Технологические мероприятия - раздел Экология, ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Совершенствование Двигателей Внутреннего Сгорания (Двс) С Искровым З...
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием. Известно, что наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, вносимые в систему питания и зажигания ДВС, поскольку они определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси.
В настоящее время автомобили ведущих зарубежных фирм выбрасывают в атмосферный воздух в 10–16 раз меньше вредных веществ, нежели в 80-х гг. XX в., когда развернулись крупномасштабные и дорогостоящие исследования по созданию экологически приемлемых автомобилей. В значительной степени этому способствовали такие нововведения, как двигатели, работающие на переобедненных смесях, многоклапанные системы перераспределения, впрыск топлива вместо карбюраторного смесеобразования, электронное зажигание. При запуске холодного двигателя в современных карбюраторах используются автоматы пуска и прогрева. На режимах торможения двигателя применяют экономайзер принудительного холостого хода – клапан, отключающий подачу топлива.
Большое внимание уделяется подбору обедненных смесей, регулировке дозирующих систем карбюратора. На двигателях с впрыском топлива появились электронные системы корреляции состава горючей смеси в зависимости от температуры, климатических и других условий. Система термостатирования воздуха, поддерживающая его температуру на входе в двигатель, создает оптимальные условия для приготовления горючей смеси. Система зажигания с высокой энергией распада свечи повышает надежность воспламенения смеси, особенно на режимах холостого хода.
Стремительно растет число автомобилей с двигателями прямого впрыска топлива, которые обеспечивают уникальное сочетание характеристик: расход топлива на уровне дизелей и скорость спортивных машин на бензиновом топливе. Известная компания «Мицубиси моторс» уже несколько лет выпускает машины с двигателями нового класса. Однорядный, 4-цилиндровый двигатель с рабочим объемом 1,8 л, не имеющий камеры предварительного смешения, отличается от аналогов с предкамерным впрыском вдвое большей степенью сжатия (20:1), способен работать при соотношении в смеси 40:1, более стабилен на малых оборотах. Благодаря этому на 25% повышается экономия топлива в городских условиях, на 8% снижается потребление топлива при движении со скоростью свыше 120 км/ч по сравнению с обычными бензиновыми двигателями и на 85% увеличивается мощность по сравнению с дизельными аналогами
Фирма «Ауди» показала экспериментальную модель «А2-2», изготовленную из легкого алюминиевого сплава с 3-цилиндровым двигателем с рекордно низким потреблением бензина (3 л на 100 км пути), что достигнуто установкой двигателя с прямым впрыском топлива. В США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием.
Экологичность автомобиля можно повысить, если установить электронные системы управления, которые оптимизируют работу не только двигателя, но и тормозов и других агрегатов. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне построены и успешно используются в автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27–40%, объем выхлопных газов снизился на 39–49%.
Совершенствование дизельных двигателей. Как известно, в бензиновом двигателе рабочая (топливно-воздушная смесь) воспламеняется от постороннего источника (электрической искры), в дизельном – под действием температуры, повышающейся при сжатии смеси.
В последние годы во всем мире наблюдается тенденция возврата к дизельным двигателям. И этому есть веские причины. Во-первых, потребление топлива дизелем на 20–30% меньше. Во-вторых, токсичность выхлопных газов (по сумме компонентов) примерно в три раза ниже, чем у бензиновых двигателей.
Однако и применение дизелей не свободно от экологических проблем, поскольку в процессе работы выбрасываются твердые и газообразные вещества: несгоревшее топливо, сажа, аэрозоли, масла, диоксид серы и т. д. Поэтому для очистки выхлопных газов на дизелях устанавливают перед окислительным нейтрализатором сажевый фильтр. Последний представляет собой монолитный блок (пенокерамика, пенометалл) с несколькими заглушёнными с одного конца параллельными каналами с пористыми стенками. Очистка выхлопных газов от сажи происходит при их прохождении через пористые стенки из одного канала в другой.
Успехи в области создания жаропрочной и ударопрочной керамики позволяют применять такие материалы в газотурбинных и так называемых адиабатических дизельных двигателях. Большая теплоемкость керамики позволяет отказаться от водяного охлаждения. Тем самым эффективность использования топлива в таких двигателях повышается на 30–35%, соответственно возрастает и экологичность.
Японские ученые предложили использовать в качестве горючего «кухонное» масло, являющееся бытовым отходом. Технологически эта операция состоит из двух этапов: на первом отработанное масло фильтруют от остатков пищи, а на втором производят химическую реакцию с участием метанола и катализаторной смеси. Получается горючее, которое годится для любого дизельного двигателя и в выхлопе дает меньший объем вредных примесей (прежде всего окиси азота) в сравнении со стандартным топливом.
В Швеции увеличивается потребление экологически чистого дизельного топлива, которое производится из рапсового масла. На нем работает общественный транспорт (автобусы), например, Стокгольма.
Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами необходим повседневный технический контроль состояния автомобиля. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью машин, выпускаемых на линию. Низкий уровень технического обслуживания, отсутствие контроля приводят к расстройству узлов и систем автомобиля, и выбросы вредных веществ в атмосферный воздух возрастают. В результате все усилия автомобильной промышленности по совершенствованию двигателей для обеспечения требований экологических стандартов сводятся на нет.
В Финляндии разработана специальная добавка к бензину которая не содержит свинца. Бензин с присадкой имеет октановое число 95; она эффективно очищает двигатель, уменьшает загрязнение клапанов, защищает топливную систему от коррозии, повышает морозостойкость карбюратора, обеспечивает равномерный режим сгорания топлива и уменьшает выбросы вредных веществ.
Разработано большое число присадок и к дизельному топливу, снижающих содержание в выхлопных газах сажи. Наиболее эффективными оказались барийсодержащие присадки. Сравнительные испытания их показали, что добавление к топливу 1% (по объему) присадок снижает концентрацию сажи в выхлопных газах при всех режимах работы двигателя примерно на 70— 90%. При этом уменьшается также на 60–80% выброс канцерогенных веществ. Одновременное применение присадок с различным механизмом воздействия на процесс сажеобразования позволяет резко снизить уровень ее выделения дизельными двигателями. Присадки снижают в выхлопных газах дизельных двигателей содержание сажи на 85–90%, а также концентрацию такого сильнейшего канцерогена, как бенз(а)пирен.
Большое внимание уделяется выпуску новых сортов автомобильного топлива. Так, в России найден способ изготовления порошкового бензина. По качеству он соответствует Аи-92 и Аи-76, но с более низким содержанием оксида углерода в выхлопе.
Перевод автомобилей на природный газ.Природный газ хорошо смешивается с воздухом, полнее сгорает в двигателе, не содержит практически серы, свинца и других нежелательных примесей. В отличие от бензина газ не нарушает масляную пленку между трущимися деталями, и они меньше изнашиваются, что продлевает эксплуатацию двигателя. Наконец, газовое топливо не требует различных присадок. Октановое число у него достигает 110, в то время как у высокосортного бензина 96. Перевод автомашин на газовое топливо позволит почти в 100 раз снизить выбросы в атмосферу канцерогенных веществ. Сократится и расход нефтепродуктов: каждая тысяча газобаллонных автомобилей сэкономит на грузовых перевозках 12 тыс. т, на таксомоторных – 6 тыс. т, на пассажирских (автобусах) – 30 тыс. т в год. Значительно сократятся затраты и на охрану окружающей среды и воздушного бассейна. Если учесть, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.
Сейчас из почти 800 млн. автомашин, эксплуатируемых в мире, более 10 млн. работают на природном газе. Наиболее активно переводятся на использование природного газа автомобили в Канаде, Италии и США. Их эксплуатация показала, что в выхлопных газах резко снижается содержание сажи, оксида углерода (II) и многих вредных органических соединений.
В то же время имеются и существенные недостатки газового топлива: 1) необходимость установки на автомобиле баллонов для сжиженного газа, находящихся под давлением 1,6 МПа; 2) опасность растекания смеси (она тяжелее воздуха) в местах нахождения человека (салоне автомобиля, гараже и т. д.), что может привести к взрыву; 3) необходимость создания разветвленной сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций, время заправки на которых одного автомобиля составляет 10—15 мин. Очевидно, что затраты на устранение указанных недостатков с лихвой окупаются экологическими преимуществами, которые обеспечивают широкое применение автомобильного газового топлива.
Все темы данного раздела:
Предмет промышленной экологии
Наиболее массированный вред природной среде наносят промышленные предприятия, энергетика и автомобильный транспорт — неотъемлемые компоненты урбанизированных и техногенно нагруженных территорий. Э
Стратегии мирового развития с учетом экологических ограничений
Обусловленные техногенной деятельностью изменения природной среды бумерангом вернулись и к их первопричине — человеку, стали негативно сказываться на самых различных сторонах общественной жизни, вы
Ничто не даётся даром.
Очевидно, что вышеприведенные законы не охватывают все стороны взаимодействия общества и природы. Тем не менее, будучи простыми, по форме, но глубокими по содержанию, они закладывают основу нравс
Цивилизационная революция XXI века
Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания человека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение окружающей среды. Оно непосредственно связано с научно-техническим прогре
Природное топливо
Топливо — это горючее вещество, выделяющее при окислении тепловую энергию, используемую в дальнейшем непосредственно в технологических процессах или преобразуемую в другие виды энергии.
Т
Искусственное топливо.
К искусственным топливам относятся: кокс доменных печей, искусственные горючие газы, моторное топливо и др.
Кокс — твердый углеродистый остаток, образующийся п
Альтернативное углеродсодержащее топливо
В связи с постепенным истощением запасов нефти и угля, а также усилением загрязнения среды обитания вредными продуктами сгорания развернуты работы по поиску и применению альтернативного
Теплоэнергетика и ее воздействие на природную среду.
Химическое загрязнение окружающей среды. При сжигании углеродсодержащего топлива (угля, нефти, газа и др.) оно неизбежно. Рассмотрим особенности поступления вредных вещ
Гидроэнергетика и ее воздействие на природную среду
Гидроэлектростанции: достоинства и экологические проблемы. Страны СНГ обладают огромными гидроэнергоресурсами, которые оцениваются в 3,94 трлн кВтч/год, из них экономический по
Ядерная энергетика и экология
Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям: к началу Второй мировой войны во всех странах мира имелось около 10-12 г полученного в чистом виде естес
Радиационный экологический контроль
Естественные и искусственные радиоактивные вещества равномерно распределены в окружающей среде (за исключением аномальных геологических и промышленных районов повышенной радиоактивности) и являются
Территории повышенной радиоактивной загрязненности среды от проведения ядерных взрывов.
В конце 1942 г. на территории Чикагского университета, в помещении зала под трибунами университетского стадиона, началась подготовка к пуску первого в мире ядерного реактора. Установка массой в нес
Особенности радиоэкологического загрязнения
В естественных природных условиях радиационное загрязнение среды, как правило, сочетается с воздействием и других техногенных факторов, прежде всего химического загрязнения. В силу этого вычленить
Альтернативные источники энергии
Помимо широкого использования невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) активно изучается и реализуется возможность получения энергии за счет альтернативных (нетрад
Использование солнечной энергии.
Мощность солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, оценивается в 20 млрд кВт, что эквивалентно 1,2-1014 т условного топлива в год. Для сравнения: мировые запасы органического
Энергия океанов и морей
Экологически чистая энергия морей и океанов может быть использована в волновых электростанциях (ВолнЭС), электростанциях морских течений (ЭСМТ) и приливных электростанциях (ПЭС), где происходит
Геотермальная энергетика
Подсчитано, что на глубине до 5 км в недрах Земли количество сосредоточенной теплоты многократно превышает энергию, заключенную во всех видах ископаемых энергоресурсов. В отдельных регионах, напри
Ветроэнергетика
Энергия ветра в конечном итоге есть результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Причина активных процессов перемещения воздушных масс заключается в различии плотностей нагрето
Биоэнергетика
Биоэнергетикаоснована на получении биомассы, которая используется в качестве топлива непосредственно или после соответствующей переработки. При этом выделяют три направления получения теп
Водородная энергетика
Огромный интерес к водороду как к перспективному топливу обусловлен рядом неоспоримых его преимуществ, главные из которых таковы: 1) экологическая безопасность водорода в отличие от других топ-ли
Использование альтернативных источников энергии в Беларуси
В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источ
Приоритеты в развитии автономной и возобновляемой энергетики.
В условиях Республики Беларусь достаточно эффективным может быть использование различных видов возобновляемых источников энергии, на базе которых могут быть созданы различные энергетические установ
Структура и виды транспорта
Транспорт, с помощью которого осуществляется перемещение грузов и пассажиров, играет уникальную роль, связывая все важнейшие сферы материального производства в единую систему хозяйственной деятель
Экологическое воздействие транспорта на природную среду и человека
Отчуждение земель. Естественно, что для размещения транспортных коммуникаций нужны земля, вода, воздух, подчас огромных площадей и объемов. Подсчитано, что в США площадь земель,
Сокращение выбросов автотранспорта, работающего на углеводородном топливе.
Автомобильными двигателями выделяются в воздух городов более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. Расплачиваться за это приходится ухудшением здоровья людей как собстве
Планировочно-градостроительные мероприятия
Они включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размещаются здания понижен
Санитарно-технические мероприятия
К таковым относится прежде всего установка каталитических нейтрализаторов. Они используются для обезвреживания выхлопных газов автомобиля путем химического превращения отдельных вредных веществ, с
Ужесточение стандартов на токсичность выхлопных газов
Исходя из понимания глобальной опасности стремительно развивающегося автотранспорта, еще 20 марта 1958 г. под эгидой ООН было достигнуто международное соглашение «О принятии единообразных условий
Новые виды топлива и транспорта
К таковому обычно относят различные спирты (метанол и этанол) и водород.
Спирты.В ряде стран, особенно располагающих обширными плантациями сахарного тростника, все в
Разработка альтернативных видов автотранспорта
К таковым относятся прежде всего электромобиль, солнечный электрический автомобиль, автомобиль с инерционным двигателем, автомобиль с гибридным двигателем.
Электромобили
Природный горно-промышленный комплекс – объект изучения горной экологии
Источниками воздействия горного производства на окружающую природную среду являются открытые и подземные горные работы, обогатительные фабрики, отвалы и хвостохранилища и др. Масштабы этого воздей
Воздействие горного производства на окружающую среду
Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.
Охрана воздушного бассейна в горнодобывающей промышленности
Горное производство вызывает два вида загрязнений атмосферного воздуха: запыленность и загазованность. Количество выбросов, их объем и вещественный состав определяются источниками загрязнения. В
Влияние горного производства на гидросферу.
Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется в изменении водного режима, загрязнении и засорении вод.
Изменение водного режима.При строительстве и э
Охрана водного бассейна в горном производстве.
Под охраной водного бассейна (природных вод) понимается соблюдение установленного порядка пользования водами, т.е. обеспечение рационального управляемого использования, сохранения и восполнения и
Создание противофильтрационных завес.
Вотличие от традиционных методов осушения месторождений полезных ископаемых, когда срабатываются статические и динамические ресурсы подземных вод, метод создания противофильтрационных завес разли
Влияние горного производства на природный ландшафт
Специфическая особенность размещения предприятий горной промышленности заключается в том, что они могут создаваться только там, где имеются залежи полезных ископаемых. При этом горные предприятия
Безотходное горное производство
Горное производство образует твердые, жидкие и газообразные отходы (табл.6.3.)
Большое количество отходов является наиболее объективным показателем несовершенства проектируемой или приме
Источники загрязнения природной среды в промышленности
Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степенью опасности и объемом выбросов (сбросов), а также количеством твердых токсичных отходов (таб
Черная и цветная металлургия
По объему загрязнений одно из первых мест в народном хозяйстве занимает черная и цветная металлургия, металлообрабатывающая промышленность. Производство чугуна и стали сопровождается образованием б
Химическая и нефтехимическая промышленность
Химическая промышленность.
На втором месте после металлургического производства по уровню негативного воздействия на окружающую среду находятся отрасли химической промышле
Машиностроительная промышленность
Практически в любом городе, а тем более промышленном центре имеются предприятия машиностроения. В одном случае это единичные предприятия, в других — группа различных по специализации машино
Промышленность строительных материалов
Крупным источником твердых частиц, загрязняющих природную среду, являются цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита, асфальта, печи обжига кирпича. Наибольшая
Проблемы природопользования в сельском хозяйстве.
Сельскохозяйственное природопользование является одним из древнейших видов природопользования, непосредственно направленным на удовлетворение потребностей человека. Качество сельхозпродукции непоср
Экологизация промышленного производства.
Для уменьшения неблагоприятного воздействия промышленности на окружающую среду необходимо предпринимать меры по оптимизации и экологизации промышленного производства.
Экологизация промышле
Основные пути и методы очистки сточных вод
Различают два основных пути очистки сточных вод: разбавление и очистка их от загрязнений. Разбавление не ликвидирует воздействия сточных вод, а лишь ослабляет его на локальном участке водоема. Осно
Экологически безопасные методы очистки промстоков
Термические методы. На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли (кальция, магния, натрия и др.), а также широкий спектр органических в
Очистка выбросов в атмосферу
Основным направлением охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Однако такую задачу следует полагать стратегическ
Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов от твердых частиц и аэрозолей
Выбор метода и оборудования, обеспечивающих необходимую степень очистки, зависит от большого числа параметров, среди которых основным является эффективность работы системы по отношению к преоблад
Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей
С этой целью разработаны три основные группы методов очистки: 1) промывка выбросов растворителями содержащейся в них примеси (абсорбционный метод); 2) поглощение газообразных примесей твердыми тел
Реабилитация природных ландшафтов и нарушенных земель
Под мелиорацией понимается система организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение земель в целях создания наиболее благоприятных условий для развития сельского
Виды отходов и масштабы их образования
Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукц
Обращение отходов
Обращение отходов - деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов.
Нормативы образования отходов и лимитов на их размещение
Суть этого вида экологического сопровождения деятельности предприятия состоит:
· в установлении норматива образования отходов для действующего предприятия, исходя из анализа технологии п
Сбор, хранение и транспортировка отходов
Надлежащая организация сбора, хранения и транспортировки отходов вносит большой вклад в оздоровление ОС. В США, где норма накопления, например, твердых бытовых отходов (ТБО) в 2-3 раза выше, чем в
Полигоны для размещения твердых бытовых отходов
Закон «Об отходах производства и потребления» установил требования к объектам размещения отходов. Создание таких объектов - специально оборудованных сооружений (полигонов, шламохранилищ, отвалов
Обращение токсичных промышленных отходов
Основными направлениями обращения твердых промышленных (ТПО) отходов являются:
· захоронение на полигонах и свалках;
· переработка конкретных твердых отходов по заводской техноло
Новости и инфо для студентов