Расчет валового выброса вредных веществ автотранспортом

Цель работы:

1)   Ознакомление с составом выбросов автотранспорта и причинами образования токсичных компонентов;

2)   Освоение методики расчета выброса вредных веществ автотранспортом;

3)   Расчет валового выброса оксида углерода (СО), углеводородов (С_nH_m), оксидов азота (NO_x) автотранспортом на территории города за год;

4)   Расчет снижения годового валового выброса CO, C_nH_m и NO_x автотранспортом на территории города за счет объездной дороги.

1. СОСТАВ ВЫБРОСОВ АВТОТРАНСПОРТА

Источниками загрязнения воздушной среды (см. рис.  1) являются топливные испарения (15 %), картерные (20 %) и отработавшие газы (65 %) автомобилей.

Рис. 1. Источники выбросов и состав веществ, содержащихся в ОГ автомобиля

Топливные испарения содержат около 200 различных углеводородов (этан, метан, бензол, ацетилен и т.д.) и имеют место:

•  при заправке автомобиля (в среднем 1,4 г на литр заливаемого топлива);

•  из топливного бака (пропорциональны площади испарения, которая у баков грузовых авто­мобилей больше, чем у баков легковых), карбюратора и трубопроводов (независимо работа­ет двигатель или нет).

Картерные газы - это смесь топливоздушной смеси и ОГ, которая через неплотности цилиндропоршневой группы проникает из камеры сгорания в картер, где давление (за исключением такта впуска) значительно меньше, чем в цилиндрах. В картере, смешиваясь с парами масла и топлива, смываемого со стенок цилиндра холодного двигателя, картерные газы повышают кислотность мас­ла, ускоряя его старение и загрязнение, а также способствуют конденсации воды, разжижающей его.

С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает 35-45 % от общего выброса углеводородов.

Из данных приведенных в табл. 1 видно, что наибольшее количество веществ поступает в ат­мосферу с отработавшими газами - продуктами полного и неполного сгорания топлива, избыточ­ного воздуха и различных микропримесей, поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную систему.

Таблица 1 - Содержание токсичных веществ в выбросах карбюраторных ДВС

Состав, концентрации и свойства этой очень сложной, не до конца изученной смеси различ­ных веществ изменяется в довольно широких пределах и определяется:

•  - типом (табл. 2), особенностью конструкции и качеством регулировки двигателя;

•  - видом используемого топлива (табл. 2) и масел;

•  - условиями сгорания топлива;

•  - моделью, техническими параметрами и степенью изношенности автомобиля (табл. 3), условиями его работы (табл. 4);

• - параметрами улично-дорожной сети и др.

Из приведенных в таблицах данных видим, что состав выбросов дизельных отличается от бен­зиновых двигателей. В дизельном двигателе сгорание топлива более полное и образуется меньше СО и несгоревших углеводородов, но больше сажи. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество NО_х, а при использовании низкокачественного дизельного топлива, содержаще­го серу, образуются сернистые соединения - серный (S0 ) и сернистый (S0₂) оксиды.

Таблица 2 - Зависимость состава и содержания веществ в ОГ от типа ДВС

Таблица 3 -Характеристика веществ, выбрасываемых грузовыми автомашинами

ПАУ* - смесь полиядерных ароматических углеводородов, среди которых обнаружены перилен, хризен, пирен, фенантрен и бенз(а)пирен, являющийся