Снижения загрязнения атмосферы карьеров автосамосвалами, страница 4

На рисунке 4 представлен один из вариантов такого устрой­ства. Выхлопные газы подаются во впускной патрубок 1, из которого поступают в кольцевой зазор между корпусом ней­трализатора 3 и наружной стенкой реактора 2. В результате циклонирования происходит предварительная очистка выхлоп­ных газов от крупных частиц сажи и капель несгоревших неф­тепродуктов. Далее выхлопные газы поступают к тепловому аккумулятору, представляющему цилиндрический огнеупорный блок 4, изготовленный из пористого керамического каталитиче­ски активного материала. В теле керамического блока в цилин­дрических каналах 9 заложены нихромовые спирали 10, напря­жение к которым подается по электрокабелю 8 через проход­ные изоляторы 7.

Нейтрализация токсических компонентов выхлопа произво­дится в реакторе,  заполненном  капсулами с шариковым  катализатором. Капсулы заполняют весь объем между решетками 11 и 12, и катализатор в них находится в подвижном состоянии. В процессе нейтрализации наряду с шариковым катализатором участвуют каталитически активный огнеупорный блок и на­гретые нихромовые спирали, что повышает суммарный эффект очистки. Газы после очистки собираются под крышкой 14 и выбрасываются в атмосферу через окно 13. Контроль состоя­ния катализатора производится через патрубок 16. Нихромовые спирали, выполняющие роль секций тормозного реостата, включаются в начале спуска, и энергия торможения идет на нагрев керамического блока и газов. Керамический блок, яв­ляясь тепловым аккумулятором, обеспечивает поддержание не­обходимой температуры в реакторе при работе двигателя в период погрузки автомобиля в забое, даже при выключенном подогревателе. Боковые поверхности нейтрализатора имеют теплоизоляцию 5, защищенную кожухом 6.

При подъеме, груженого автомобиля из карьера в зависи­мости от температуры в реакторе система подогрева либо вы­ключается, либо переводится на питание от приводного гене­ратора. Под верхней крышкой смонтирован теплообменник 15, с помощью которого в зимнее время может дополнительно по­догреваться воздух, подаваемый к отдельным агрегатам авто­мобиля.

Основной недостаток термокаталитических нейтрализато­ров — сложность конструкции, инертность в отношении оксидов азота, необходимость периодического обслуживания, а у аппа­ратов с пламенным подогревом — дополнительный расход топ­лива.

Рисунок 5 - Комбинированная сис­тема очистки выхлопа авто­самосвала

1 - система впрыска воды во впуск­ной коллектор дизеля; 2 - жидкост­ной нейтрализатор кузовной конструк­ции; 3 - каталитический нейтрализа­тор НКД-241

Комбинированные системы очистки выхлопа разработаны на основе каталитических и жидкостных очистителей, устанав­ливаемых последовательно в выхлопной системе двигателей автосамосвалов. Одновременно в комбинированных системах предусматриваются устройства, обеспечивающие работу дви­гателя с минимальной токсичностью.

На рисунке 5 показана комбинированная система очистки. В системе предусмотрено устройство для впрыска воды во впускные коллек­торы, два каталитических нейтрализатора НКД-241 и жид­костный кузовной очиститель.

Система отличается сложностью конструкции и имеет от­меченные выше недостатки, характерные для каталитических и жидкостных очистителей.

В настоящее время ведутся опытно-конструкторские работы по созданию более простых систем очистки выхлопа, в част­ности, с использованием в качестве фильтрующего реагента горной массы, перевозимой в кузове автосамосвала. Опытно-промышленные испытания показали, что таким путем можно обеспечить практически полную очистку выхлопа от сажи (а следовательно, от канцерогенных примесей), альдегидов и час­тичную (до 50-70 %) от оксидов азота.

Основной трудностью на пути практического внедрения раз­личных систем нейтрализации выхлопа автосамосвалов боль­шой грузоподъемности является необходимость выполнения тре­бований заводов-изготовителей двигателей в части допустимого противодавления в системе выпуска отработавших газов.

Для автомобилей БелАЗ-540 с двигателями ЯМЗ-240 до­пускается противодавление в системе выхлопа до 15 кПа, что позволяет использовать на них различные системы нейтрализа­ции газов.

Для двигателей 8ДМ-21А, устанавливаемых на автомобилях БелАЗ-7519, величина допустимого противодавления ограни­чена 6 кПа, что при сохранении системы обогрева кузова позво­ляет применять в настоящее время только устройства для очистки выхлопа с использованием в качестве фильтра перево­зимой горной массы.

Другие системы нейтрализации выхлопа (жидкостные, ката­литические и др.) для автомобилей БелАЗ-7519 и -7521 грузо­подъемностью 11О и 180 т должны создаваться с учетом этого требования.

Загазованность атмосферы, при работе дизельных двигателей, можно снизить использованием присадок к топливу. Они позволяют изменять ход протекания реакций окисления углеводородов, в результате чего происходит более полное сгорание топлива и уменьшение содержания в отработанных газах некоторых токсичных компонентов. Для дизельных двигателей применение присадок связанно в основном со снижением дымности отработанных газов.

Значительное снижение токсичности отработанных газов достигается при применении топливно-водяных эмульсий. Применение эмульсии, содержащей 15-20% воды, позволяет снизить сажи на 80-85%, окиси углерода на 47-50%, окислов азота на 30-35%.

Одним из эффективных способов снижения загрязнения атмосферы автосамосвалами является также устройство вертикального (над кабиной) выпуска отработанных газов. При этом увеличение грузоподъемности (а следовательно и мощности двигателя) карьерных автосамосвалов способствует забросу отработавших газов в более высокие слои атмосферы и уменьшению загрязнения глубинной наиболее опасной в санитарно-гигиеническом отношении части карьера.