94207

Причини утворення оксиду вуглецю, вплив на людину та довкілля

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Причиною виникнення оксиду вуглецю в цьому випадку є нестача кисню для повного окислення вуглецю який входить до складу палива. Незначна кількість оксиду вуглецю що утворюється під час роботи на бідних сумішах у тому числі і в дизелях є продуктом проміжного окислення вуглецю який через нестачу часу на процес згоряння не встигає доокислитись...

Украинкский

2015-09-10

39.87 KB

0 чел.

Причини утворення оксиду вуглецю, вплив на людину та довкілля

Оксид вуглецю. Він утворюється переважно в бензинових двигунах при роботі на багатих паливоповітряиих сумішах. Причиною виникнення оксиду вуглецю в цьому випадку є нестача кисню для повного окислення вуглецю, який входить до складу палива. Незначна кількість оксиду вуглецю, що утворюється під час роботи на бідних сумішах, у тому числі і в дизелях, є продуктом проміжного окислення вуглецю, який через нестачу часу на процес згоряння не встигає доо-кислитись до діоксиду вуглецю. Оксид вуглецю - високотоксичнії сполука. Оксид вуглецю інертний і зберігається в повітрі 0,1-5 років. Підвищення його концентрації виникає в тунелях, гаражах, інтенсивних транспортних потоках [Ц.

Перебіг реакцій згоряння вуглеводневих палив у камерах згоряння двигунів відбувається дуже швидко - майже миттєво і носить вибухоподібний характер.

Реакції згоряння вуглеводневих палив досить складні і до сьогодні ще недостатньо вивчені. Згідно з теорією згоряння вуглеводневих палив, розробленої академіком Н.Н.Семеновим, горіння - це розгалужена ланцюгова реакція, коли кожна активна молекула породжує низку нових активних центрів, які прискорюють загальний перебіг реакцій згоряння.

Спрощено процес згоряння вуглеводневого палива можна представити так:

1. Утворення активних радикалів, які вступають у реакції з киснем;

2. Поява активних пероксидів, які вступають у реакції з молекулами вуглецю, утворюючи молекули пероксиду водню;

3. Активні радикали пероксидів окислюються, утворюючи альдегіди і нові радикали.

В будь-якому випадку в результаті реакцій окислення на проміжному етапі згоряння утворюється оксид вуглецю СО і гідроксильна група ОН.

Академік Я. Б. Зельдович запропонував таку схему реакцій згоряння оксиду вуглецю.

Завершальною стадією процесу згоряння вуглеводневих палив є процес окислення оксиду вуглецю СО, перебіг якої відбувається значно повільніше, ніж сам процес згоряння. Кінцеві продукти процесу згоряння вуглеводневих палив - СО, СО2, Н2О.

Оксид вуглецю СО - це продукт неповного згоряння палива. Концентрація його у відпрацьованих газах перш за все залежить від складу паливоповітряної суміші.

На рис. 4.6 показано залежності зміни концентрації оксиду вуглецю в сухих продуктах згоряння палива бензинового двигуна та дизеля від коефіцієнту надміру повітря в паливоповітряній суміші (а), а, зважаючи на те, що в дизеля зміна складу паливоповітряносуміші спричиняє зміну потужності, то наведено і залежність концентрації шкідливих речовин від зміни потужності (А/).

У разі надходження в циліндри бензинового двигуна багатих сумішей (а<1) концентрація СО у відпрацьованих газах має досить великі значення. Тобто основною причиною утворення оксидів вуглецю під час згоряння палива є нестача кисню. У разі, коли а>1, концентрація СО у відпрацьованих газах стабілізується на рівні 0,2-0,3 % і далі вже практично не залежить від зміни складу суміші.

Збільшення концентрації оксидів вуглецю відбувається через зменшення температури згоряння бідної суміші, через припинення реакції окислення в прошарку суміші, що знаходиться поблизу стінок камери згоряння, де відбувається гасіння полум'я, а також через нестачу часу для допалювання СО.

Для дизелів, у яких в основному достатня кількість повітря -<х>1, вміст оксидів вуглецю СО невеликий і, як правило, не перевищує 1 %. Максимальний вміст СО має місце за максимального навантаження двигуна. Пояснити це можна неякісним сумішоутворенням і локальним перезбагаченням паливоповітряної суміші, яке спричиняє неповне окислення вуглецю та підвищення вмісту сажі (кіптяви) у ВГ. Сажа, яка утворилась в початковий період згоряння, частково вигорає, в результаті чого збільшується утворення оксидів вуглецю.

98

В режимах малих навантаженнях та холостого ходу вміст СО збільшується через збільшення альдегідів, які вигорають з утворенням оксидів вуглецю СО.