Испытания импортных стержневых нейтрализаторов, проведенные на 4-тактных дизелях, показали, что время их эффективной работы ограничено 180-200 ч, а при холостом ходе и нагрузках двигателя ниже 20 % номинальной на активных поверхностях происходит интенсивное отложение сажи, слой которой при длительной работе двигателя на холостом ходу изолирует активные поверхности катализатора. Восстановление активности «оксикатов» производится в этом случае выжиганием сажи открытым пламенем. Аналогичный недостаток имеют каталитические нейтрализаторы сетчатого и сотового типов. В связи с этим каталитические нейтрализаторы этих типов мало пригодны для использования на карьерных автомобилях.
В настоящее время для использования на карьерных автомобилях наиболее пригодны каталитические нейтрализаторы с гранулированным катализатором в частности НКД-241. Они снаряжаются гранулированным платиновым катализатором, объем реактора 9 дм3, содержание платины 2 г на 1 кг катализатора. Эффективность очистки выхлопа дизелей при пробеге до 20 тыс. км составляет по СО не менее 75%, по СН* -70%. На автомобилях БелАЗ-540 устанавливают два нейтрализатора (по одному на секцию двигателя), на автомобилях большей мощности рекомендуется параллельная установка соответствующего числа нейтрализаторов. Недостатком этого типа нейтрализаторов является возможность раздавливания гранул катализатора при термических деформациях наружной и внутренней стенок реактора и недопустимое загрязнение гранул катализатора сажевыми отложениями при длительной работе на холостом ходу, сопровождающееся снижением эффективности очистки и ростом противодавления в системе выхлопа.
Этих недостатков нет у каталитических нейтрализаторов с подвижным слоем гранулированного катализатора. Разработано и испытано несколько типов каталитических нейтрализаторов с подвижными гранулами катализатора, в том числе использующие принцип «кипящего слоя». Особенностью нейтрализатора является то, что гранулированный катализатор заключен в капсулы из жаростойкой сетки с возможностью ограниченного перемещения в них. Этим достигнуто снижение аэродинамического сопротивления при эксплуатации нейтрализатора в рабочих режимах при минимальном истирании гранул, находящихся в эластичных капсулах.
Общим существенным недостатком каталитических нейтрализаторов является низкая эффективность очистки при холостом ходе и малых нагрузках двигателей. Это обстоятельство особенно неблагоприятно для карьерных автомобилей, поскольку во время рабочего цикла наиболее низкая температура выхлопа регистрируется после спуска порожнего самосвала в забой, т.е. в нижних наиболее труднопроветриваемых зонах карьера.
В термокаталитических нейтрализаторах процесс обезвреживания токсичных компонентов осуществляется на катализаторах, а поддержание оптимальной температуры в реакторе и предварительная очистка выхлопных газов обеспечиваются специальным подогревателем — электрическим или пламенным.
Подогреватель включается лишь в периоды, когда температура в реакционной камере падает ниже заданного предела, благодаря чему дополнительная энергия расходуется только при разогреве нейтрализатора и работе двигателя на холостом ходу, когда температура газов недостаточна для эффективной их нейтрализации.
Наиболее работоспособной конструкцией нейтрализаторов этого типа, является НТК-6М. В качестве катализаторов могут быть использованы различные каталитически активные смеси, приготовленные в виде достаточно прочных шариков диаметром 3-5 мм (например, окисный катализатор 406-Р-4, палладиевый шариковый ШПК-0,5 и др.).
Подогревательное устройство состоит из горелки, трубчатого теплообменника и каталитического патрона. Горелка подогревателя включается автоматически в периоды, когда температура опускается ниже заданного предела (350 °С), и выключается при подъеме температуры до 500-550 °С. Переключения производятся с помощью термических реле (в автоматическом режиме). Топливо к горелке подается под избыточным давлением 0,25-0,3 МПа от топливного насоса двигателя через редукционный клапан. При дополнительном расходе топлива до 20-25 кг в смену подогревательное устройство обеспечивает стабилизацию температуры в реакторе на всех режимах работы. Благодаря тому, что система выхлопа автомобиля не имеет аэродинамической связи с подогревательным устройством, нейтрализатор НТК-6М может работать и как чисто каталитический, что достигается простым отключением системы подогрева.
Опытная эксплуатация проводилась на трех типах катализаторов: 406-Р-4 Бакинского института нефти и химии им. Азизбекова, Pd 0,5 (А12О3) Института химии АН КазССР и ШПК-0,5. На всех перечисленных катализаторах нейтрализатор обеспечивал удовлетворительную очистку газов от оксида углерода, сажи и альдегидов. Выхлоп на всех режимах (исключая моменты резких перегазовок) обесцвечивался полностью и не имел запаха.
На мощных карьерных автосамосвалах с электромеханической трансмиссией (БелАЗ-549, -7519, -7521) для стабилизации температуры в реакторах каталитических нейтрализаторов целесообразно использовать энергию электроторможения на спусках (т. е. именно в те периоды рабочего цикла, когда температура в реакторе опускается ниже уровня, обеспечивающего эффективную нейтрализацию).
Рисунок 4 - Термокаталитический нейтрализатор с электроподогревом
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.