Лекции / П7 Экология транспорта
.pdf
Нормы токсичности выхлопов автомобилей
Стандарт |
Год |
Содержание в выхлопах, г/кВт×ч |
|||
|
введения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NOx |
CO |
CxHy |
Тв.частицы |
"Евро-0" |
1988 |
16,4 |
11,2 |
2,5 |
0 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-1" |
1992 |
8,0 |
4,5 |
1,1 |
0,36 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-2" |
1996 |
7,0 |
4,0 |
1,1 |
0,15 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-3" |
2000 |
5,0 |
2,0 |
0,6 |
0,10 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-4" |
2005 |
3,5 |
1,5 |
0 |
0,02 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-5" |
2009 |
2,0 |
1,5 |
0 |
0,02 |
|
|
|
|
|
|
"Евро-6" |
2015 |
0,4 |
1,5 |
0 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
.
Экология и антидетонаторы
1917 г. Чарльз Кеттеринг (Дженерал Мотерс) Þ этанол
1921 г. Томас Миджели Þ Pb(С2Н5)4
Синтезирован в 1854 г. нем. химиками
Фирма Дюпон владела 36% акций Дженерал Мотерс 1923 г. Дженерал Мотерс наладил производство
с1923 по 1986 г. 7 млн. т Pb(С2Н5)4
С80-ых запрещен
метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) СН3-О-С(СН3)3
в бензине до 20%
ОЧ=130
в воде в 4 раза > чем бензина
Если загрязнение воды бензином 0,35%, то вклад МТБЭ составляет 1,17%
устойчив к биоокислению, МТБЭ запах скипидара при концентрациях 3÷20 ррв
снизили до 2%
замена на этанол
Этанол "microbial candy" – леденец, сладость
.
Автомобильные бензины с улучшенными экологическими характеристиками
сокращение расхода топлива на 2÷4%,
уменьшению количества выхлопных газов 
снижения агрессивных выхлопных газов на 10÷15%
.
Бензол
ПДК в воздухе 0,1 мг/м3
Основные источники выбросов бензола в атмосферу
отработавшие газы автомобилей (~ 70% мас.)
испарения (20% мас.)
потери на заправках АЗС (~ 10% мас.)
.
бензола в бензинах до 5% об. снизить до 1% об.
В Калифорнии – до 0,5% об. Содержание бензола в бензинах, в России, 2÷7% об.
.
Возможны следующие пути его снижения
Удаление из риформата фракции 60÷85°С, содержащей 20%
Увеличение доли высокооктановых компонентов
Бензины прямой перегонки нефти имеют ОЧ ≤ 50
термического крекинга – 70 
каталитического риформинга – 95
.
Дизельные двигатели
цикл Сабатэ
3÷3,5 МПа, 500-600°C на 25-30% экономичнее
лигроин, керосин, 180-190°C (С10-С16)
н-алканы >изоалканы>алкены>диены>арены> полициклические ароматические углеводороды
цетан (н-С16Н34), цетановое число 100
Меньшим цетановым числом обладают изопарафины и нафтены, еще меньшим - ароматические углеводороды
Цетановое число a-метилнафталина равным нулю
.
сажи, Томас (1962 г.) ПАУ аналог антрацену (С32Н16)
Современные экологические требования к дизельным топливам
цетановое число не менее 50 (сейчас 45)
содержание серы, 0,05÷0,001%
содержание АУ 10÷5% 
содержание ПАУ, 1,4÷0,02 % (Швеция)
.
Примерный состав выхлопных газов автомобилей
|
|
Содержание, % (об.) |
|
Содержание, % (об.) |
||
Веществ |
Карбюра |
Дизел. |
Вещество |
Карбюрат. |
Дизельный |
|
о |
т |
|
|
|
|
|
N |
2 |
74÷77 |
76÷78 |
N О |
0÷0,8 |
2×10-4÷0,5 |
|
|
|
х у |
|
|
|
O2 |
0,3÷8,0 |
2÷18 |
УВ |
0,2÷3,0 |
10-3÷0,5 |
|
H O(пар) |
3,0÷5,5 |
0,5÷4,0 |
Альдегид |
0÷0,2 |
10-3÷9×10-3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
CO2 |
5,0÷12,0 |
1,0÷10,0 |
Сажа |
0÷0,4 г/м3 |
0,01÷1,1 г/м3 |
|
CO |
5,0÷10,0 |
0,01÷0,50 |
Бензпире |
2×10-5 г/м3 |
10-5 г/м3 |
|
|
|
|
|
н |
|
|
.