Селективне каталітичне очищення вихлопних газів дизельних двигунів локомотивів від оксидів азоту на блочному волокнистому ванадієвому каталізаторі
No Thumbnail Available
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
СНУ ім. В. Даля
Abstract
Одним з основних забруднювачів повітря двоокисом вуглецю (СО2) , який признаний у світі основним джерелом, відповідальним за кліматичні зміни, є транспорт, у тому числі й залізничний. Дизельні двигуни залізничних локомотивів використовують переважно солярове масло-вуглеводневе дизельне паливо, яке виробляється з нафти. Коефіцієнти токсичності більшості з інгредієнтів (сажа, оксиди вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, канцерогени- бенз-а-пірен та інші), які потрапляють у повітря з вихлопними газами двигунів локомотивів, є надмірними. Це потребує впровадження ефективних технологій знешкодження цих викидів. Найбільш поширеною зараз технологією комплексного знешкодження вихлопних газів дизельних агрегатів являється трьохступенева селективна каталітична система очистки під назвою «Селективне каталітичне відновлення» (“SCR”). Сучасний підхід до комплексного вирішення цієї складної проблеми в подальшому включає в себе, як вдосконалення каталізаторів у технології “SCR”, так і перехід на більш екологічно прийнятні види палива: скраплені вуглеводневі гази (метан, етан, пропан), спирти та їх ефіри (метанол, етанол, ді метиловий ефір), а також на повністю безвуглецеві палива , такі як: водень і аміак. Провідні світові лідери у цій сфері- фірми “Haldor Topce A/S”, “MAN” – вже задекларували свою спроможність до 2024 року повністю замінити дизельне паливо в потужних дизелях на морських танкерах на скраплений аміак. Перехід на водневе паливо гарантує повністю екологічно чисті викиди дизельних двигунів на залізничному транспорті. Перехід же на аміачне паливо виключає викиди сажі, оксидів вуглецю, вуглеводнів та канцерогенів, але не вирішує проблему викидів токсичних оксидів азоту. Актуальним представляється вивчення каталітичного знешкодження вихлопних газів дизельних двигунів від оксидів азоту при переводі їх на аміачне паливо. В статті наведені результати лабораторних досліджень кінетичних закономірностей селективного каталітичного відновлення оксиду азоту аміаком на новому, розробленому нами, структурованому волокнистому каталізаторі (4,3% V2O5), який оснащений вмонтованим у стільниковий блок електричним нагрівачем. Досліди виконані на модельних сумішах складу: окис азоту - 500ppm: аміак - 600ppm ; кисень - 2%об., азот - до сумарного тиску 125 кПа. Проби каталізатора попередньо роздроблювали та розсівали на ситах до розмірів кінетичних фракцій (0,105-0,195 мм). Показано, що кінетична область протікання каталітичного процесу знаходиться в межах температури 190-230°С. Розрахована енергія активації реакції, яка склала 64200 кДж/кмоль. У рамках досліджень виведене повне кінетичне рівняння для кінетичної області протікання реакції. У подальшому планується виконати роботи по вивченню гідродинамічних констант процесу у дифузійної області його протікання.
Description
Keywords
локомотиви, екологічні палива, аміак, окис азоту, каталізатор, кінетика
Citation
Селективне каталітичне очищення вихлопних газів дизельних двигунів локомотивів від оксидів азоту на блочному волокнистому ванадієвому каталізаторі / Козюберда А. А., Климаш А. О., Соловйов Г. І., Могила В. І. Наукові вісті Далівського університету. 2021. №20.