Загрязняющие вещества и их свойства
Информация - Безопасность жизнедеятельности
Другие материалы по предмету Безопасность жизнедеятельности
процентное содержание изооктана в этаноловой смеси изооктана и гептана, которая по своим детонационным свойствам эквивалентна данному бензину. Октановое число бензина указывает цифра в его маркировке. Повышение октанового числа бензина (уменьшение вероятности детонации при повышении степени сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя) достигается технологией его получения. бензины прямой перегонки нефти имеют октановое число не выше 50 единиц, термического крекинга - до 70, а каталитического риформинга - до 95 единиц.
В основной массе автомобильных бензинов требуемая антидетонационная стойкость достигается, главным образом, за счет добавок антидетонаторов. Наиболее распространенная антидетонационная присадка - тетраэтилсвинец Pb (C2H5) 4, несколько десятков капель которого на литр бензина предотвращают детонацию. Вместе с тетраэтилсвинцом добавляются вещества, препятствующие отложению в двигателях оксидов свинца, возникающих при сгорании такого топлива, и выносящие их из двигателя вместе с отработанными газами. Смесь тетраэтилсвинца с этими веществами называется этиловой жидкостью, а бензины с такими добавками - этилированными. Автотранспорт, использующий этилированный бензин, - основной источник свинцового загрязнения атмосферы. Мировой автомобильный парк ежегодно выбрасывает в атмосферу 250 тыс. т свинца в виде аэрозолей. Во многих странах мира уже приняты законодательные меры, ограничивающие и дозы этилирования, и объемы потребления этилированных бензинов.
В отличие от бензиновых двигателей, обычно работающих на обогащенной смеси, в которой бензин не может сгореть полностью из-за недостатка кислорода, дизельные двигатели работают на обедненной смеси, что обеспечивает более полное сгорание топлива, приводит к повышению их КПД и уменьшению токсичности выхлопных газов. Главный недостаток дизельных двигателей - их металлоемкость, ограничивающая их установку на легковых автомобилях.
Для сокращения потребления моторных топлив нефтяного происхождения перспективен поиск их заменителей, интенсивно ведущийся во всех автомобилестроительных странах. Такие топлива полностью или частично нефтяного происхождения, получили название альтернативных. Основное сырье для альтернативных моторных топлив - биомасса или природный газ. Наиболее распространенный способ получения моторных топлив из возобновляемого растительного сырья - биомассы - является ферментация (брожение), в результате чего получаются спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавки к бензину, но и в чистом виде. Важное преимущество метанола - его высокая детонационная стойкость, позволяющая увеличить степень сжатия до 12-14. Однако, по данным английских исследователей, использование метанола в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания создает серьезные проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха токсичным метилнитритом, содержащимся в отработанных газах.
Более приемлем с точки зрения охраны окружающей среды этанол, или этиловый спирт. Особенно перспективен для производства этанола сахарный тростник. В настоящее время 20% -я добавка спирта в бензин рассматривается как наиболее эффективная с технико-экономической точки зрения, поскольку в этом случае не нужны модификация или дополнительная регулировка двигателя. Больше всего автомобилей, работающих на бензине с этанолом, в Бразилии.
Природный газ - один из альтернативных видов моторного топлива. Это отличное топливо для машин как вследствие его дешевизны, так и из-за значительного уменьшения загрязнения окружающей среды при его использовании. При прочих равных условиях в выхлопных газах автомобилей, работающих на газе, оксида углерода меньше на 25-40%, диоксида азота меньше на 25-30%, а сажи меньше на 40-50%, чем у автомобилей с бензиновым двигателями. У природного газа октановое число от 105 до 110 единиц (у самого высокосортного бензина только 98 единиц). Высокооктановое стабильное по составу газов топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси и уменьшению выброса токсичных веществ. Кроме того, такое топливо не смывает смазку цилиндров и тем самым почти в 1,5 раза продлевает жизнь двигателя.
Главный претендент на звание топлива будущего - водород, запасы которого практически не ограничены, а процесс сжигания в двигателе характеризуется высоким энергетическим и экологическим совершенством. Для получения водорода могут быть использованы различные термохимические или биохимические способы с использованием экологически чистой энергии Солнца. В нашей стране и за рубежом уже созданы экспериментальные автомобили, использующие водород в жидком виде или в составе твердых металлогидратов в качестве основного топлива или в смеси с бензином. Бензиноводородный двигатель по сравнению с бензиновым характеризуется увеличением степени сгорания топлива, при этом уменьшаются выбросы (оксида углерода - в 9 раз, оксидов азота - в 7 раз, углеводородов - в 2 раза) и расход бензина (при 10-15% -й добавке водорода расход бензина снижается наполовину).
Преимущества водорода как автомобильного топлива несомненны. Его теплотворная способность в три раза выше, чем у бензина, а продукты сгорания содержат безобидный компонент - водяной пар. Более полувека назад профессор Орлин из МГТУ им. Баумана впервые создал и запустил карбюраторный двигатель на водороде. Использование водорода в качестве топ?/p>