Варшавский И.Л., Малов Р.В.
Как обезвредить отработавшие газы автомобилей
Изд-во "Транспорт", 1968 - 128с.
Глава I
ОТРАБОТАВШИЕ ГАЗЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
§2. СОСТАВ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания имеют большое количество
компонентов. Проведенные в Советском Союзе исследования показали, что
газы содержат более 60 различных веществ. В состав газов входят:
- азот (N2) как основная часть отработавших газов;
- кислород (О2);
- углекислый газ (СО2) - конечный продукт окисления;
- пары воды (Н2О)-конечный продукт окисления;
- водород (Н2);
- окись углерода (СО) - продукт неполного сгорания топлива;
- окислы азота, присутствующие в основном в виде двух окислов: окиси
(NO) и двуокиси (NO2);
- сернистый газ (SO2), сероводород (H2S) - неорганические
газы, появляющиеся в отработавших газах в случае использования сернистых
топлив;
- кислородосодержащие органические вещества, главным образом, альдегиды:
формальдегид (НСНО), акролеин (CH3-CH-СHО), уксусный альдегид
(СН3СНО), ацетальдегид (CH3CHO) и др.
- углеводороды: этап (С2Н6), метан (CH4),
этилен (СH2-СH2), бензол (С6H6),
пропан (С3Н8), ацетилен (СН-СН), толуол (С6H5СН3),
m - ксилол [С6Н4(СН3)2],
n -бутан (C4H10), n - нонан (С9Н20)
и др.;
- свинец (Pb) или марганец (Мn) и их соединения - в случае применения
антидетонационных присадок;
- сложные ароматические углеводороды полициклического строения (пирен,
антрацен, бенз(а)пирен и др.);
- сажа.
Эти вещества присутствуют в них как в газообразных, так в жидких и твердых
состояниях.
Рис. 1. Сажа, взятая из отработавших газов двигателя
ЯЛЗ-204
Отдельно следует остановиться на саже. При содержании 130 мг сажи в 1м3
отработавших газов они становятся видимыми, при содержании 600 мг в 1м3принимают
цвет средней черноты. Исследования показали, что большинство частиц сажи,
отфильтрованных из черного дыма (87-98%), имеют размеры в 0,04-0,50 мкм.
В свою очередь они состоят из более мелких частиц размером 0,015-0,170
мкм. Форма частиц - круглая и овальная. Отдельные частицы собираются в
группы и.; двух, десяти и более частиц, иногда формируясь в цепочки, включающие
до 30 частиц, или собираясь в массы из 100-1000 частиц.
По результатам проведенных в Центральной научно-исследовательской и опытно-конструкторской
лаборатории нейтрализации и проблем энергетики автомобилей и тракторов
(ЛАНЭ) исследований на рис.1 показана сажа, задержанная в выпускном трубопроводе.
Фотография сделана при помощи электронного микроскопа с общим увеличением
в 35000 раз. Распределение частиц сажи по размерам представлено на рис.2.
Удельная поверхность всех частиц сажи находится в пределах до 75 м2/г.
Так как видимые отработавшие газы соответствуют содержанию 130 мг сажи
в 1 м3газа, то это значит, что в этом же объеме имеется поверхность
для возможного осаждения на ней канцерогенных веществ до 10 м2,
а для отработавших газов средней черноты - до 45м2. Поэтому
автомобильная сажа опасна не только как механический загрязнитель легких
человека, но и как активный переносчик канцерогенных веществ.
Рис. 2 График распределения частиц сажи, содержащихся
в отработавших газах двигателя ЯЛЗ-2СМ в зависимости от своих размеров
Количественный ориентировочный состав отработавших газов представлен
в табл. 2.
Таблица 2
Компоненты |
Состав газов, % но объему |
Примечание |
карбюраторные двигатели |
дизельные двигатели |
Азот |
74-77 |
76-78 |
Нетоксичен |
Кислород |
0,3-8,0 |
2-18 |
" |
Пары воды |
3,0-5,5 |
0,5 - 4,0 |
" |
Двуокись углерода |
5,0-12, |
0 1,0 -10,0 |
" |
Окись углерода |
5,0-10,0 |
0,01- 0,50 |
Токсичен |
Окислы азота |
0,0-0,8 |
0,0002-0,5000 |
" |
Углеводороды |
0,2-3,0 |
0,009-0,500 |
" |
Альдегиды |
0,0-0,2 |
0,001-0,009 |
" |
Сажа |
0,0-0,01г/м3 |
0,01 - 1 ,10 г/м3 |
" |
Бенз(а)пирен |
до 10-20 у/м3 |
до 10 7 у/м3 |
Канцероген |
IIримечание у (гамма) - эго одна миллионная часть грамма.
Содержание альдегидов минимально при нагрузке 40- 50% Nmax и увеличивается
на 20-40% при .переходе как к режиму малых, так и больших нагрузок (рис.5),
а при переходе на холостой ход возрастает очень резко.
Варшавский И.Л., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие
газы автомобилей. - Изд-во "Транспорт", 1968 - 128с.
|