Хімія на автомобілі - зменшення викидів
Слайд 11: Зменшення викидів
На слайді показано різні склади забруднюючих речовин вихлопних газів у бензинових та дизельних двигунах, а також їх зменшення за допомогою сучасних технологій переробки відпрацьованих газів.
На основі Зображення вгорі зліва та праворуч з одного боку Склади відпрацьованих газів від бензинових та дизельних двигунів порівняти, з іншого боку, розрізнити вихлопні та шкідливі гази. Забруднюючі гази показані в правій смузі. Азот, вода та вуглекислий газ вважаються природними компонентами повітря, а не шкідливими газами.
Важливість підвищення рівня вуглекислого газу в повітрі розглядається окремо за допомогою наступного слайда.
Забруднювачі вихлопних газів
Доопрацювання відпрацьованих газів у бензинових двигунах
Середній лівий ілюстрація показані викиди забруднюючих речовин бензинового двигуна з і без каталізатор як функція лямбда-значення.
Значення лямбда-значення вже пояснювалося в главі про паливо: Лямбда-значення (коефіцієнт повітря) описує співвідношення паливо-повітря в камері згоряння двигуна. О »= 1 відповідає стехіометричному співвідношенню палива та кисню. О »> 1 відповідає надлишку повітря =« чиста суміш »; О »1). Ці умови роботи, які насправді є несприятливими для роботи дизельного двигуна (більший витрата, сильніше утворення сажі), встановлюються для фази регенерації за допомогою системи вимірювання та управління, але повинні бути якомога коротшими, у будь-якому випадку значно коротшими, ніж фаза зберігання Будьте надлишком повітря. Всі процеси працюють без будь-яких обмежень щодо поведінки водіння під час руху.
B. SCR (селективне каталітичне відновлення) = селективне каталітичне відновлення оксидів азоту:
Малюнок праворуч: На малюнку внизу праворуч показано фільтр для частинок з каталітичним перетворювачем окислення, впорскуванням AdBlue® та каталітичним перетворювачем із селективним відновленням азоту. Ця нова технологія відновлення оксидів азоту в даний час перебуває на стадії серійного впровадження, щоб відповідати стандарту ЄС-5: тут 32,5% розчин сечовини (AdBlue®) розпорошується у вихлопну систему. Сечовина гідролізується до аміаку та вуглекислого газу, аміак реагує в SCR з оксидами азоту, утворюючи воду та азот.
Гідроліз сечовини:
Селективність полягає в тому, що аміак переважно реагує з киснем з оксидів азоту, хоча вихлопні гази містять багато елементарного кисню. Потреба у розчині сечовини становить близько 2–8% дизельного палива, тому для цього потрібен власний резервуар і пропонується на АЗС. На відміну від процесу NSC, цей процес працює безперервно і не втручається в роботу двигуна.
Відновлення оксидів азоту аміаком:
4 NO + 4 NH3 + O2 в † ’4 N2 + 6 H2O
NO + NO2 + 2 NH3 в † ’2 N2 + 3 H2O
6 NO2 + 8 NH3 в † ’7 N2 + 12 H2O
Як видно на малюнку, цій системі також передує окислювальний каталітичний нейтралізатор із фільтром частинок сажі: не тільки для окислення CO і HC, але і для збільшення частки NO2 порівняно з NO, завдяки чому каталітичний нейтралізатор SCR працює оптимально може.
Значення викидів Що стосується нових транспортних засобів, у Європі законодавчо передбачено:
| Значення викидів для нових транспортних засобів (бензинові двигуни) | |||||
| діє з | CO (г/км) | THC (г/км) | NOx (г/км) | HC + NOx (г/км) | |
| Євро 1 | 7/1992 | 2.72 | - | - | 0,97 |
| Євро 2 | 1/1996 | 2.20 | - | - | 0,50 |
| Євро 3 | 1/2000 | 2.30 | 0,20 | 0,15 | - |
| Євро 4 | 1/2005 | 1.00 | 0.10 | 0,08 | - |
| 5 євро | 1/2009 | 1.00 | 0.10 | 0,06 | - |
| Євро 6 | 1/2014 | 1.00 | 0.10 | 0,06 | - |
| Значення викидів для нових транспортних засобів (дизельні двигуни) | |||||
| діє з | CO (г/км) | THC + NOx (г/км) | NOx (г/км) | ПМ (г/км) | |
| Євро 1 | 7/1992 | 3.16 | 1.13 | - | 0,180 |
| Євро 2 | 1/1996 | 1.00 | 0,90 | - | 0,100 |
| Євро 3 | 1/2000 | 0,64 | 0,56 | 0,50 | 0,050 |
| Євро 4 | 1/2005 | 0,50 | 0,30 | 0,25 | 0,025 |
| 5 євро | 1/2009 | 0,50 | 0,23 | 0,18 | 0,0045 |
| Євро 6 | 1/2014 | 0,50 | 0,17 | 0,08 | 0,0045 |
Як видно з таблиць, в даний час в цій країні діє стандарт Євро 6. Дуже легко зчитати і підрахувати зусилля, спрямовані на досягнення цих стандартів.
Примітки щодо спроб копіювання майстра 25
Обидва експерименти не підходять як експерименти студентів, оскільки витрати на обладнання та небезпека виходу газу занадто великі (кілька студентів не можуть працювати в витяжній шафі).
Спроба 1 пропонує можливість ознайомитись з деякими властивостями двох оксидів азоту NO і NO2, а також окисленням NO при об'ємному скороченні.
Спроба 2 дозволяє виявити оксиди азоту. Для цього підходить газ, вироблений в експерименті 1. Якщо ви не боїтесь зусиль, це, звичайно, буде яскраво, якщо ви повторите перевірку із захопленими вихлопними газами.