Защита окружающей среды, которой не так давно уделяли мало внимания, постепенно выдвинулась в число глобальных проблем человечества. Все дело в неконтролируемом потреблении углеводородных топлив и выбросов от их использования. Постоянное увеличение того и другого уже вызывает нарушение естественного процесса самоочищения биосферы и представляет угрозу жизни человека. Чтобы остановить этот процесс, подписаны международные соглашения, приняты государственные постановления и программы защиты окружающей среды от вредных выбросов. В некоторых странах эти программы имеют статус национальных приоритетов.
Как и все другие объекты деятельности человека морские и речные суда являются источником экологической опасности. Хотя в общем балансе доля загрязнения биосферы судами сравнительно мала и не превышает 3%, в местах интенсивного судоходства и в портах создается устойчивый уровень загрязнения атмосферы и воды, превышающий предельно допустимую концентрацию (ПДК) в 10÷15 раз. Основным судовым источником загрязнения окружающей среды является энергетическая установка. На ее долю приходится примерно 60÷80 % токсичных отходов. Токсичными называют отходы, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Среди токсичных отходов СДЭУ наиболее вредными для природы являются нефтесодержащие воды и выбросы с отработавшими газами дизелей.
Нефтесодержащие воды образуются в результате протечек воды, топлива и масла из трубопроводной арматуры (клапаны, клинкеты, задвижки), сальников насосов, дейдвудных уплотнений и т.п. Эти протечки скапливаются под льялами машинного отделения. Туда же попадают нефтепродукты от промывки топливных и масляных фильтров, отходы сепарации и случайные разливы горючесмазочных материалов (ГСМ). Концентрация ГСМ в нефтесодержащей воде колеблется в широких пределах и во многом зависит от технического состояния механического оборудования и в не малой степени от культуры его обслуживания и ремонта. Обычное содержание ГСМ находится в пределах 200÷500 г/м3.
Помимо льяльных вод нефтепродукты содержатся в отходах сепарации. Количество этих отходов в виде шлама ГСМ достигает до 1% от объема топлива и масла, прошедших сепарацию. Были попытки использовать отходы сепарации в качестве добавки к топливу для вспомогательных котлов, однако широкого распространения данный способ утилизации не получил. Причина заключается в том, что добавки нефтесодержащего шлама к штатному топливу увеличивают в выпускных газах котлов содержание токсичных веществ и сажи. При этом необходимая очистка газов от сажи и нейтрализация токсичности требует дополнительных и не малых затрат. Значительно дешевле шлам от сепараторов собирать в сборные емкости и сдавать на берег. В равной мере отмеченное относится и к отработавшему маслу от дизель-генераторов. Его собирают и сдают на берег для регенерации.
Отработавшие газы (ОГ) дизелей представляют собой сложную
газовую смесь, содержащую более 200 компонентов. Четыре компонента азот (
), кислород (
),
диоксид углерода (
) и вода (
)
составляют 99÷99,9% объема ОГ. С точки зрения экологии они не представляют
интереса, поскольку нетоксичны. Остальные 0,1÷1% объема ОГ – компоненты,
которые представляют экологическую опасность. Их опасность принято оценивать
двумя характеристиками: токсичностью и дымностью.
Под токсичностью ОГ понимают газообразные компоненты, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду, живую природу и человека. Среди множества токсичных компонентов примерно 80÷95 % приходится на долю пяти из них, табл. 10.1. Степень их вредности различна и в относительном виде может быть выражена соотношением:
СО : СНх : SOх : NOх : RCHO = 1 : 2 : 16 : 40 : 40.
Таблица 10.1
Состав токсичных компонентов ОГ дизелей
|
Компонент ОГ |
Концентрация, г/м3 |
Удельный выброс, г/(кВт∙ ч) |
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 |
|
Оксиды азота,
Окись углерода, Углеводороды, Оксиды серы,
Альдегиды, RCHO Сажа, |
1,5÷8 0,25÷2,5 0,25÷2,0 0,1÷0,5 0,001÷0,04 0,05÷0,5 |
8÷30 0,5÷6,0 0,25÷2,5 0,4÷1,5 0,05÷0,2 0,25÷0,5 |
2 20 - 4 0,2 4 |
В перечне основных токсичных компонентов бесспорно лидируют
оксиды азота. В ОГ дизелей содержится около 10 соединений азота с кислородом,
но доминантой является 
, его доля составляет 95÷98% от
всех оксидов. Остальные 2÷5% – высшие оксиды азота: 
и т.д.
Оксид азота образуется в камере сгорания двигателя во время горения топлива.
Окисление осуществляется по двум цепным реакциям
.
Первая реакция является определяющей и эндотермической.
Последнее означает: окисление азота может проходить только при затратах теплоты
в условиях высоких температур (реально более 2000 К); выход не зависит от химического состава топлива;
продолжительность протекания реакции, а соответственно и количество
образующегося оксида азота зависит от температуры, табл.10.2.
Таблица 10.2
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
(
)
