ПЛАЗМАТРОН-НЕЙТРАЛИЗАТОР
ПЛАЗМАТРОН-НЕЙТРАЛИЗАТОР
ТЕХНИКА
/НОВИНКИ
ПЛАЗМАТРОН-НЕЙТРАЛИЗАТОР
Темный ДЫМ ОТ ТРУБЫ ДИЗЕЛЯ - КАК Совладать С НИМ?
МАТЕРИАЛЫ РУБРИКИ ПОДГОТОВИЛИ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ, ВИТОЛЬД СТРЕЛКОВ
Хорошо бы дымили только престарелые грузовики и автобусы. Часто современная легковая машина вероломно выплевывает черное облачко... Действенное лечущее средство от этого недуга дизеля еще не найдено. Очень трудно сразу уменьшить выбросы ядовитых компонент и понизить дымность выхлопа.
Если сопоставить состав отработавших газов бензиновых агрегатов и дизелей (см. табл.), то становится понятно, что "дизельный" выброс сначала нужно очищать от окислов азота, диоксида серы и сажи. Ядовитые составляющие составляют 0,2-5% от объема отработавших газов, зависимо от типа мотора и режима его работы. При этом сажа сама по для себя нетоксична, но она адсорбирует на поверхности частиц канцерогенные полициклические углеводороды, в том числе более вредный и ядовитый бенз(а)пирен.
Современные всеохватывающие системы чистки отработавших газов для дизелей состоят из каталитических и жидкостных нейтрализаторов, также сажевых фильтров. Их ресурс ограничен, а цена высока из-за использования катализаторов на базе великодушных материалов (платина, палладий, иридий и др.). Один из других способов нейтрализации отработавших газов - внедрение низкотемпературной плазмы. Исследования в Стране восходящего солнца, США и в... Рф привели к созданию экспериментальных образцов оборудования, основанного на плазменных разработках.
Что такое низкотемпературная плазма? Она состоит из положительно заряженных ионов и негативно заряженных электронов, приобретенных в особых устройствах при разных видах импульсных высоковольтных электронных разрядов (коронный, барьерный и др.), также из нейтральных атомов и молекул.
Принципная схема 1-го из вариантов разрядного устройства показана на рисунке. Оно включает узел подвода отработавшего газа и масла 1, кварцевую стеклянную либо глиняную трубку 2, применяемую в качестве диэлектрического барьера, и два электрода - центральный 3 и наружный 4 - в виде железной сетки из нержавеющей стали. В разрядное устройство подается ток от источника, формирующего импульс напряжения продолжительностью 250-350 мкс. Барьерный разряд появляется при электронном напряжении 0,5-35 кВ и частоте следования импульсов 50-2000 Гц.
Как происходит процесс нейтрализации газов в системе и чистка их от сажи? Отработавшие газы дизеля направляются в плазмохимический реактор, за ранее пройдя сушку во влагоотделителе. В плазмохимическом реакторе к этим газам "подмешивают" масло. Под действием электронного разряда в трубках разрядного устройства частицы сажи интенсивно абсорбируют масло на собственной поверхности. Для удаления сажи, частицы которой находятся вроде бы в масляном коконе, употребляется маслоотделитель. Сажа собирается в особый контейнер, а масло после дополнительной чистки в фильтре продолжает циркулировать по замкнутому контуру. Таким макаром удается обеспечить очень высшую эффективность поглощения частичек сажи - до 100% во всем спектре оборотов дизеля. Из маслоотделителя часть отработавших газов можно навести во впускной коллектор дизеля (рециркуляция). Это понижает содержание оксидов азота в выхлопе.
Физическая и хим суть явлений, происходящих под действием барьерного разряда в плазмохимическом реакторе, исследована пока недостаточно. Но упрощенно процесс можно представить последующим образом. При подаче напряжения в электроразрядное устройство в нем создается неравновесная слабоионизированная низкотемпературная плазма, которая повлияет на отработавшие газы. В итоге многостадийных хим реакций оксиды азота, серы и углерода распадаются на нетоксичные молекулы кислорода, азота, серы и углерода. Сразу происходит конверсия (перевоплощение) оксида азота в его диоксид, который связывается радикалом ОН в азотную кислоту в виде аэрозоля. Подобные реакции протекают с диоксидом серы и оксидом углерода, приводя к образованию аэрозолей. Аэрозоли улавливают в довольно обычных электрофильтрах, обеспечивающих степень чистки до 98-99%.
Судя по лаконичным сообщениям забугорной печати, в Стране восходящего солнца проходит тесты микроавтобус, на котором установлен дизельный движок "Ниссан-LD 20" мощностью 48,5 кВт/66 л. с., оборудованный нейтрализатором с плазмохимическим реактором.
По подготовительным расчетам, плазменная чистка обойдется в 1,5-2 раза дешевле, чем в имеющихся многокомпонентных устройствах. Не требуется использовать великодушные металлы, существенно возрастает ресурс систем нейтрализации, сокращается время на их техническое сервис. Но к промышленному выпуску плазмохимических реакторов (а означает, их широкому использованию) можно будет перейти, когда получится уменьшить издержки мощности на электропитание реактора. В опытнейших и экспериментальных системах они добиваются 4-5% и поболее от мощности дизеля.
Схема плазменного нейтрализатора: 1 - узел подвода отработавших газов; 2 - кварцевая трубка (диэлектрик); 3 - центральный электрод; 4 - наружный электрод.
ТЕХНИКА
/НОВИНКИ
ПЛАЗМАТРОН-НЕЙТРАЛИЗАТОР
Темный ДЫМ ОТ ТРУБЫ ДИЗЕЛЯ - КАК Совладать С НИМ?
МАТЕРИАЛЫ РУБРИКИ ПОДГОТОВИЛИ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ, ВИТОЛЬД СТРЕЛКОВ
Хорошо бы дымили только престарелые грузовики и автобусы. Часто современная легковая машина вероломно выплевывает черное облачко... Действенное лечущее средство от этого недуга дизеля еще не найдено. Очень трудно сразу уменьшить выбросы ядовитых компонент и понизить дымность выхлопа.
Если сопоставить состав отработавших газов бензиновых агрегатов и дизелей (см. табл.), то становится понятно, что "дизельный" выброс сначала нужно очищать от окислов азота, диоксида серы и сажи. Ядовитые составляющие составляют 0,2-5% от объема отработавших газов, зависимо от типа мотора и режима его работы. При этом сажа сама по для себя нетоксична, но она адсорбирует на поверхности частиц канцерогенные полициклические углеводороды, в том числе более вредный и ядовитый бенз(а)пирен.
Современные всеохватывающие системы чистки отработавших газов для дизелей состоят из каталитических и жидкостных нейтрализаторов, также сажевых фильтров. Их ресурс ограничен, а цена высока из-за использования катализаторов на базе великодушных материалов (платина, палладий, иридий и др.). Один из других способов нейтрализации отработавших газов - внедрение низкотемпературной плазмы. Исследования в Стране восходящего солнца, США и в... Рф привели к созданию экспериментальных образцов оборудования, основанного на плазменных разработках.
Что такое низкотемпературная плазма? Она состоит из положительно заряженных ионов и негативно заряженных электронов, приобретенных в особых устройствах при разных видах импульсных высоковольтных электронных разрядов (коронный, барьерный и др.), также из нейтральных атомов и молекул.
Принципная схема 1-го из вариантов разрядного устройства показана на рисунке. Оно включает узел подвода отработавшего газа и масла 1, кварцевую стеклянную либо глиняную трубку 2, применяемую в качестве диэлектрического барьера, и два электрода - центральный 3 и наружный 4 - в виде железной сетки из нержавеющей стали. В разрядное устройство подается ток от источника, формирующего импульс напряжения продолжительностью 250-350 мкс. Барьерный разряд появляется при электронном напряжении 0,5-35 кВ и частоте следования импульсов 50-2000 Гц.
Как происходит процесс нейтрализации газов в системе и чистка их от сажи? Отработавшие газы дизеля направляются в плазмохимический реактор, за ранее пройдя сушку во влагоотделителе. В плазмохимическом реакторе к этим газам "подмешивают" масло. Под действием электронного разряда в трубках разрядного устройства частицы сажи интенсивно абсорбируют масло на собственной поверхности. Для удаления сажи, частицы которой находятся вроде бы в масляном коконе, употребляется маслоотделитель. Сажа собирается в особый контейнер, а масло после дополнительной чистки в фильтре продолжает циркулировать по замкнутому контуру. Таким макаром удается обеспечить очень высшую эффективность поглощения частичек сажи - до 100% во всем спектре оборотов дизеля. Из маслоотделителя часть отработавших газов можно навести во впускной коллектор дизеля (рециркуляция). Это понижает содержание оксидов азота в выхлопе.
Физическая и хим суть явлений, происходящих под действием барьерного разряда в плазмохимическом реакторе, исследована пока недостаточно. Но упрощенно процесс можно представить последующим образом. При подаче напряжения в электроразрядное устройство в нем создается неравновесная слабоионизированная низкотемпературная плазма, которая повлияет на отработавшие газы. В итоге многостадийных хим реакций оксиды азота, серы и углерода распадаются на нетоксичные молекулы кислорода, азота, серы и углерода. Сразу происходит конверсия (перевоплощение) оксида азота в его диоксид, который связывается радикалом ОН в азотную кислоту в виде аэрозоля. Подобные реакции протекают с диоксидом серы и оксидом углерода, приводя к образованию аэрозолей. Аэрозоли улавливают в довольно обычных электрофильтрах, обеспечивающих степень чистки до 98-99%.
Судя по лаконичным сообщениям забугорной печати, в Стране восходящего солнца проходит тесты микроавтобус, на котором установлен дизельный движок "Ниссан-LD 20" мощностью 48,5 кВт/66 л. с., оборудованный нейтрализатором с плазмохимическим реактором.
По подготовительным расчетам, плазменная чистка обойдется в 1,5-2 раза дешевле, чем в имеющихся многокомпонентных устройствах. Не требуется использовать великодушные металлы, существенно возрастает ресурс систем нейтрализации, сокращается время на их техническое сервис. Но к промышленному выпуску плазмохимических реакторов (а означает, их широкому использованию) можно будет перейти, когда получится уменьшить издержки мощности на электропитание реактора. В опытнейших и экспериментальных системах они добиваются 4-5% и поболее от мощности дизеля.
Схема плазменного нейтрализатора: 1 - узел подвода отработавших газов; 2 - кварцевая трубка (диэлектрик); 3 - центральный электрод; 4 - наружный электрод.