Экологическая безопасность судовых дизельных энергетических установок, страница 2

Время образования оксида азота в зависимости                                                                                от температуры топливного факела [32]

Оксид азота бесцветный газ, плохо растворяется в воде, отличается нестабильностью, на такте расширения и после выброса в атмосферу окисляется до диоксида азота по реакции

.

Интенсивность этой окислительной реакции зависит от концентрации  в воздухе и занимает от 60 до 100 часов. В свою очередь, диоксид азота, взаимодействуя с влагой воздуха, образует азотную кислоту, которая повышает кислотность почвы и вызывает у животных и людей заболевания слизистой оболочки дыхательных путей и разрушает легкие. Именно этим объясняется то, что в качестве основного токсичного компонента ОГ рассматривают .

Оксид углерода (угарный газ) является промежуточным продуктом химической реакции углерода топлива с кислородом воздуха. Его образование в камере сгорания двигателя зависит от однородности смеси топливо-воздух. В МОД этот показатель лучше, поэтому выбросы  меньше и не превышают 0,6÷0,8 г/(кВт∙ч). В СОД выбросы  больше и составляют 0,8÷1,0 г/(кВт∙ч). Проще говоря, оксид углерода образуется в результате неполного сгорания топлива, а оно непосредственно связано с коэффициентом избытка воздуха в камере сгорания. Так как в дизелях величина этого коэффициента значительно больше единицы, то их ОГ отличается сравнительно небольшой концентрации .

Газообразные углеводороды представляют самую многочисленную группу химических соединений ОГ. Они имеют неприятных запах и способствуют развитию онкологических заболеваний. Наличие  в ОГ обусловлено испарениями не полностью сгоревшего топлива в цилиндре двигателя. Такое явление наблюдается на относительно холодных стенках камеры сгорания и в ее «мертвых» объемах, например, в зазоре между поршнем и втулкой цилиндра. Определенный вклад в образование  дает масло, которое, попадая в камеру сгорания, плохо окисляется с кислородом воздуха.

Образование оксидов серы в камере сгорания двигателя подчиняется следующим цепным реакциям

.

Исходным веществом для этих реакций служит сера, которая содержится в топливе. Следовательно, содержание  в ОГ однозначно определяется и регулируется качеством топлива. Оксиды серы являются нежелательными компонентами ОГ. Их действие на организм человека выражается раздражением дыхательных путей. Кроме того, оксид  хорошо растворяется в воде, поэтому в атмосферном воздухе он конденсируется в серную кислоту , которая в виде аэрозолей может вызывать токсический туман.

Альдегиды образуются в предпламенный период горения топлива. В дальнейшем, при повышении температуры, они частично выгорают, поэтому концентрация альдегидов в ОГ невелика.

Дымность определяется непрозрачностью ОГ и обусловлена наличием в их составе твердых и жидких аэрозольных частиц. Подавляющая часть массы этих частиц (примерно 95÷98%) составляет сажа. Образующаяся в цилиндре ДВС сажа представляет собой рыхлые частицы углерода неправильной формы размером от 0,4 до 100 мкм. Механизм образования сажи довольно сложный. Упрощенно можно сказать, что сажа является продуктом неполного сгорания топлива и, следовательно, ее содержание в ОГ зависит в первую очередь от коэффициента избытка воздуха, типа смесеобразования и качества топлива. Сама по себе сажа безвредна, однако она аккумулирует крайне токсичные углеводороды и альдегиды. Попадая в таком составе в легкие человека, сажа вызывает раздражение и поражение внутренних органов.