TEHNOLOĢIJA
/ JAUNS
PLASMATRON NEUTRALIZĒTĀJS
Melna dūmaka no dīzeļa cauruļvada - kā ar to tikt galā?
SAGATAVOTI GUMIJAS MATERIĀLI / ALEXEI VOROBYOV-SHOW, VITALD ARROWS
Labi, ka tikai vecāka gadagājuma kravas automašīnas un autobusi būtu aizrījušies. Bieži vien mūsdienu vieglais automobilis nodevīgi izspiež tumšu mākoni … Efektīvs izārstēšanas līdzeklis šai dīzeļdzinēja kaitei vēl nav atrasts. Ir ārkārtīgi grūti vienlaikus samazināt toksisko komponentu izmešus un samazināt izplūdes dūmus.
Ja salīdzina benzīna un dīzeļdzinēju izplūdes gāzu sastāvu (sk. Tabulu), kļūst skaidrs, ka “dīzeļdegvielas” izplūdes gāze vispirms ir jāattīra no slāpekļa oksīdiem, sēra dioksīda un kvēpiem. Toksiski komponenti veido 0, 2–5% no izplūdes gāzu tilpuma, atkarībā no motora veida un tā darbības režīma. Turklāt ogleklis pats par sevi nav toksisks, bet tas adsorbē kancerogēnus policikliskos ogļūdeņražus uz daļiņu virsmas, ieskaitot visnekaitīgāko un toksisko benz (a) pirēnu.
Mūsdienu integrētās izplūdes gāzu tīrīšanas sistēmas dīzeļdzinējiem sastāv no katalītiskajiem un šķidruma pārveidotājiem, kā arī no makrodaļiņu filtriem. Viņu resursi ir ierobežoti, un to izmaksas ir augstas, jo tiek izmantoti katalizatori, kuru pamatā ir cēli materiāli (platīns, pallādijs, iridijs utt.). Viena no alternatīvām izplūdes gāzu neitralizācijas metodēm ir zemas temperatūras plazmas izmantošana. Pētījumi Japānā, Amerikas Savienotajās Valstīs un … Krievijā ļāva radīt eksperimentālus iekārtu modeļus, kuru pamatā bija plazmas tehnoloģijas.
Kas ir zemas temperatūras plazma? Tas sastāv no pozitīvi uzlādētiem joniem un negatīvi lādētiem elektroniem, kas iegūti īpašās ierīcēs dažāda veida impulsu augstsprieguma elektriskās izlādes gadījumos (koronā, barjerā utt.), Kā arī no neitrāliem atomiem un molekulām.
Shēma ar vienu no izlādes ierīces iespējām ir parādīta attēlā. Tajā ietilpst izplūdes gāzu un eļļas padeves bloks 1, kvarca stikla vai keramikas caurule 2, ko izmanto kā dielektrisko barjeru, un divi elektrodi - centrālais 3 un ārējais 4 - nerūsējošā tērauda metāla acs formā. Izlādes ierīcei strāvu piegādā no avota, kas veido sprieguma impulsu ar ilgumu 250–350 μs. Barjeras izlāde notiek ar elektrisko spriegumu 0, 5–35 kV un impulsa atkārtošanās ātrumu 50–2000 Hz.
Kā notiek gāzu neitralizēšana sistēmā un to attīrīšana no kvēpiem? Dīzeļdegvielas izplūdes gāzes pēc žāvēšanas mitruma separatorā tiek nosūtītas uz plazmas ķīmisko reaktoru. Plazmas ķīmiskajā reaktorā eļļa tiek “sajaukta” ar šīm gāzēm. Elektriskās izlādes ietekmē izlādes ierīces caurulēs kvēpu daļiņas aktīvi absorbē eļļu uz to virsmas. Kvēpu, kuru daļiņas it kā atrodas eļļas kokonā, noņemšanai izmanto eļļas atdalītāju. Kvēpi tiek savākti īpašā traukā, un eļļa pēc papildu tīrīšanas filtrā turpina cirkulēt slēgtā ķēdē. Tādējādi ir iespējams nodrošināt ļoti augstu kvēpu daļiņu absorbcijas efektivitāti - līdz 100% visā dīzeļdegvielas apgriezienu diapazonā. Daļu izplūdes gāzu no eļļas separatora var nosūtīt uz dīzeļdegvielas ieplūdes kolektoru (recirkulācija). Tas samazina slāpekļa oksīda saturu izplūdes gāzēs.
To parādību fizikālais un ķīmiskais raksturs, kas rodas plazmas ķīmiskajā reaktorā ar barjeras izlādi, vēl nav pētīts. Tomēr procesu var vienkāršot šādi. Kad elektriskās izlādes ierīcei tiek pielikts spriegums, tajā izveidojas nesabalansēta, vāji jonizēta, zemas temperatūras plazma, kas iedarbojas uz izplūdes gāzēm. Daudzpakāpju ķīmisko reakciju rezultātā slāpekļa, sēra un oglekļa oksīdi sadalās netoksiskās skābekļa, slāpekļa, sēra un oglekļa molekulās. Tajā pašā laikā notiek slāpekļa oksīda pārvēršana (pārvēršana) par tā dioksīdu, kuru OH radikālis saista ar slāpekļskābi aerosola formā. Līdzīgas reakcijas notiek ar sēra dioksīdu un oglekļa monoksīdu, izraisot aerosolu veidošanos. Aerosolus uztver diezgan vienkāršos elektrostatiskos nogulsnēs, nodrošinot attīrīšanās pakāpi līdz 98–99%.
Spriežot pēc lakoniskajiem ārvalstu preses ziņojumiem, Japānā tiek testēts mikroautobuss, uz kura uzstādīts Nissan-LD 20 dīzeļdzinējs ar tilpumu 48, 5 kW / 66 l. lpp., kas aprīkots ar neitralizatoru ar plazmas ķīmisko reaktoru.