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NEUTRALIZZATORE AL PLASMATRONE
FUMO NERO DAL TUBO DIESEL - COME COPIARLO?
MATERIALI RUBRICI PREPARATI / ALEXEI VOROBYOV-SHOW, FRECCE VITALD
Va bene, solo i camion e gli autobus anziani sarebbero soffocati. Spesso, una moderna autovettura sputa con tradimento una nuvola scura … Non è ancora stata trovata una cura efficace per questo disturbo di un motore diesel. È estremamente difficile ridurre contemporaneamente le emissioni di componenti tossici e ridurre il fumo di scarico.
Se confrontiamo la composizione del gas di scarico dei motori a benzina e diesel (vedi tabella), diventa chiaro che lo scarico "diesel" deve prima essere pulito da ossidi di azoto, anidride solforosa e fuliggine. I componenti tossici rappresentano lo 0, 2-5% del volume dei gas di scarico, a seconda del tipo di motore e della sua modalità di funzionamento. Inoltre, il nerofumo stesso non è tossico, ma assorbe idrocarburi policiclici cancerogeni sulla superficie delle particelle, incluso il benz (a) pirene più dannoso e tossico.
I moderni sistemi integrati di depurazione dei gas di scarico per motori diesel sono costituiti da convertitori catalitici e liquidi, nonché da filtri antiparticolato. La loro risorsa è limitata e il costo è elevato a causa dell'uso di catalizzatori a base di materiali nobili (platino, palladio, iridio, ecc.). Uno dei metodi alternativi di neutralizzazione dei gas di scarico è l'uso di plasma a bassa temperatura. La ricerca in Giappone, negli Stati Uniti e … La Russia ha portato alla creazione di modelli sperimentali di apparecchiature basate su tecnologie al plasma.
Cos'è il plasma a bassa temperatura? È costituita da ioni caricati positivamente ed elettroni caricati negativamente ottenuti in dispositivi speciali per vari tipi di scariche elettriche ad alta tensione pulsate (corona, barriera, ecc.), Nonché da atomi e molecole neutri.
Un diagramma schematico di una delle opzioni per un dispositivo di scarica è mostrato nella figura. Comprende un'unità di alimentazione di gas di scarico e olio 1, un vetro al quarzo o un tubo di ceramica 2 usato come barriera dielettrica e due elettrodi - il 3 centrale e il 4 esterno - sotto forma di una rete metallica in acciaio inossidabile. La corrente viene fornita al dispositivo di scarica da una sorgente che forma un impulso di tensione con una durata di 250–350 μs. Una scarica di barriera si verifica con una tensione elettrica di 0, 5–35 kV e una frequenza di ripetizione degli impulsi di 50–2000 Hz.
In che modo il processo di neutralizzare i gas nel sistema e pulirli dalla fuliggine? I gas di scarico diesel vengono inviati a un reattore chimico al plasma, dopo l'essiccazione in un separatore di umidità. In un reattore chimico-plasma, l'olio viene "miscelato" con questi gas. Sotto l'azione di una scarica elettrica nei tubi del dispositivo di scarica, le particelle di fuliggine assorbono attivamente l'olio sulla loro superficie. Un separatore d'olio viene usato per rimuovere la fuliggine, le cui particelle sono come in un bozzolo d'olio. La fuliggine viene raccolta in un contenitore speciale e l'olio dopo un'ulteriore pulizia nel filtro continua a circolare in un circuito chiuso. Pertanto, è possibile fornire un'elevata efficienza di assorbimento delle particelle di fuliggine - fino al 100% nell'intera gamma di giri diesel. Parte del gas di scarico dal separatore d'olio può essere inviata al collettore di aspirazione diesel (ricircolo). Ciò riduce il contenuto di ossido di azoto nello scarico.
La natura fisica e chimica dei fenomeni che si verificano sotto l'azione di una scarica di barriera in un reattore chimico-plasma non è stata ancora studiata. Tuttavia, il processo può essere semplificato come segue. Quando la tensione viene applicata a un dispositivo a scarica elettrica, viene creato un plasma a bassa temperatura non equilibrato, debolmente ionizzato, che agisce sui gas di scarico. Come risultato di reazioni chimiche a più stadi, gli ossidi di azoto, zolfo e carbonio si decompongono in molecole non tossiche di ossigeno, azoto, zolfo e carbonio. Allo stesso tempo, si verifica la conversione (conversione) dell'ossido nitrico nel suo biossido, che è legato dal radicale OH all'acido nitrico sotto forma di aerosol. Reazioni simili procedono con l'anidride solforosa e il monossido di carbonio, portando alla formazione di aerosol. Gli aerosol vengono catturati in precipitatori elettrostatici abbastanza semplici, fornendo un grado di purificazione fino al 98-99%.
A giudicare dai rapporti laconici della stampa estera, un minibus è in fase di test in Giappone, su cui è installato un motore diesel Nissan-LD 20 con una capacità di 48, 5 kW / 66 l. p., dotato di un neutralizzatore con un reattore chimico al plasma.
Secondo i calcoli preliminari, la pulizia del plasma costerà 1, 5-2 volte in meno rispetto ai dispositivi multicomponenti esistenti. Non sono richiesti metalli nobili, la risorsa dei sistemi di neutralizzazione è notevolmente aumentata e il tempo per la loro manutenzione è ridotto. Tuttavia, sarà possibile passare alla produzione industriale di reattori plasma-chimici (e, quindi, al loro uso diffuso) quando sarà possibile ridurre il costo dell'energia per alimentare il reattore. Nei sistemi sperimentali e sperimentali, raggiungono il 4-5% o più della potenza diesel.