Абхм на выхлопных газах: АБХМ на выхлопных газах

Содержание

Использование АБХМ, работающей от тепла выхлопа ДВС

Ивонтьев Иван Александрович1, Фирсова Екатерина Васильевна2
1Оренбургский Государственный Университет, студент
2Оренбургский Государственный Университет, ассистент кафедры теплоэнергетики

Ivontev Ivan Aleksandrovich1, Firsova Ekaterina Vasilievna2
1Orenburg State University, student
2Orenburg State University, assistant professor of Department Thermal power

Библиографическая ссылка на статью:
Ивонтьев И.А., Фирсова Е.В. Использование АБХМ, работающей от тепла выхлопа ДВС // Современные научные исследования и инновации. 2013. № 1 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2013/01/20344 (дата обращения: 20.01.2022).

В районах с высокими пиковыми нагрузками на систему электроснабжения применение компрессорных холодильных машин зачастую затруднено.  Одним из предложений по снижению нагрузки на систему электроснабжения зданий, сделанных в последние годы, было применение абсорбционных холодильных машин.

Эти машины отличаются значительно меньшим расходом (до 80%) электрической энергии и их применение позволяет снизить как эксплуатационные затраты, так и стоимость ввода в эксплуатацию за счет уменьшения стоимости подключения к электрической сети. Снижение потребления электрической энергии – основное преимущество абсорбционных холодильных машин (АБХМ). В этих машинах охлаждение достигается за счет затрат не электрической (как в компрессорных холодильных машинах), а тепловой энергии. При выработке холода с помощью АБХМ, работающей от вторичных тепловых ресурсов, полностью сберегается электроэнергия, которая, в противном случае, была бы затрачена на привод электродвигателя компрессора для производства холода.

Выхлоп от ДВС является вторичной тепловой энергией. Его использование позволит обеспечить кондиционирование автомобиля без дополнительного сжигания топлива. Средняя температура выхлопа ДВС достигает 500

0С. Эта температура позволит весьма эффективно использовать АБХМ для получения холода, без дополнительных затрат, так как температура в 70-90 оС, необходима для работы бромисто-литиевых установок, а для успешной работы водоаммиачных абсорбционных холодильных установок необходима температура 180-200 оС. Себестоимость холода, получаемого в АБХМ, использующих в качестве греющего источника сбросную  теплоту (работающих от выхлопных газов), в 2-3 раза ниже себестоимости холода, получаемого в парокомпрессионных электроприводных холодильных машинах.

Преимущества АБХМ перед холодильными агрегатами с поршневыми и ротационными компрессорами с приводом от двигателя автомобиля:

– пониженный шум при работе оборудования, отсутствие вибраций

– отсутствие высокого давления в системе

– отсутствие массивных движущихся частей

– высокая надежность установок

– низкая стоимость обслуживания

-Длительный срок службы

Недостатки АБХМ:

-агрессивность применяемых растворов

-массивность

Принципиальная схема работы АБХМ от теплоты выхлопа ДВС представлена на рисунке 1.

1-генератор, 2- конденсатор,3- термосифон, 4-  испаритель,
5- теплообменник, 6- теплота от выхлопа ДВС, 7- дефлеглематор,
8- ректификатор, 9- регулируемый вентиль 1, 10- регулируемый вентиль 2,
11-абсорбер.

Рисунок 1 – Принципиальная схема работы АБХМ от теплоты выхлопа ДВС

Принцип работы АБХМ от теплоты выхлопа ДВС:

Водоаммиачный раствор нагревается  в генераторе источником тепла. Выделяемый при нагреве из раствора газообразный хладагент (аммиак) по трубопроводу  поступает в дефлеглематор (7), где пары аммиака очищаются от паров воды. Затем очищенные пары аммиака поступают в конденсатор (2), после чего  жидкий хладагент по трубопроводу поступает в испаритель (4) через регулируемый вентиль 1 (9), где испаряется, выделяя холод (поглощая тепло), и понижает температуру испарителя. Пары хладагента по трубопроводу  поступают в абсорбер (11), где поглощаются слабым раствором хладагента, делая его насыщенным. Насыщенный раствор хладагента из абсорбера  по трубопроводу  с помощью термосифона (3) подается в  ректификатор (8), где пары аммиака очищаются от воды, а затем в генератор (1), пройдя перед этим теплообменник (5). Для сохранения баланса объема раствора в генераторе (1) и ванне слабый раствор хладагента из генератора (1) по трубопроводу  возвращается в абсорбер (11), проходя теплообменник (5).

В теплообменнике (5) тепло слабого водоаммиачного раствора используется для предварительного подогрева крепкого раствора, подаваемого термосифоном (3) из абсорбера (11) в генератор. Такой теплообмен между растворами повышает эффективность работы машины.  Источник нагрева генератора –  это теплота от выхлопа ДВС (6).

Для кондиционирования воздуха рядом фирм разработаны достаточно компактные герметичные холодильные агрегаты с поршневыми и ротационными компрессорами с приводом от двигателя автомобиля. На охлаждение расходуется дополнительно 10–12 % топлива, соответственно уменьшается мощность двигателя. В то же время при работе двигателя большое количество энергии выбрасывается в виде тепла в атмосферу с отработанными газами и водой, охлаждающей двигатель. Эта тепловая энергия и ее температурный потенциал с избытком могут обеспечить работу абсорбционного холодильного агрегата для создания комфортных условий в салоне автомобиля,  для систем кондиционирования воздуха в офисных, бытовых и производственных помещениях.

Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы имеют большие энергетические преимущества при обогреве газом или даже жидким топливом (керосином или дизельным топливом).


Библиографический список
  1. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур»/А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев, Л. С. Тимофеевский: Под общ. ред. Л. С. Тимофеевского.- СПб.: Политехника, 1997 г.- 992с.
  2. Бараненко АВ., Тимофеевский Л.С., Долотов А. Г., Попов А. В. Абсорбционные преобразователи теплоты // СП6, 2005. – 337с. “Бытовые машины и приборы” : учебное пособие ч.1/ Б.Е.Кочегаров, В.В. Лоцманенко, Г.В. Опарин – Владивосток


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Menko»

Абхм двухступенчатая на выхлопных газах Lessar

   АБХМ Lessar данной серии используют как источник тепловой энергии выхлопные газы. Они широко применяются на предприятиях с газотурбинными установками.

Также они используются чтобы утилизировать тепло производственного процесса.

LUC-CHP005

холодопроизводительность, кВт – 176

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 10.8

теплопроизводительность, кВт – 165

Расход газа, кг/с – 0.439

LUC-CHP056

холодопроизводительность, кВт – 1968

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 20.7

теплопроизводительность, кВт – 1843

Расход газа, кг/с – 4.92

LUC-CHP150

холодопроизводительность, кВт – 5272

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 33.1

теплопроизводительность, кВт – 4937

Расход газа, кг/с – 13.18

LUC-CHP050

холодопроизводительность, кВт – 1757

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 14.7

теплопроизводительность, кВт – 1646

Расход газа, кг/с – 4. 39

LUC-CHP140

холодопроизводительность, кВт – 4921

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 33.1

теплопроизводительность, кВт – 4608

Расход газа, кг/с – 12.3

LUC-CHP045

холодопроизводительность, кВт – 1582

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 14.7

теплопроизводительность, кВт – 1481

Расход газа, кг/с – 3.95

LUC-CHP130

холодопроизводительность, кВт – 4569

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 33.1

теплопроизводительность, кВт – 4279

Расход газа, кг/с – 11.42

LUC-CHP040

холодопроизводительность, кВт – 1406

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 14.7

теплопроизводительность, кВт – 1317

Расход газа, кг/с – 3.51

LUC-CHP120

холодопроизводительность, кВт – 4218

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 33. 1

теплопроизводительность, кВт – 3950

Расход газа, кг/с – 10.54

LUC-CHP036

холодопроизводительность, кВт – 1265

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 14.7

теплопроизводительность, кВт – 1185

Расход газа, кг/с – 3.16

LUC-CHP110

холодопроизводительность, кВт – 3866

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 33.1

теплопроизводительность, кВт – 3621

Расход газа, кг/с – 9.66

LUC-CHP032

холодопроизводительность, кВт – 1125

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 12.6

теплопроизводительность, кВт – 1053

Расход газа, кг/с – 2.81

LUC-CHP100

холодопроизводительность, кВт – 3515

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 23.3

теплопроизводительность, кВт – 3291

Расход газа, кг/с – 8.87

LUC-CHP028

холодопроизводительность, кВт – 984

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 12. 6

теплопроизводительность, кВт – 922

Расход газа, кг/с – 2.46

LUC-CHP024

холодопроизводительность, кВт – 844

электропитание, ф/В/Гц – 3 / 400 / 50

сила тока, А – 12.6

теплопроизводительность, кВт – 790

Расход газа, кг/с – 2.11

 

 Полная авоматизация посредством программируемого логического контроллера Siemens со встроенной поддержкой протокола обмена данными ModBus. Цветная сенсорная панель оператора, расположенная на лицевой панели шкафа управления. Полностью русифицирована.

Режим охлаждения

    Состав двухступенчатого абсорбционного чиллера на выхлопных газах с режимом нагрева:

испаритель, абсорбер, конденсатор, высокотемпературный и низкотемпературный генератор, теплообменники раствора, насосы хладагента и абсорбента, система продувки, система управления и вспомогательное оборудование.

  В режиме охлаждения чиллер функционирует в условиях вакуума, хладагент (вода) кипит при низкой температуре, при этом происходит отвод теплоты от охлаждаемой воды, которая циркулирует в трубах испарителя. При стандартных условиях хладагент кипит при температуре около 4 С.

    Для того чтобы улучшить теплообмен применяется насос хладагента, который разбрызгивает хладагент (воду) на трубы испарителя используя инжектор (механический распылитель жидкости).

    Чтобы процесс охлаждения был непрерывным пар от хладагента должен поглощаться в абсорбере. При абсорбировании водяного пара применяется раствор бромид лития, который имеет высокую степень поглощения. Во время того как осуществляется абсорбирование водяного пара происходит разбавление раствора бромида лития, что как следствие ведет к снижению его способности поглощать, раствор становится слабо концентрированным. После этого насос раствора перекачивает слабый раствор в генераторы, где происходит 2-стадийное концентрирование раствора бромида лития для испарения предварительно абсорбированной воды. С помощью частотно-регулируемого привода насоса раствора поддерживается оптимальный поток раствора к генераторам на всех режимах работы для того чтобы обеспечить максимальную энергетическую эффективность. Вначале слабо концентрированный раствор подается в высокотемпературный генератор, где происходит его нагрев и переход в средне концентрированный раствор из-за того что с помощью теплоты от выхлопных газов выпаривается водяной пар. Средне концентрированный раствор, который называют промежуточным, подается из высокотемпературного генератора в низкотемпературный. На данном этапе он снова проходит процесс нагревания с помощью водяного пара хладагента, который поступает из высокотемпературного генератора, и переходит в высоко концентрированный раствор. Затем водяные пары из межтрубного пространства и трубной зоны низкотемпературного генератора переходят в конденсатор, который применяется при охлаждении и конденсации. После хладагент вновь поступает в отсек испарителя для того, чтобы возобновить рабочий цикл.

   Охлаждающая вода градирни, которая изначально подает в абсорбер для процесса поглощения теплоты абсорбции используется для отвода теплоты, которая выделяется в процессе конденсации водяных паров хладагента в конденсаторе чиллера. От секции абсорбера охлаждающая вода переходит в конденсатор. Для того чтобы повысить энергетическую эффективность цикла охлаждения средне концентрированный раствор из секции высокотемпературного генератора переходит в высокотемпературный теплообменник. Осуществляется это чтобы прошел процесс дополнительного нагревания слабо концентрированного раствора, при этом охлаждаясь.

Режим нагрева

Нагрев воды до 60 С

В секции высокотемпературного генератора водяной пар, который образуется в процессе выпаривания из слабо концентрированного раствора абсорбента помощью теплоты, отбираемой от выхлопных газов, пройдя через абсорбер, подается в секцию испарителя, где отдается теплота, при этом происходит нагрев воды от потребителя.

Во время передачи теплоты к нагреваемой воде, которая циркулирует по трубам испарителя, водяной пар конденсируется и поступает в абсорбер, где поступающий из секции высокотемпературного генератора крепкий раствор абсорбера разбавляется до слабо концентрированного. В свою очередь насос поставляет слабый раствор абсорбера в высокотемпературный генератор и цикл нагрева начинается снова.

Нагрев воды до 79 С

Для того чтобы нагреть воду до 79 С необходим дополнительный теплообменник горячей воды. Водяной пар, который образуется во время выпаривания из слабо концентрированного раствора абсорбера, передает теплоту горячей воды, тем самым осуществляя нагрев до 79 С. В свою очеред при отдаче теплоты горячей воде, происходит процесс охлаждения водяного пара и он конденсируется, после чего переходит в нижнюю часть секции высокотемпературного генератора. Там он смешивается с раствором абсорбера и цикл нагревания повторяется снова.

Купить АБХМ (абсорбционный чиллер) LESSAR можно в компании “ВентРесурс”, позвонив по телефону: +7 (3532) 43-99-99.

Абсорбционная холодильная машина нагрева выхлопными газами | Производителя

Описание
Газ, используемый для данной абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины, не должен содержать черный дым, пыль или агрессивную среду. Его температура должна быть не ниже 250°C. Вспомогательными видами топлива, как правило, являются мазут и природный газ.

Температура горячей воды на входе составляет не менее 90°C, а охлажденной – 5-7°C. Полученная вода может использоваться в системах централизованного кондиционирования или в технологических процессах на производстве. Мощность по холоду АБХМ составляет 350-6980 кВт.

Абсорбционная холодильная машина нагрева выхлопными газами является важной частью системы тригенерации, в которой нефть или природный газ используются для выработки электричества, а тепло выхлопных газов – для получения тепла или холода в жилых или коммерческих зданиях. Производство электричества, тепла и холода в одном процессе помогает более эффективно использовать ресурсы и повысить коэффициент использования электричества до 85%. Интегрированный способ получения энергии также повышает безопасность питания от сети и экономит больше электроэнергии. Все это способствует защите окружающей среды и устойчивому экономическому развитию.

Использование системы тригенерации обеспечивает независимость объекта от электросети за счет снижения расхода энергии оборудованием для кондиционирования воздуха, а также играет ключевую роль в уменьшении дефицита электроэнергии. Наши абсорбционные чиллеры или тепловые насосы способны в полной мере использовать тепло выхлопных газов, в результате гарантируя максимальное энергосбережение.

В старые времена, когда электричество было дешевым, выхлопные газы, как правило, выбрасывались непосредственно в атмосферу. Сегодня с постоянно растущими ценами на электроэнергию и обеспокоенностью о пагубном воздействии выхлопных газов на окружающую среду выбросы дымовых газов в больших количествах просто не допустимы. Здесь как раз и пригождаются наши абсорбционные чиллеры с нагревом выхлопными газами.

Если Вы хотите подробнее узнать о характеристиках данной продукции, Вы можете скачать PDF-файл или связаться с нами напрямую.

Проекты

Проект 1

Южный Пекинский вокзал

С общей холодопроизводительностью 992 USRt, наша холодильная машина была показана, что она идеально подходит для системы когенерации, установленной внутри Южного вокзала Пекина. Было подсчитано, что данная установка помогает экономить 5633 тонны пара, 28.2 млн кВт электроэнергии, а также на 8000 тонн снижает количество выбросов углекислого газа, полученного в результате сжигания угля.

Южный железнодорожный вокзал Пекина служит терминалом для высокоскоростных поездов, включая поезда Пекин-Тяньцзиньской междугородней железной дороги, скорость которых достигает 350 км/ч. Площадь вокзала составляет 320,000 м2. 24 платформы могут отправлять и принимать 30,000 пассажиров в час или 241,920,000 человек в год. В зоне ожидания площадью 251,000 м2 могут разместиться 10,000 пассажиров.

Проект 2

Отель Catalonia, Доминиканская республика
Номер модели: YBX447YIQII-145(12.26.7)(29.435.4) h3
Холодопроизводительность: 413 тонн охлаждения

Проект 3

Лаборатория Elettra, Италия
Номер модели: (YRX477(88-80)-157(30-35) h3
Общая холодопроизводительность: 2×1570 кВт
Холодильная машина может работать на основе выхлопных газов и оборотной воды.

Проект 4

Станция Zee TV, Индия
Тип: Чиллер, работающих на выхлопных газах и оборотной воде
Общая холодопроизводительность: 820 тонн охлаждения

LUC-CHP012 Lessar — описание, характеристики, цена — Стандарт Климат

Есть в наличии.

На помещение ≈ 4220 м2.
Мощность охлаждения: 422 кВт.

Работает на охлаждение и обогрев.

Цена: узнать цену

Купить

LUC-CHP012 Lessar — это модель из серии “АБХМ двухступенчатая на выхлопных газах”. Компания “Стандарт Климат” — официальный дилер Lessar в России. Мы осуществляем поставку, монтаж и сервисное обслуживание оборудования Lessar.

Доставка по Москве – бесплатная. Оплата возможна наличным или безналичным расчетом, банковской картой.

“Стандарт Климат” готова реализовать комплексное решение любой вашей задачи по инженерному оборудованию “под ключ”. Скидку до 20% на оборудование Lessar мы обсуждаем индивидуально.

Звоните: +7 (499) 350-94-14. Как получить коммерческое предложение?

Характеристики

Электропитание, ф / В / Гц3 / 400 / 50
Габариты / Длина, мм2638
Габариты / Ширина, мм1935
Габариты / Высота, мм2090
Горячая вода / Гидравлическое сопротивление, кПа50
Горячая вода / Подключение (вход / выход), ммDN100
Горячая вода / Расход воды, м³ / ч73.8
Горячая вода / Температура на входе / на выходе, °С55.3 / 60
Масса / Рабочая, кг5800
Масса / Транспортная, кг5300
Мощность обогрева, кВт395
Мощность охлаждения, кВт422
Охлажденная вода / Гидравлическое сопротивление, кПа50
Охлажденная вода / Подключение (вход / выход), ммDN100
Охлажденная вода / Расход воды, м³ / ч72. 6
Охлажденная вода / Температура на входе / на выходе, °С7-Dec
Потребляемая мощность / Насос хладагента, кВт0.7
Потребляемая мощность / Насос раствора LiBr, кВт2
Потребляемая мощность / Панель управления, кВт0.2
Потребляемая мощность / Вакуумный насос, кВт0.4
Расход газа, кг / с1.05
Сила тока, А11.9
Вода охлаждающая / Гидравлическое сопротивление, кПа110.8
Вода охлаждающая / Подключение (вход / выход), ммDN125
Вода охлаждающая / Расход воды, м³ / ч120
Вода охлаждающая / Температура на входе / на выходе, °С32 / 37.5
Выхлопные газы / Гидравлическое сопротивление, мм вод. ст.82
Выхлопные газы / Подключение газораспределительного клапана, ммDN400
Выхлопные газы / Подключение (вход), мм922 × 486
Выхлопные газы / Подключение (выход), ммDN400
Выхлопные газы / Расход газа, кг / с1. 05
Выхлопные газы / Температура (нагрев), °С450 / 125
Выхлопные газы / Температура (охлаждение), °С450 / 165

Таблица характеристик всей серии АБХМ двухступенчатая на выхлопных газах

 

Описание

Особенности
• В качестве источника тепловой энергии применяются выхлопные газы поршневых двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин без применения дополнительных систем регенерации
• Экологически чистый хладагент — вода
• Низкий уровень шума и вибрации
• Точное и оптимизированное управление с помощью микропроцессорного контроллера с сенсорным дисплеем
• Поддержание оптимальной производительности при частичной нагрузке
• Специальная конструкция основных элементов позволяет беспрепятственно производить обслуживание чиллера
• Возможна поставка чиллера нестандартных габаритов (под конкретные условия объекта)
• Возможна поставка чиллера в разобранном виде

Примеры возможных источников тепловой энергии
• Газопоршневые установки
• Технологический процесс

О производителе Lessar

Lessar — торговая марка климатической техники для кондиционирования, вентиляции и холодоснабжения, рассчитанная на широкий круг потребителей: от частного заказчика до профессиональных монтажных организаций. Ассортимент продукции представлен бытовым (Lessar Home), полупромышленным (Lessar Business) и промышленным (Lessar Prof) оборудованием, а также вентиляционной системой (Lessar Vent).

Климатическое оборудование Lessar™ учитывает интересы широкого круга потребителей — от частного заказчика до профессиональных монтажных организаций — и удовлетворяет самым высоким требованиям.

Разветвленная сеть продаж, оперативное маркетинговое и рекламное сопровождение, конкурентоспособное ценообразование; отлаженная складская и транспортная логистика; необходимая сервисная и техническая поддержка; надежное обеспечение гарантийными обязательствами — вот тот арсенал, которым мы располагаем для успешного развития торговой марки Lessar.

Отправьте заявку и получите КП

Подберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок.

Абсорбционная холодильная машина (АБХМ), BE, BDE цена 100 руб

Описание

Двухступенчатые и одноступенчатые чиллера на выхлопных газах Для систем охлаждения, отопления и ГВС

Дополнительно

1. Технические параметры соответствуют Японским Промышленным Стандартам «Абсорбционные холодильные машины» (Japanese Industry Standard JIS B 8622 “Absorption Chiller”).
2. Ответственные компоненты АБХМ от мировых поставщиков «Weishaupt», «Siemens», «Danfoss», «Honeywell» и т.п.
3. Срок безаварийной работы более 20 лет.
4. Система автоматики не только осуществляет управление машиной и контроль (мониторинг) элементов и узлов, но и координирует работу внешних насосов (сетевых, циркуляционных) и вентиляторов градирен.
5. Машина оснащена модемом для связи с международным центром мониторинга «BROAD».

Комплектация

Оборудование поставляется в полной комплектации.
1. Экспортная упаковка
2. Горелка «Weishaupt»*
3. Раствор Li-Br (в полном объеме)
4. Присадки, ингибиторы (в полном объеме)
5. Комплект автоматики (управление всеми внутренними системами и внешними вспомогательными)
6. Модем
7. Комплект ЗИП на 4 года
8. Документация
9. Постановка на диспетчеризацию через интернет
10. Обучение сервис-группы (3 человека


Связаться с продавцом

Марка BE
Источник питания:400÷600C выхлопные газ
Холодопроизводительность: 174÷23260 кВт

Марка BDE
Источник питания:230÷350C выхлопные газ
Холодопроизводительность: 174÷23260 кВт

Марка BZHE
Источник питания:90÷120 С горячая вода.
≥400 С выхлопные газы.
природный газ,
дизтопливо
Холодопроизводительность: 174÷23260 кВт

Марка BZE
Источник питания:
≥400 С выхлопные газы (BZE)
природный газ, д
изтопливо.
Холодопроизводительность:174÷23260 кВт.

Лицензии и сертификаты

Связаться с продавцом

Доставка и оплата

Не указана

Связаться с продавцом

Выхлопные газы автомобилей – состав и основные компоненты. Оксид углерода (угарный газ), оксиды азота (закись азота, диоксид азота), углеводороды. Смог и его образование

Выхлопные газы (или отработавшие газы) – основной источник токсичных веществ двигателя внутреннего сгорания – это неоднородная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей (как газообразных, так и в виде жидких и твердых частиц), поступающих из цилиндров двигателей в его выпускную систему. В своем составе они содержат около 300 веществ, большинство из которых токсичны. Основными нормируемыми токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и углеводороды. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты. Примерный состав выхлопных газов представлен в таблице 1.

При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе – сажа.

Состав выхлопных газов
Компоненты выхлопного газа Содержание по объему, % Примечание
Двигатели
бензиновые дизели
Азот 74,0 – 77,0 76,0 – 78,0 нетоксичен
Кислород 0,3 – 8,0 2,0 – 18,0 нетоксичен
Пары воды 3,0 – 5,5 0,5 – 4,0 нетоксичны
Диоксид углерода 5,0 – 12,0 1,0 – 10,0 нетоксичен
Оксид углерода 0,1 – 10,0 0,01 – 5,0 токсичен
Углеводороды неканцерогенные 0,2 – 3,0 0,009 – 0,5 токсичны
Альдегиды 0 – 0,2 0,001 – 0,009 токсичны
Оксид серы 0 – 0,002 0 – 0,03 токсичен
Сажа, г/м3 0 – 0,04 0,01 – 1,1 токсична
Бензопирен, мг/м3 0,01 – 0,02 до 0,01 канцероген

Оксид углерода (CO – угарный газ)

Прозрачный, не имеющий запаха ядовитый газ, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Оксид углерода – продукт неполного сгорания топлива, на воздухе горит синим пламенем с образованием диоксида углерода (углекислого газа).

В камере сгорания двигателя CO образуется при неудовлетворительном распыливании топлива, в результате холоднопламенных реакций, при сгорании топлива с недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации диоксида углерода при высоких температурах. При последующем сгорании после воспламенения (после верхней мертвой точки, на такте расширения) возможно горение оксида углерода при наличии кислорода с образованием диоксида. При этом процесс выгорания CO продолжается и в выпускном трубопроводе.

Необходимо отметить, что при эксплуатации дизелей концентрация CO в выхлопных газах невелика (примерно 0,1 – 0,2%), поэтому, как правило, концентрацию CO определяют для бензиновых двигателей.

Оксиды азота (NO, NO

2, N2O, N2O3, N2O5, в дальнейшем – NOx)

Оксиды азота являются одними из наиболее токсичных компонентов отработавших газов. При нормальных атмосферных условиях азот представляет собой весьма инертный газ. При высоких давлениях и особенно температурах азот активно вступает в реакцию с кислородом. В выхлопных газах двигателей более 90% всего количества NOx составляет оксид азота NO, который еще в системы выпуска, а затем и в атмосфере легко окисляется в диоксид (NO2).

Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека, так как при движении по дыхательному тракту они взаимодействуют с влагой верхних дыхательных путей, образуя азотную и азотистую кислоты. Как правило, отравление организма человека NOxпроявляется не сразу, а постепенно, причем каких либо нейтрализующих средств нет.

Закись азота (N2O – гемиоксид, веселящий газ) – газ с приятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает наркотическим действием.

NO2 (диоксид) – бледно-желтая жидкость, участвующая в образовании смога. Диоксид азота используется в качестве окислителя в ракетном топливе.

Считается, что для организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете вторичных превращений – в 40 раз.

Оксиды азота представляют опасность для листьев растений. Установлено, что их непосредственное токсичное влияние на растения проявляется при концентрации NOxв воздухе в пределах 0,5 – 6,0 мг/м3. Азотная кислота вызывает сильную коррозию углеродистых сталей.

На величину выброса оксидов азота оказывает значительное влияние температура в камере сгорания. Так, при повышении температуры от 2500 до 2700 К скорость реакции увеличивается в 2,6 раза, а при уменьшении от 2500 до 2300 К – уменьшается в 8 раз, т.е. чем выше температура, тем выше концентрация NOx. Ранний впрыск топлива или высокие давления сжатия в камере сгорания также способствуют образованию NOx. Чем выше концентрация кислорода, тем выше концентрация оксидов азота.

Углеводороды (C

nHm – этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и др.)

Углеводороды – органические соединения, молекулы которых построены только из атомов углерода и водорода, являются токсичными веществами. В выхлопных газах содержится более 200 различных CH, которые делятся на алифатические (с открытой или закрытой цепью) и содержащие бензольное или ароматическое кольцо. Ароматические углеводороды содержат в молекуле один или несколько циклов из 6 атомов углерода, соединенных между собой простыми или двойными связями (бензол, нафталин, антрацен и др.). Имеют приятный запах.

Наличие CH в отработавших газах двигателей объясняется тем, что смесь в камере сгорания является неоднородной, поэтому у стенок, в переобогащенных зонах, происходит гашение пламени и обрыв цепных реакций (см. рисунок 1).

Рис. 1 – Схема образования CH в выхлопных газах

1 – поршень; 2 – гильза; 3 – пристеночные слои смеси

Не полностью сгоревшие CH, выбрасываемые с выхлопными газами и представляющие собой смесь нескольких сотен химических соединений, имеют неприятный запах. CH являются причиной многих хронических заболеваний.

Токсичны также и пары бензина, которые являются углеводородами. Допустимая среднесуточная концентрация паров бензина составляет 1,5 мг/м3. Содержание CH в выхлопных газах возрастает при дросселировании, при работе двигателя на режимах принудительного холостого хода (ПХХ, например, при торможении двигателем.). При работе двигателя на указанных режимах ухудшается процесс смесеобразования (перемешивания топливовоздушного заряда), уменьшается скорость сгорания, ухудшается воспламенение и, как результат, – возникают его частые пропуски.

Выделение CH вызывается неполным сгоранием вблизи холодных стенок, если до конца сгорания остаются места с сильным локальным недостатком воздуха, недостаточным распыливанием топлива, при неудовлетворительном завихрении воздушного заряда и низких температурах (например, режим холостого хода).

Углеводороды образуются в переобогащенных зонах, где ограничен доступ кислорода, а также вблизи сравнительно холодных стенок камеры сгорания. Они играют активную роль в образовании биологически активных веществ, вызывающих раздражение глаз, горла, носа и их заболевание, и наносящих ущерб растительному и животному миру.

Углеводородные соединения оказывают наркотическое действие на центральную нервную систему, могут являться причиной хронических заболеваний, а некоторые ароматические CH обладают отравляющими свойствами.

Углеводороды (олефины) и оксиды азота при определенных метеорологических условиях активно способствуют образованию смога.

Смог

Смог (Smog, от smoke – дым и fog – туман) – ядовитый туман, образуемый в нижнем слое атмосферы, загрязненном вредными веществами от промышленных предприятий, выхлопными газами от автотранспорта и теплопроизводящих установок при неблагоприятных погодных условиях.

Он представляет собой аэрозоль, состоящую из дыма, тумана, пыли, частичек сажи, капелек жидкости (во влажной атмосфере). Возникает в атмосфере промышленных городов при определенных метеорологических условиях.

Поступающие в атмосферу вредные газы вступают в реакцию между собой и образуют новые, в том числе и токсичные соединения. В атмосфере при этом происходят реакции фотосинтеза, окисления, восстановления, полимеризации, конденсации, катализа и т.д.

В результате сложных фотохимических процессов, стимулируемых ультрафиолетовой радиацией Солнца, из оксидов азота, углеводородов, альдегидов и других веществ образуются фотооксиданты (окислители).

Низкие концентрации NO2 могут создать большое количество атомарного кислорода, который в свою очередь образует озон и вновь реагирует с веществами, загрязняющими атмосферный воздух. Наличие в атмосфере формальдегида, высших альдегидов и других углеводородных соединений также способствует вместе с озоном образованию новых перекисных соединений.

Продукты диссоциации взаимодействуют с олефинами, образуя токсичные нитроперекисные соединения. При их концентрации более 0,2 мг/м3 наступает конденсация водяных паров в виде мельчайших капелек тумана с токсичными свойствами. Их количество зависит от сезона года, времени суток и других факторов. В жаркую сухую погоду смог наблюдается в виде желтой пелены (цвет придает присутствующий в воздухе диоксид азота NO2 – капельки желтой жидкости).

Смог вызывает раздражение слизистых оболочек, особенно глаз, может вызвать головную боль, отеки, кровоизлияния, осложнения заболеваний дыхательных путей. Ухудшает видимость на дорогах, увеличивая тем самым количество дорожно-транспортных происшествий.

Опасность смога для жизни человека велика. Так, например, лондонский смог 1952 г. называют катастрофой, так как за 4 дня от смога погибло около 4 тыс. человек. Наличие в атмосфере хлористых, азотных, сернистых соединений и капелек воды способствует образованию сильных токсичных соединений и паров кислот, что губительно сказывается на растениях, а также сооружениях, особенно на исторических памятниках, сложенных из известняка.

Природа смогов различна. Например, в Нью-Йорке образованию смога способствуют реакции фтористых и хлористых соединений с капельками воды; в Лондоне – присутствие паров серной и сернистой кислот; в Лос-Анджелесе (калифорнийский или фотохимический смог) – наличие в атмосфере оксидов азота, углеводородов; в Японии – присутствие в атмосфере частиц сажи и пыли.

Другие статьи по составу выхлопных газов

Обслуживание на основе выбросов (EBM) ⋆ Revealiency

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Техническое обслуживание на основе выбросов является значительным шагом вперед и усовершенствованием текущих программ технического обслуживания дизельных двигателей на основе условий (CBM). CBM — это экономически эффективная стратегия технического обслуживания, при которой отслеживается состояние двигателя, а техническое обслуживание выполняется после измерения ухудшения характеристик. Программы CBM существуют уже несколько десятилетий, включая отбор проб масел и смазочных материалов, анализ вибрации и анализ инфракрасной температуры, и дополняют старые методы технического обслуживания, основанные на времени.

Reveliency расширила методы CBM для анализа выхлопных газов, образующихся в результате сгорания в двигателе, чтобы определить, необходимо ли предпринимать шаги по техническому обслуживанию. Этот анализ эффективен для любого дизельного двигателя, независимо от его уровня или возраста, и является идеальным дополнением к существующим программам технического обслуживания CBM.

Техническое обслуживание по состоянию, поддержка армейского оборудования – Армия США

Исследование воздействия технологии технического обслуживания по состоянию: методы оценки, план исследования и промежуточные результаты – Министерство обороны Австралии

ОБСЛУЖИВАНИЕ НА ОСНОВЕ ВЫБРОСОВ

Наше программное обеспечение для технического обслуживания на основе выбросов (EBM) использует входные данные о выхлопных газах для анализа характеристик двигателя, полученных в результате сгорания в двигателе, чтобы определить, как работает двигатель. Алгоритмы нашего программного обеспечения были усовершенствованы на основе тысяч тестов на выбросы в полевых условиях и результатов успешных корректировок технического обслуживания, которые улучшили характеристики двигателя. Программное обеспечение EBM идентифицирует необходимые корректирующие действия по обслуживанию, которые не идентифицируются OEM-кодами неисправностей.

Наши протоколы испытаний на выбросы воспроизводят стандартные процедуры испытаний Агентства по охране окружающей среды, чтобы обеспечить согласованность, надежность и точность данных. Наши запатентованные системы разрабатывались в течение нескольких десятилетий на основе практического опыта технического обслуживания дизельных двигателей и работы с различными двигателями и транспортными средствами.

Марки двигателей, с которыми мы работали
E
Оборудование, с которым мы работали

Инструменты EBM предоставляют специалистам по техническому обслуживанию новый инструмент, который быстро анализирует работу двигателя и предлагает корректирующие действия по техническому обслуживанию, которые можно предпринять.

Инструмент EBM является усовершенствованием программы технического обслуживания на основе условий и устраняет сомнения в том, работает ли двигатель в соответствии со своим потенциалом или нет.Мы предоставляем специалистам по техническому обслуживанию полезные и действенные инструменты, которые:

Эффективность двигателя

Наличие оборудования

Производительность двигателя

Выход загрязнения

Расход топлива

Ненужный износ двигателя

Усовершенствованное диагностическое обслуживание (PdM), обеспечиваемое обширной интеграцией датчиков и методами машинного обучения, является одним из наиболее широко известных преимуществ четвертой промышленной революции.Идея, безусловно, привлекательная, и она побуждает компании в ресурсоемких секторах инвестировать в цифровое обслуживание и надежность. Цифровая надежность: помимо профилактического обслуживания — McKinsey & Company

Программное обеспечение EBM размещено в облаке, чтобы обеспечить максимально возможное время безотказной работы и безопасность. Информация о двигателе и выбросах собирается и передается в программное обеспечение EBM для анализа и составления отчетов. После ввода данных система формирует отчет о том, как работает двигатель и какие корректирующие действия можно предпринять для улучшения характеристик двигателя.Данные о двигателе и выбросах могут быть собраны и введены в программное обеспечение EBM одним из двух способов:

Ручной ввод

Сбор проб выбросов в полевых условиях не является чем-то новым, и его практикуют десятилетиями по соображениям соответствия. Чтобы повысить ценность этих нормативных образцов, мы разработали запатентованные программные алгоритмы и веб-портал для обработки образцов выбросов в полевых условиях. Мы можем обучить ваших сотрудников тому, как собирать образцы выбросов, и предоставить безопасный веб-портал для ввода результатов. Наше программное обеспечение искусственного интеллекта (ИИ) справится с остальными!

Автономный Вход

Наше запатентованное программное обеспечение анализирует данные двигателя и датчиков выбросов, поступающие от телематических систем (например, устройств IoT). Данные доставляются в наше программное обеспечение искусственного интеллекта (ИИ) с использованием API-соединений с устройствами IoT. Алгоритмы автономного тестирования позволяют проводить более частые тесты на выбросы и не требуют ручного вмешательства. Обеспечение контроля вашего оборудования для обеспечения наилучшей производительности.

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ НА ОСНОВЕ ВЫБРОСОВ

Программное обеспечение EBM определяет корректирующие действия по обслуживанию, которые могут быть выполнены для улучшения характеристик двигателя. Как правило, предлагаемый ремонт не требует значительных усилий и, как правило, не требует больших затрат. Мы работали вместе с владельцами двигателей над корректирующими действиями и будем помогать на этом пути. Для владельцев двигателей, которые передают свои операции по техническому обслуживанию на аутсорсинг, программное обеспечение EBM может использоваться для измерения производительности двигателя, чтобы обеспечить его оптимальную работу.

Конечной целью программного обеспечения EBM является подтверждение того, что двигатель работает так, как он был спроектирован для работы при его изготовлении. Корректирующие действия по техническому обслуживанию обычно дают немедленные результаты, и, как правило, двигатели работают более эффективно сразу же, обеспечивая очень высокую рентабельность инвестиций для клиентов.

В разделе «Аудит выбросов двигателя» представлены конкретные результаты

Что такое выхлопные газы и выбросы автомобилей?

Газы Автомобильная продукция

Основы


Бензиновые двигатели работают на двух химических соединениях: бензине и воздухе.Бензин состоит из двух элементов: водорода (h3) и углерода (C). В форме бензина эти два химических вещества объединяются, образуя то, что мы называем углеводородом (УВ). Воздух в основном состоит из двух элементов: кислорода (O2) и азота (N2).

Если бы бензиновые двигатели сжигали топливо максимально эффективно, они производили бы три побочных продукта: водяной пар (h3O), двуокись углерода (CO2) и азот (N2).

Химия выхлопных газов

По большей части ни одно из этих химических соединений не является вредным; однако экологи утверждают, что чрезмерное количество углекислого газа способствует формированию парникового эффекта.Тем не менее, H3O, CO2 и N2 являются наиболее желательными побочными продуктами сгорания, и автомобильные инженеры стремятся создать системы контроля выбросов, которые позволяют транспортному средству производить только эти три химические группы.

К сожалению, двигатели не работают идеально, и в результате они также производят три побочных продукта, которые обычно называют «ужасным трио» автомобильных загрязнителей. Это трио включает в себя следующее:

  • Угарный газ (CO) – ядовитый газ без вкуса и запаха, угарный газ может вызывать различные проблемы со здоровьем и даже смерть.Во многих городских районах наблюдается критически высокий уровень угарного газа, особенно в холодные зимние месяцы, когда двигателям требуется больше времени для прогрева и чистой работы
  • Несгоревшие углеводороды (HC) – ответственны за возникновение различных респираторных заболеваний, несгоревшие углеводороды также могут нанести ущерб урожаю и способствовать образованию смога
  • Оксиды азота (NOX) – Как и несгоревшие углеводороды, оксиды азота вызывают проблемы с дыханием и способствуют образованию смога


Работа с этими газами

Каталитический нейтрализатор в выхлопной системе вашего автомобиля предназначен для борьбы с «ужасным трио» автомобильных загрязнителей.Чтобы узнать больше о каталитическом нейтрализаторе, ознакомьтесь с этой статьей: Эволюция каталитического нейтрализатора

.

Узнайте больше о КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАПЧАСТЯХ ВЫХЛОПНОЙ СИСТЕМЫ, НАЙТИ ПОДХОДЯЩУЮ ЗАПЧАСТЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ или НАЙТИ МЕСТНУЮ РЕМОНТНУЮ МАСТЕРСКУ сегодня.

Содержание, содержащееся в этой статье, предназначено только для информационных целей и не должно использоваться вместо получения профессиональной консультации от сертифицированного техника или механика. Мы рекомендуем вам проконсультироваться с сертифицированным техническим специалистом или механиком, если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, связанные с любой из тем, затронутых в этом документе.Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные тем, что вы полагаетесь на какой-либо контент.

Влияние разбавления, химического и теплового воздействия рециркуляции отработавших газов на выбросы дизельных двигателей

Образец цитирования: Ладомматос, Н., Абдельхалим, С., Чжао, Х., и Ху, З., “Разжижающее, химическое и термическое влияние рециркуляции отработавших газов на выбросы дизельных двигателей.