
- •2. Классификация процессов и аппаратов очистки газовых выбросов
- •3. Абсорбционная очистка газов
- •Абсорбенты, применяемые для очистки отходящих газов
- •3.1. Технология абсорбционной очистки промышленных выбросов
- •3.2. Конструкции и принцип действия абсорберов
- •3.1.1. Насадочные абсорберы
- •Характеристика насадок
- •3.1.2. Тарельчатые абсорберы
- •3.1.3. Распыливающие абсорберы
- •3.3. Методы расчета абсорберов
- •3.2.1. Равновесие, движущая сила и кинетика абсорбции
- •3.2.2. Материальный баланс и уравнение рабочей линии абсорбции
- •3.2.3. Расчет процессов массопередачи в абсорберах
- •Из последних уравнений следует, что
- •Аналогично можно получить
- •Безразмерные величины
- •Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе определяют по уравнению
- •3.2.4. Расчет хемосорбционных аппаратов
- •Уравнение рабочей линии имеет вид
- •При быстрых необратимых реакциях второго порядка
- •3.2.5. Расчет основных размеров абсорберов.
- •3.2.6. Расчет насадочных абсорберов
- •Высоту слоя насадки определяют по уравнению
- •Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки
- •Значения коэффициентов
- •В соответствии с материальным балансом
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •Скорость захлебывания определим по уравнению
- •3.2.7. Расчет тарельчатых абсорберов
- •3.2.8. Расчет распыливающих абсорберов
- •3.4. Десорбция загрязнителей из абсорбентов
- •4. Адсорбционная очистка газов
- •Характеристика и области применения активных углей
- •4.1. Технология адсорбционной очистки промышленных выбросов
- •Очистка газов от оксидов азота
- •Очистка газов от диоксидов серы
- •Очистка от хлора и хлорида водорода
- •Очистка газов от сероводорода
- •4.2. Устройство и принцип действия адсорберов
- •4.2.1. Адсорберы периодического действия
- •4.2.2. Адсорберы непрерывного действия
- •4.3. Принципы расчета адсорберов
- •4.3.1. Адсорбционное равновесие
- •4.3.2. Материальный баланс адсорбции
- •4.3.3. Кинетические характеристики адсорбции
- •4.3.4. Расчет адсорберов периодического действия
- •Тогда высота адсорбата (адсорбционной зоны) в адсорбере составит
- •Число единиц переноса определяется выражением:
- •4.3.5. Расчет адсорберов непрерывного действия
- •4.4. Десорбция адсорбированных продуктов
- •5. Конденсационная очистка газов и паров
- •5.1. Принцип конденсационной очистки
- •5.2. Типы и конструкции конденсаторов
- •5.3. Расчет конденсаторов
- •Для стационарного процесса теплопередачи справедливо равенство
- •6. Термокаталитическая очистка газовых выбросов
- •7. Термическая обработка газовых выбросов
- •7.1. Установки термообезвреживания газовых выбросов
- •7.2. Принципы расчета установок термообезвреживания
- •При значительных концентрациях горючих загрязнителей расход дымовых газов рассчитывают по выражению:
- •8. Очистка газовых выбросов автомобильного транспорта
- •8.1. Характеристика выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •Примерный состав выхлопных газов автомобилей
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •8.3. Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания
- •8.4. Улавливание аэрозолей, выбрасываемых дизельным двигателем
- •9. Оценка эффективности устройств для очистки газовых выбросов
- •10. Выбор вариантов газоочистки
- •Приложение п.4
- •Физико-химические свойства веществ
При значительных концентрациях горючих загрязнителей расход дымовых газов рассчитывают по выражению:
Wд.г = Wт /Rт, м3/с, (7.8)
где - объемы соответствующих компонентов продуктов сгорания, отнесенные к 1 м3 горючей смеси топлива и загрязнителей; Rт - доля топлива в горючей смеси.
Находят эквивалентный диаметр Dэ и длину l (высоту h) топочного устройства:
Dэ = 0,8 Vт1/3, м, (7.9)
l = (2,0…2,3)Dэ, м, (7.10)
h = (1,7…2,0) Dэ, м. (7.11)
По расходу газового топлива подбирают размер горелочного устройства, необходимое газооборудование и рассчитывают диаметры газопроводов, а по расходу дымовых газов находят размеры дымоходов, дымовой трубы и при необходимости - дымососа.
8. Очистка газовых выбросов автомобильного транспорта
Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания представляет в последние годы все большую опасность из-за возросшей угрозы здоровью человека и окружающей среде.
В общем балансе загрязнения атмосферы антропогенными источниками транспортные средства представляют собой наиболее существенный источник, хотя основную долю этих загрязнений составляют относительно неядовитые оксиды углерода.
Современный образ жизни и развитое производство тесно связаны с автомобильным транспортом.
Автомобильный транспорт получил широкое распространение, имея ряд достоинств: 1) относительно высокую скорость движения по усовершенствованным дорогам; 2) хорошие проходимость и маневренность; 3) возможность экономичной перевозки мелких партий грузов; 4) менее высокие капитальные вложения в строительство автодорог в сравнении с железнодорожным транспортом. В начале XX в. на нашей планете насчитывалось 6 тыс. автомобилей. К 1998 г. число транспортных средств с бензиновым двигателем во всем мире превысило 1,5 млрд. Протяженность автомобильных дорог с асфальтовым покрытием только в Европе и Северной Америке достигла почти 10 млн км. По ним ежегодно перевозится 16 млрд. т. грузов
Вместе с тем автомобили являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды, прежде всего воздушного бассейна, такими токсикантами, как монооксид углерода, оксиды азота, свинец, углеводороды и др. Так, в 1990 г. их выбросы в мире составили, млн т: углеводороды - 39, монооксиды углерода - 231, диоксид углерода - 3969, оксиды азота - 32. В загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира доля автомобильного транспорта варьирует, %: 88…97 СО, 31…33 NOx, 63…95 углеводородов. До 70 % весьма токсичных соединений свинца, содержащихся в этилированном бензине, также попадают в атмосферу. Токсичными выбросами автомобилей, кроме отмеченных выше выхлопных газов, являются также картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. В целом, в выбросах транспортно-энергетических установок содержится 1200 химических компонентов, включая весьма токсичный бенз(а)пирен.
Автотранспорт существенно загрязняет (нефть, масла, растворители) также воду, и почву (нефть, нефтепродукты, цветные металлы и резина как следствие истирания деталей автомашин и покрышек). На месте масляных пятен в течение 20 лет ничего не растет, полоса шириной 50…100 м по обе стороны от дорог является зоной деградации почвенно-растительного покрова с избытком тяжелых металлов (10…20 ПДК) и дефицитом биогенных элементов.
В связи со значительным увеличением автомобильного парка постоянно возрастает его роль в загрязнении атмосферного воздуха. Примерно 60 % загрязнения атмосферы приходится на автотранспорт. На другие виды транспорта приходится небольшая часть загрязнений атмосферы.
Особенно высокое содержание оксида углерода в воздухе отмечено на уличных перекрестках, где двигатели автомобилей работают на богатых смесях перед светофором.
Оксид углерода в повышенных концентрациях обнаружен на значительной высоте, а также в рабочих и жилых помещениях высотных домов, на улицах с интенсивным автомобильным движением.
Большая концентрация оксида углерода может создаваться в кабинах шоферов, трактористов, комбайнеров и др.; до 1 % оксида углерода содержит табачный дым.
Выхлопные газы и сильные колебания почвы от автомобилей ускоряют процесс старения зданий, приводят к деградации придорожной растительности.
В районах с узкими улицами с высокими домами большая концентрация оксида углерода рассеивается медленно и вызывает хронические отравления людей, длительное время находящихся в этих районах, особенно на перекрестках (регулировщиков уличного движения, уличных торговцев и т.д.).
Основные экологические беспокойства связаны с высокой токсичностью выхлопных газов и неудовлетворительными шумовыми характеристиками автомобилей. Пробег в 1000 км для каждого легкового автомобиля сопровождается потреблением значительного количества кислорода и выбросом из выхлопной трубы до 40 кг веществ, загрязняющих атмосферу.
В отработанных газах автомобилей присутствуют окиси углерода, диоксид серы, сажа, соединения свинца, окислы азота, бензпирен и другие вещества - десятки компонентов, некоторые из которых канцерогенны. Они вызывают кислородное голодание, нарушение функций центральной нервной системы, раздражение слизистых оболочек глаз, носа.