Классификация и основные характеристики атмосферных выбросов при сжигании топлива, их влияние на окружающую среду и человека. Парниковый эффект.

Токсичные компоненты, содержащиеся в отработанных газах, разделяют на две группы:

· продукты неполного сгорания топлива (СО; С_nH_m; C; альдегиды RCHO)

· продукты окисления элементов, входящих в состав топлива (NOx, SOx)

1) бенз(а)пирен – наиболее токсичный компонент, обладающий канцерогенными свойствами (С₂₀Н₁₂) . Образуется в результате пиролиза тяжелых фракций моторных топлив и смазочного масла при сравнительно умеренных температурах (400–700^оС) в условиях сильного недостатка кислорода. При температурах св. 1000^оС БП разлагается на водород и сажу. Образование и сохранение происходит в относительно холодных пристеночных слоях, на поверхности гильз цилиндров, покрытых масляной пленкой.

БП хорошо адсорбируется и прочно удерживается в сажевых частицах. Концентрация БП может колебаться в широких пределах в зависимости от типа двигателя и режима работы. Сажа бензиновых ДВС содержит значительно больше БП (в 18,5 раз), однако от дизельных двигателей количество сажи выбрасывается больше (в 25 раз).

2) диоксид азота – основной вредный ингредиент отработавших газов ДВС. Образование NOx не связано напрямую с реакциями горения, а имеет термическую природу. В результате диссоциации молекул кислорода и азота на атомы образование оксида азота может происходить по следующим реакциям:

O + N₂ → NO +N;

N + O₂→ NO +O.

3) сажа (твердые частицы) – черный дым. В отличие от белого/синеватого дыма 2-х тактных /изношенных 4-х тактных дизелей – несгоревших углеводородов смазочного масла. Образование происходит в результате пиролиза или окислительного крекинга углеводородных молекул в зонах сильно обогащенной смеси и достаточно высокой температуре. Такие условия создаются в дизелях при горении капелек жидкого топлива. Обильное образование сажи происходит в фазе замедленного диффузного горения. Большая часть сажи успевает сгореть в такте расширения, догорание происходит в выпускном тракте.

4) диоксид серы. Образуется за счет окисления серы, содержащейся в топливе.

S + O₂ → SO₂

В дизельном топливе: 0,2; 0,035 и 0,005 %. Для сравнения – Кs = 0,02 //макс = 0,004.

5) оксид углерода (СО, угарный газ). Образование происходит при недостатке окислителя, либо при избытке воздуха и высокой температуре (св. 2000 К) за счет диссоциации молекул СО₂.

6) углеводороды (С_nH_m). Разделяют предельные С₁–С₁₀ {алканы}; непредельные (алкены}; алициклические {нафтены}; ароматические. Несгоревшие, но частично разложившиеся углеводороды в основном сохраняются в пристеночных, относительно холодных слоях смеси.

Парниковый эффект

Глобальное потепление является твердо установленным научным фак­том. Основной причиной глобальных процессов, изменение климата на нашей планете являются существующие технологии, оказывающие негативное воз­действие не только на климат, но и на здоровье людей, выбрасывая в атмо­сферу парниковые газы, которые обуславливают парниковый эффект.

Парниковый эффект- это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и, тем самым, способствовать аккумуляции тепла Землей.

В приложении к климатической Конвенции ООН названы технологиче­ские процессы, приводящие к эмиссии парниковых газов:

-в энергетике - сжигание топлива, энергетическая, обрабаты­вающая и строительная промышленности;

-при добыче и транспортировке топлива - твердое топливо, нефть и природный газ;

-промышленные технологии - горнодобывающая, химиче­ская, металлургическая, производство и использование галогенизированных углеродных соединений;

-в сельском хозяйстве - интенсивная ферментация, хранение и использование навоза, производство риса, управляемый пал, сжигание сельскохозяйственных отходов;

-отходы - хранение и сжигание отходов,

-обработка сточных вод.

Основным загрязнителем атмосферы является С02, образующийся при выработке электроэнергии в основном огневым способом, то есть путем сжигания добываемого органического топлива.

Страны, производящие % электро­энергии на АЭС, предотвращают эмиссию С0₂. Поэтому на конференции в Киото подчеркивалось, что только страны, имеющие ядерно-энергетические программы и поддерживающие их, располагают большими возможностями сокращения выброса парниковых газов.

Одним из самых загрязненных городов-столиц государств является Пе­кин с его 12-милионным населением. Основной причиной его загрязнения являются промышленные предприятия, густо разбросанные по городу. Во многом способствует загрязнению Пекина и отопление домов углем.