Сравнительный анализ выбросов на стоянках автомобилей, оборудованных каталитическими нейтрализаторами и без них Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 502:656

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ НА СТОЯНКАХ АВТОМОБИЛЕЙ, II ОБОРУДОВАННЫХ КАТАЛИТИЧЕСКИМИ НЕЙТРАЛИЗАТОРАМИ И БЕЗ НИХ

Д.С. Аймуханов, М.А. Сулейменов, В.В. Рындин

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова, г. Павлодар

Мак;алада катаяитика,1ык; нейтрализаторлармен жэне о.шрсыз жабдын;тал<>ан автомобильдер турацтарында цалдыцтардыц салыстырмалы талдау эрексгт бер1лгек

В статье предпринимается попытка сравнительного анализа выб[Х1сов на стоянках автомобилей, оборудованных каталитическими ней трали заторами и без н их.

The article undertakes an attempt at the comparative analysis of emission at parking places equipped by catalytic

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсическими веществами, выбрасываемыми автомобильным транспортом, становится одной из важнейших проблем нашей страны.

В связи с возрастающим количеством автомобилей в крупных городах и местах сосредоточения автомобильного транспорта концентрация в воздухе вредных веществ, выбрасываемых с ОГ, превышает санитарные нормы.

Каждый день на стоянках как открытых, так и закрытых скапливается столько автомобилей, что часто для них не хватает мест, после чего и газоньЬетановятся местом их парковки. Мы постоянно видим и чувствуем у себя во дворе, дым отработавших газов автомобилей, как правило, уже изношенных иностранного и отечественного производства.

Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей внутреннего сгорания (ДВС) оказывают сильное токсическое действие на организм человека, особенно, в местах, где отсутствует движение воздуха. Наверное, каждый задумывался, каких разме-

ров достигают выбросы транспорта на стоянках во дворах многоквартирных домов, чем дышат дети, которые играют там?

Ниже приведён сравнительный расчёт выбросов загрязняющих веществ автомобилей с улучшенными экологическими характеристиками (с впры-ком) и автомобилей оборудованных каталитическими нейтрализаторами Расчет выбросов загрязняющих веществ проведён для пяти веществ: оксида углерода - СО, углеводородов - СН, оксидов азота N0 ., в пересчете на диоксид азота N0,, соединений серы, в пересчете на диоксид серы БСХ и соединений свинца - РЬ. Для автомобилей с бензиновыми двигателями рассчитывается выброс СО, СН, 1\ЮХ, БО, и РЬ (РЬ - только для регионов, где используется этилированный бензин); с газовыми двигателями - СО, СН, N0^ Б02, с дизелями - СО, СН, Шх, Б0Г

Массы выбросов ьго вещества одним из автомобилей к-й группы в день при выезде с территории (или помещения) стоянки Мш и возврате М & рассчитываются по формулам (г) [1]:

где тп;пк ~ массовый поток выброса /-го вещества при прогреве двигателя автомобиля к-й группы, г/мин;

тик - пробеговый выброс /-го вещества, автомобилем к-й группы при движении со скоростью 10-20 км/час, г/км;

тххгк ~ массовый поток выброса /-го вещества при работе двигателя автомобиля

к-й группы на холостом ходу, г/мин;

- время прогрева двигателя, мин; Ьр Ь2 - пробег автомобиля по территории стоянки, км; *ххV ^хх2 ~~ вРемя работы двигателя на холостом ходу при выезде с территории стоянки и возврате на нее (мин).

Значения массовых потоков выбросов загрязняющих веществ тпр1к, тик и для легковых автомобилей представлены в таблицах 14.1-14.6[1].

При установке на автомобилях каталитических нейтрализаторов значения выбросов уменьшается. Для автомобилей, оборудованных сертифицированными каталитическими нейтрализаторами и работающих на

ММк = тпР,к ■ 'пр + тш ■ А + т**к ■ К

2 ¡к ~ тЫк

XXI '

(1) (2)

неэтилированном бензине, значения выбросов должны умножаться на коэффициенты [1, табл. 14.4,14.5,14.6]:

для СО - на 0,2, для СН и МЭХ - на 0,3 при установке 3-компонентных нейтрализаторов;

для СО - на 0,2 (0,7 - при прогреве), СН - на 0,3 (0,8 - при прогреве) при установке 2-компонентных нейтрализаторов с дополнительной подачей воздуха (окислительного типа).

Для рассматриваемой стоянки площадью 60x60 мхм, принимается число автомобилей «авт = 90; выбираем автомобиль с наиболее распространенными параметрами:

двигатель - бензиновый, впрыск, рабочий объём 1,8-3,5 л, марка бензина АИ-93,1пр = 4 мин [1, табл. 14.8].

Все вычисленные значения выбросов представлены в таблицах 1 и 2. Массу выброса /-го вещества автомобилей п-й группы в день при выезде с территории (или помещения) стоянки Мп и возврате М. рассчитываем по формуле:

М1=(М]1+М21)-павт, (3)

где М - масса выбросов /-го вещества всех автомобилей при въезде-выезде на стоянку, г;

п - число автомобилей на стоянке.

авт

Таблица 1

Массовые потоки и пробеговые выбросы загрязняющих веществ легковых автомобилей с улучшенными экологическими характеристиками (впрыск)

в весенний период года

Для различных режимов Значения выбросов загрязняющих веществ

СО СН N0, Э02 РЬ

т„рл, г/мин 5,13 0,243 0,04 0,0117 0,0072

т^ , г/км* 10,53 1,89 0,24 0,0639 0,0324

ПкХ1к, г/мин 1,71 0,135 0,03 0,009 0,0045

Таблица 2

Массовые потоки и пробеговые выбросы загрязняющих веществ легковых автомобилей оборудованных, каталитическими нейтрализаторами

в весенний период года

5ке 3-компонентных нейтрализаторов, в знаменателе - 2-компонентных нейтрализаторов

Далее приведён расчёт масс выбросов автомобилей по формулам (1) и

■Л

(2), путем подстановки в них значений соответствующих вредных компонентов из таблиц 1 и 2.

Для автомобиля с впрыском без нейтрализатора:

М1С0 =5,13-4 + 10,53 • 0,03 +1,71 • 2 = 24,2859 г,

М2С0 =10,53-0,03 + 1,71-3 = 5,4459г,

М1СН = 0,243 • 4 +1,89 • 0,03 + 0,135 • 2 = 1,2987г,

М2СН =1,89-0,03 + 0,135-3 = 0,4617г,

M1NOx = 0,04 • 4 + 0,24 • 0,03 + 0,03 • 2 = 0,2272 г,

М2Шх = 0,24 • 0,03 + 0,03 • 3 = 0,0972 г,

Для автомобиля с 3-компонентным каталитическим нейтрализатором:

М1С0 = 3,591 • 4 + 2,106 • 0,03 + 0,342 • 2 = 15,11118 г,

М2С0 = 2,106 • 0,03 + 0,342 • 3 = 1,08918 г,

м,сн = 0,1944 • 4 + 0,567 • 0,03 + 0,0405 • 2 = 0,87561 г,

М2СН = 0,567 • 0,03 + 0,0405 • 3 = 0,13851 г,

M1NOx = 0,032 • 4 + 0,072 • 0,03 + 0,009 • 2 = 0,14816 г,

M2NOX = 0.072 • 0,03 + 0,009-3 = 0,02916 г,

Массу веществ, выделяемых всеми автомобилями, с условно принятыми характеристиками, при въезде-выезде на данную стоянку, определяем из формулы (3):

для автомобиля с впрыском без нейтрализатора

Мсо =2675,862г, Мсн = 158,436г, MNQx =29,196г ;

для автомобиля с 3-компонентным каталитическим нейтрализатором Мсо =1458,0324г, Мсн =91,2708г, MNOx = 15,9588г . Как показывает расчёты каталитическая нейтрализация отработавших газов, приводит к уменьшению окиси углерода СО в среднем на 45 %, углеводородов СН и NOx - 40-45 % при прогреве, движении и на холостом ходу.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сарбаев В.И., Селиванов С.С. Коноплев В Н., Демин Ю Н. Техническое, обслуживание, и ремонт автомобилей: механизация и экологическая безопасность производственных процессов / Серия «Учебники, учебные, пособия»,- Ростов н/Д: «Феникс»,2004,- 448 с.

2. Горбунов В.В., Патрахальцев НН. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. Учеб. пособие. -М.: Изд-во РУДН, 1998. -214 е., ил.

3. Бернарский В В. Экологическая безопасность при эксплуатации и ремонте автомобилей: Учебное пособие (Серия «Среднее профессиональное образование»),-Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 384 е., ил.