Очистка выхлопных газов автомобилей - Д.т.н. Чекалов Л.В., к.т.н. Санаев Ю.И., к.т.н. Смирнов Д.Е., Инж. Романов А.П.

Проблема экологической безопасности в России и других странах в значительной мере связана с выбросами промышленных предприятий и с возрастающими выбросами выхлопных газов тепловых двигателей и с каждым годом становится все актуальнее.

По сообщению Кашина В.И. в 206 городах РФ ПДК по загрязнению атмосферы превышены в 10 раз. Только промышленность ежегодно распыляет 20 млн. тонн опасных химических веществ, 17 млн. тонн добавляют выхлопные газы [1].

В мировой практике поиски путей решения проблемы улавливания высокоомной золы шли разными путями:

В настоящее время основным направлением снижения токсичности отработанных газов автомобилей является оптимизация процессов сжигания топлива непосредственно в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания и применение каталитических дожигателей. Первый способ применим только для новых двигателей, а второй характеризуется высокой стоимостью.

Большая часть токсичных компонентов (до 90 %) в отработанных газах находится в газообразном состоянии и содержит оксиды серы, азота, углерода и и углеводородов. Твердая фаза состоит в основном из частиц сажи.

Ранее разработанные нами электрофильтры специальных конструкций обеспечивали степень очистки выхлопных газов дизелей от твердых и жидких частиц до 98% и выше. При этом диоксид азота, диоксид серы, и суммарные углеводороды улавливались на 70...80% [2]. Проведенные исследования объясняли этот процесс тем, что при охлаждении отработанных газов происходит конденсация водяных паров, а также токсичных компонентов, содержащихся в отработанных газах. Кроме того, токсичные вещества хорошо адсорбируются на саже (особенно тяжелые полициклические ароматические углеводороды). Эти аппараты обеспечивают соответствие экологическим нормам стандарта «Евро-4». Однако они имели большие размеры.

Вновь разрабатываемый электрофильтр (Рис.1) позволяет улавливать практически всю сажу и токсичные компоненты в жидкой фазе, так как скорость дрейфа частиц в новом электрофильтре превышает таковую для обычных электрофильтров в несколько раз. Электрофильтр соединяется с выхлопной трубой двигателя. Габариты этого электрофильтра не превышают габаритов существующих глушителей [3 ] Уловленные в электрофильтре компоненты собираются в накопительном сменном контейнере. Питание электрофильтра обеспечивается от энергетической установки автомобиля. Новый электрофильтр может обеспечить санитарные нормы выбросов в соответствии с «Евро-4».

Рис. 1 Схема электродинамического фильтра. 1- источник высокого напряжения. 2- коронирующий элемент. 3- изолирующая прокладка, 4- оадительный электрод. 5- заземление.

В настоящее время производится доводка электрофильтра для автомобилей до промышленного образца. Ожидаемая стоимость электрического очистителя для автомобилей в несколько раз ниже стоимости каталитических очистителей.

Рис.2 Осаждение частиц и влаги в новом электрофильтре

Литература

1.Кашин В.И. Газета Правда. Информационный бюллетень ЦККПРФ. Август 2011 г.

2.Мутушев М.А., Санаев Ю.И. Снижение токсичности отработавших газов дизелей с помощью электрофильтров.//Химическое и нефтегазовое машиностроение № 2, 2004.- С.34,35.

3.Санаев Ю.И. Малогабаритные электрофильтры для очистки газов, выпускаемые ОАО СФНИИОГАЗ. В Сб. Актуальные проблемы экологии Ярославской области. Том 2,Материалы второй научно-практической конференции. Ярославль2002.

4.Чекалов Л.В., Санаев Ю.И. Электродинамический фильтр. Патент РФ 2506129.