Разработка способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу путем модифицирования дизельных топлив

Ваганов, Константин Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Разработка способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу путем модифицирования дизельных топлив
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Разработка способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу путем модифицирования дизельных топлив"

На правах рукописи

004600874

ВАГАНОВ КОНСТАНТИН ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПУТЕМ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 /чП? 23Я

ПЕРМЬ-2010

004600874

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пойлов Владимир Зотович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шенфельд Борис Евгеньевич

кандидат технических наук, Якимов Михаил Ростиславович

Ведущая организация:

Институт технической химии УрО РАН

Защита диссертации состоится: 27 апреля 2010 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.188.07 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614990 г. Пермь, Комсомольский проспект 29, ауд. 423.

Факс (342) 239-17-72, e-mail: usu@pstu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета

Автореферат разослан «25» марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Общая характеристика работы Актуальность работы. Известно, что при сжигании дизельных топлив в двигателях внутреннего сгорания выделяются токсичные газы: оксиды углерода (II) СО, азота NOx, серы SOx, углеводороды, альдегиды и сажа. Так для Пермского края выбросы дизельным автотранспортом за 2009 год составляют: 12282 т/год СО, 801 т/год NOx, 2 т/год сернистого ангидрида, 1068 т/год углеводородов и 107 г/год сажи. Высокая токсичность, канцерогенные свойства этих выбросов приводят к увеличению заболеваний людей, ухудшению экологической обстановки регионов. Поэтому необходимо снижать выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Это особенно актуально при использовании дизельных двигателей в рудниках, шахтах, закрытых помещениях (складах, гаражах, ангарах и т.п.), воздух которых поступает на рабочие места персонала и должен соответствовать санитарным нормам.

Существующие способы снижения воздействия выбросов загрязняющих веществ указанных газов (окислительное или восстановительное каталитическое дожигание, сорбция твердыми или жидкими хемосорбентами и др.) относятся в основном к способам, устраняющим последствия эмиссии выбросов. Эти способы требуют установки дорогостоящих очистительных устройств, регенерации поглотителей.

Диссертационная работа посвящена проблеме разработки способа, устраняющего образование токсичных веществ в дизельных двигателях, в частности путем использования перспективного метода модифицирования состава дизельного топлива добавками, изменяющими процесс горения топливных смесей и снижающими образование токсичных веществ в отработавших газах дизельных двигателей.

Цель работы. Разработка дизельных топливных композиций, снижающих выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

• провести информационные исследования способов снижения выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, образующихся при работе дизельных двигателей;

• исследовать возможность использования химических компонентов различного функционального состава и отходов производства спиртов в качестве добавок в дизельное топливо;

• разработать способ получения устойчивых эмульсий на основе дизельного топлива и добавок;

• изучить влияние добавок на процессы испарения и окисления топливных эмульсий, обосновать химизм действия добавок в дизельном топливе на снижение выбросов загрязняющих веществ;

• исследовать влияние добавок на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и оценить предотвращенный экологический ущерб от снижения выбросов дизельных двигателей и утилизации отходов производства метанола - сивушных масел.

Объекты исследования - добавки в дизельное топливо различного функционального состава, отходящие газы, образующиеся при сгорании дизельного топлива.

Научная новизна

1. Разработаны топливные композиции на основе спиртов, амидов, снижающие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: монооксида углерода - на 80%, оксидов азота - на 70%, диоксида серы - на 87%.

2. Разработаны топливные композиции на основе отходов производства метанола - сивушных масел, снижающие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: монооксида углерода - на 70%, оксидов азота-на 65%, сажи-на 85%.

3. Определены границы устойчивости топливных эмульсий в системах: дизельное топливо-добавка-амид-эмульгатор (где добавка -сивушные масла или метанол) при температурах смеси от -20 до 25°С, различных скоростях перемешивания (Re = 14 - 20) и ультразвуковой обработке эмульсий при частотах 22; 44 кГц.

Практическая значимость

1. Разработан и испытан в опытных условиях способ снижения выбросов загрязняющих веществ дизельных двигателей за счет модифицирования дизельных топлив добавками.

2. Разработан способ использования отходов производства метанола -сивушных масел в качестве добавок в дизельные топлива, снижающих выбросы загрязняющих веществ.

3. Разработана технология получения модифицированного дизельного топлива и технико-экономическое обоснование для проектирования установки получения модифицированного дизельного топлива.

4. Рассчитан предотвращенный экологический ущерб от снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу дизельными двигателями внутреннего сгорания, при введении добавок в топливо на территории Пермского края, а также от утилизации отходов - сивушных масел.

Достоверность результатов исследования подтверждена соответствием полученных результатов известным физико-химическим закономерностям. Достоверность экспериментальных данных обеспечивается использованием современных средств и методик проведения исследований с применением методов математического моделирования и статистической обработки данных. Для получения экспериментальных данных были использованы следующие приборы и анализаторы:

- прибор синхронного термического анализа STA 449С Jupiter с погрешностью измерений ±1,0%, чувствительностью по массе 10'4мг, по температуре 0,1 °С, калориметрической чувствительностью 0,5 мкВ/мВт;

- газовый ИК-Фурье анализатор TENSOR 27 Bruker, с погрешностью измерений 0,01%, разрешающей способностью 0,5 см"1;

- газоанализатор ECOM-SG PLUS с погрешностью измерений 1 %;

- фотометрический датчик дымности отработавших газов марки «Мета-01МП» с погрешностью измерений 1%.

Воспроизводимость данных исследования подтверждена опытными испытаниями по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при работе дизельного двигателя.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Устойчивость модифицированных эмульсий в системах дизельное топливо - спирт - амид - эмульгатор при различных температурах, скоростях перемешивания и ультразвуковой обработке;

2. Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при горении модифицированного топлива добавками смесей спиртов, амидов и сивушных масел;

3. Химизм протекания процессов окисления - восстановления и нейтрализации токсичных компонентов топливных эмульсий, объясняющий причины снижения выбросов загрязняющих веществ;

4. Технико-экономическое обоснование и техническое решение по разработке технологии получения модифицированных дизельных топлив.

Связь работы с научными темами. Диссертационная работа выполнена в рамках инновационной образовательной программы ПГТУ «Наукоемкие технологии переработки нефти и газа», внутривузовской программы развития университетов, а также в соответствии с планом НИР, выполняемом по хоздоговору №2008/90 с ОАО "Уралкалий".

Личный вклад автора заключается в анализе поставленной проблемы, формулировании задач и нахождении их теоретических и экспериментальных решений, постановке экспериментов исследования, анализе их результатов и формулировке общих выводов.

Апробация результатов работы Основные результаты диссертации обсуждались на краевой конференции "Молодежная наука Прикамья 2007".

Были представлены на 10-й Международной выставке технологии и оборудования для нефтяной, газовой и химической промышленности «НЕФТЬ. ГАЗ. ХИМИЯ» 28-31 Октября 2008, г.Пермь.

Работа была представлена на VIII-м Конкурсе молодых ученых и специалистов на лучшую научно-техническую разработку, объявленном ОАО «Нефтяная компания «ЛУКОЙЛ» в 2007г. по направлению «Переработка нефти, нефтехимия, нефтепродуктообеспечение; Промышленная и экологическая безопасность» и получила одобрение ведущих специалистов в этой области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, в т.ч. 2 статьи в рецензируемом журнале, входящем в перечень ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 39 таблиц. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографии, приложений.

Основное содержание работы

Во введении к диссертации изложена актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе представлен обзор литературных данных по снижению вредных выбросов на окружающую среду при работе автомобильного транспорта. Показано, что большинство приемов по снижению вредных выбросов относится к разработкам добавок в топливо.

Установлено, что перспективным направлением развития топливной индустрии является модифицирование топлив путем введения в них добавок. В большинстве случаев для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу двигателями внутреннего сгорания рекомендуется использовать спиртосодержащую топливную композицию. Выявлены проблемы получения модифицированных спиртами топлив, связанные с недостаточностью сведений о закономерностях процесса получения устойчивых модифицированных дизельных эмульсий. Предложено использование не только отдельных спиртов в качестве добавок в топливо, а также их композиций, на основе отходов производства метанола - сивушных масел.

Из анализа научных и технических литературных источников выявлены цель и задачи исследований.

Во второй главе приведены результаты исследования процесса получения устойчивых эмульсий на основе дизельного топлива и добавок. Исследованы условия получения стабильных топливных смесей с добавками различного функционального состава.

При проведении экспериментов использовали смеси дизельного топлива, соответствующего ГОСТ 305-82, и химических компонентов различного функционального состава. В качестве добавок в топливо исследовали: метанол, этанол, а также отходы производства спиртов -сивушные масла, в состав которых входят метанол (до 35%об.), этанол (до 16%об.), вода (до 34°/ооб.), а так же изобутиловые и изопропиловый спирты.

Смеси дизельного топлива с добавками - это метастабильные расслаивающиеся жидкости. Длительность метастабильного состояния модифицированных топливных смесей зависит от третьего вещества — эмульгатора. Исследованы различные типы эмульгаторов на основе спиртов, многоатомных спиртов и кетонов. Установлено, что наиболее оптимальным эмульгатором является изомеризованный спирт с количеством атомов углерода 3-5, имеющий близкую к дизельному топливу плотность, который обладает следующими свойствами:

1. Придает устойчивость эмульсии;

2. Обладает высокой активностью при минимальном количестве;

3. Не токсичный и не коррозионно-активный;

Процесс получения стабильных топливных эмульсий изучали при различных режимах смешения дизельного топлива и добавок: механическом перемешивании и ультразвуковой кавитации.

При механическом режиме процесс смешения вели при интенсивном перемешивании в течение 30 - 60 минут, при постоянной скорости вращения мешалки 800 об./мин. или при Яе = 20. При кавитации топливные смеси подвергали в течение 2-5 минут ультразвуковому воздействию при частотах

22 и 44 КГц. Полученные дизельные эмульсии исследовали на стабильность при различных температурах окружающего воздуха.

Условия получения стабильных модифицированных дизельных эмульсий Стабильными считаются эмульсии, которые не расслаиваются на раздельные фазы в течение трех месяцев. В результате лабораторных исследований выявлено, что существенное влияние на устойчивость топливных эмульсий оказывает соотношение дизельное топливо/добавка/эмульгатор.

Был проведен ряд экспериментов по получению топливных эмульсий с использованием добавок (метанол, сивушные масла) и эмульгатора с концентрациями до 5% об. Максимально допустимое содержание метанола до 3%об. в топливе устанавливает Европейская норма (Евро-4). Связано это с тем, что при большой концентрации в продуктах сгорания недопустимо возрастает содержание токсичных альдегидов, а также с содержанием воды в оксигенатах, а, следовательно, и со способностью топливно-спиртовых смесей к расслаиванию.

По результатам исследований построены диаграммы стабильности модифицированных дизельных эмульсий в системах: ДТ : метанол : эмульгатор, ДТ : сивушные масла : эмульгатор. В качестве иллюстрации на рис.1 приведены диаграммы для систем ДГ : сивушные масла: эмульгатор, полученных различным способами эмульгирования.

95 96 97 98 99 100 Дизельное топливо, %об.

• эмульсия устойчива

* эмульсия неустойчива А не дает эмульсии

а)

эмульсия устойчива эмульсия неустойчива не дает эмул ьсии б)

Рис.1. Диаграмма стабильности дизельных эмульсий, полученных а) механическим перемешиванием; б) ультразвуковой диспергацией

Анализ диаграмм стабильности позволил определить концентрации добавок, при которых топливные эмульсии устойчивы - нижняя область диаграмм.

При помощи математической обработки данных, полученных в результате исследований, в среде 81^таР1о1 11.0, были определены соотношения между объемами используемых реагентов в процессе эмульгирования:

Сдобавки — а -Ь- Сдиз.топлива

■ С = 1ПЛ — С —С

эмульгатора ^ диз.топлива ^добавки ^^

С 4-С < Ч

^добавки ^ иэмульгатора ^

где СйоШт - концентрация добавки в топливо, %об.; С***»«*. ' концентрация дизельного топлива (ДТ), %об.; С.м^атора - концентрация эмульгатора, %об.;

а,Ь - коэффициенты, зависящие от вида добавки, температуры топлива и метода эмульгирования (таблица 1).

Таблица 1. - Значения коэффициентов а,Ь для различных режимов эмульгирования: механического и ультразвукового, при использовании в качестве добавок в топливо метанола и сивушных масел_

Температура^—---^"' —^""Вид добавки т=о°с Т=-25°С

а Ь а Ъ

Механическое перемешивание

Метанол 19,8181 0,1834 17,3915 0,1602

Сивушные масла 45,3819 0,4524 45,1819 0,4524

Ультразвуковая кавитаиия

Сивушные масла 31,9391 0,3050 31,8391 0,3050

В таблице 1 представлены значения коэффициентов для системы уравнений (1), которая характеризует концентрационный предел устойчивости модифицированных топливных эмульсий.

Установлено, что область существования стабильной топливной эмульсии расширяется с повышением температуры и при обработке эмульсии ультразвуком.

Исследовано влияние механического и ультразвукового режима работы реактора. Установлено влияние интенсивности перемешивания на длительность сохранения устойчивого состояния смеси дизельного топлива с добавками. При использовании для приготовления эмульсий механического перемешивания интенсивность регулируется скоростью вращения мешалки, а ультразвуковой кавитации - частотой ультразвуковых колебаний. Установлена оптимальная скорость перемешивания для образования стабильных топливных эмульсий, равная ке= 19-20, при которой вводимая добавка равномерно диспергируется в непрерывной фазе - дизельное топливо. При повышении интенсивности перемешивания (11е>30), смесь начинает вспениваться и интенсивно испаряться.

Исследования влияния амидов на устойчивость топливной эмульсии Предложено для более полной очистки от оксидов азота использовать амиды, которые при разложении выделяют СО, аммиак и являются восстановителями оксидов азота, а также в процессе восстановления оксидов азотов выделяют до 12 МДж/кг энергии.

Для определения оптимального количества амида в топливной смеси исследовали устойчивость спирто-топливной эмульсии при различных концентрациях амида в процессии охлаждения смеси, регистрируя появление первых кристаллов (начало массовой кристаллизации) амида в объеме спирто-топливной смеси. Установлено максимальное количество амида в эмульсии (менее 0,5% масс), не вызывающее его кристаллизацию. Показано, что максимальная растворимость амида в топливной смеси наблюдается при соотношении метанол : эмульгатор =1:1.

В третьей главе изложены результаты исследования процесса горения модифицированных топливных эмульсий и эмиссии образующихся токсичных газов: СО, NOx, S02, CxHr

Анализ различных инженерных подходов моделирования процессов горения, протекающих в двигателе внутреннего сгорания, показал, что пространственное распределение полей концентрации реагирующий веществ, температур, давлений и скоростей в лабораторных условиях смоделировать сложно. С целью решения этой проблемы использовалась методика пространственно-временного предсказания процессов, протекающих в различных элементах камеры сгорания в конкретный момент времени. За основу моделирования условий работы двигателя взяты процессы, протекающие в начале и в конце такта расширения, а также в конце такта выпуска. Именно в конце такта выпуска дизельного двигателя токсичные компоненты (СО, сажа) выделяются в наибольшей степени. Поэтому, для исследования влияния добавок в дизельное топливо на снижение выбросов загрязняющих веществ моделировали условия, наблюдаемые в цилиндре двигателя под конец такта выпуска: температура 700-900К и давление 101-120КПа.

Для изучения эмиссии токсичных газов, образующихся при сжигании топливных эмульсий, была собрана установка по сжиганию дизельного топлива, в которой спирто-топливная эмульсия под действием внутреннего давления в сжигающем устройстве нагнетается через подающую трубку на распыляющую форсунку, где происходит ее воспламенение. Содержание вредных компонентов отработанных газов, находящихся в газовой кювете, анализировали при помощи газоанализатора ECOM-SG PLUS. На этом этапе выявляли составы и компоненты смесей, снижающие эмиссию вредных выбросов. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

Таблица 2. - Влияние топа и количества добавок к дизельному топливу на концентрацию вредных веществ (С) в продуктах горения (коэффициент

избытка воздуха -16)

Состав топливной смеси, % об. С, мг/м3

Дизельное Эмуль- Мета- Эта- Амид Ке- Н20 СО N0 so2 CjHy

топливо гатор иол нол тон %масс.

100 - - - - - - 247 11,3 168 0,075

97,5 0 2,5 - - - 172,3 9,7 57,3 0,067

95 2,5 2,5 ■ - - - 62,7 9,0 29,3 0,053

92,5 5 2,5 - - - - 152,7 10 56,0 0,070

95 2,5 - 2,5 - - - 131,8 2,7 62,8 0,030

92,5 5 - 2,5 - - - 194,8 2,7 102 0,045

82,5 10 - 7,5 - - - 211,7 3,0 132 0,047

94,96 2,5 - 2,5 0,04 - - 183,7 3,7 105,9 0,060

97,48 0 2,5 - 0,02 - - 182,7 9,7 59,0 0,077

97,46 0 2,5 ■ 0,04 - - 92,7 2,0 40,3 0,033

94,98 2,5 2,5 - 0,02 - - 209,3 9,0 97,3 0,057

94,96 2,5 2,5 - 0,04 - - 49,0 3,3 34,3 0,060

94,98 3 2 - 0,02 - - 185,0 2,7 84,3 0,043

97,48 2,5 - - 0,02 - - 107,7 9,3 31,7 0,073

97,48 - - - 0,02 2,5 - 91,3 9,0 20,7 0,070

95 2,5 - - - - 2,5 140,7 2,3 64,0 0,037

Изучение процессов испарения и горения топлива проводили методом синхронного термического анализа, результаты которого представлены на

рис. 3.

100 150Температура«С200 250 300

Рис. 3. Термограмма дизельного топлива и топлива, модифицированного присадками, при скорости нагрева 5°С/мин в атмосфере воздуха

Установлено, что испарение и окисление модифицированных топливных эмульсий протекают при более высоких температурах по сравнению с

дизельным топливом (см. рис.3).

Горение топлива сопровождается выделением в газовую фазу вредных выбросов: оксидов азота, углерода, серы, несгоревших углеводородов, которые определяли методом ИК-Фурье спектрофотометрии (рис.4).

Рис. 4. Изменение состава продуктов горения модифицированного дизельного топлива (скорость нагрева 5°С/мин, атмосфера воздуха)

В результате газового ИК-Фурье анализа, было доказано, что вводимые спиртовые добавки, а также амидный компонент снижают эмиссию вредных выбросов в окружающую среду: по оксиду углерода на 50-75%, по оксиду азота - на 60-70%. При этом наблюдается снижение содержания в

отходящих газах углеводородов в 2-2,5 раза.

На основании анализа литературных данных, термодинамических расчетов и материальных балансов процесса горения дизельных топлив установлено, что снижение эмиссии оксида углерода протекает параллельно по окислительным и восстановительным реакциям. При этом увеличение концентрации кислорода в топливе способствует более полному сгоранию:

1)2С0 + 02=2С02 (2)

В процессе разложения спиртов выделяется водяной пар, который

является окислителем СО до С02:

2) СН3ОН + 1,502 = С02 + 2Н20 (3) С0 + Н20 = С02 + Н2 (4)

Снижение содержания N0 в отработавших газах при использовании спиртовых добавок связано с термическим разложением и горением спиртов, при котором выделяется водород - восстановитель монооксида азота. Процесс восстановления N0 осуществляется продуктом окисления спиртов и спиртами по следующим реакциям:

1) СН3ОН + 0,5 02 = 2Н2 + С02

N0 + H2 = 0,5N2 + H20 (6)

NO + CH3OH + 02 = 0,5N2 + C02 + 2H20 (7)

При использовании амидной составляющей эффект снижения N0 в отработавших газах наблюдается благодаря присутствию аммиака, который является хорошим восстановителем. Аммиак образуется при разложении амидной составляющей при высоких температурах:

2) 6N0 + 4NH3 = 5N2 + 6Н20 (8) 6N02 + 8NH3 = 7N2 + 12Н20 (9)

Снижение оксидов азота в отработавших газах происходит также в результате восстановления оксидом углерода:

3) 2N0 + 2С0 = N2 + 2С02 (10) Связывание оксидов серы происходит за счет аммиака, выделяющегося

при пиролизе амидного компонента, содержащегося в топливе:

S02 + 2NH3 + H20 = (NH4)2S03 (11)

(NHi)2 SO3 + S02+ Н2О = 2 NH4HSO3 (12)

Установлено, что чем выше концентрации добавки (метанола или сивушных масел) в топливной эмульсии, тем меньше выбросы загрязняющих веществ. Предельные концентрации исследованных добавок в топливе ограничиваются условиями стабилизации эмульсий и нормами международных стандартов Евро-4 и Евро-5. При использовании спиртово-амидной добавки в дизельное топливо можно достичь снижения выбросов по оксиду углерода на 75-80%, по оксиду азота - на 65-70%, по оксидам серы -на 80-87%.

В четвертой главе изложены результаты опытных испытаний добавок в дизельное топливо в реальных условиях работы дизельного двигателя второго поколения автофургона марки «Мерседес-2ЮО».

Целью испытаний являлась оценка эффективности снижения выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в отходящих газах при работе дизельного двигателя на модифицированных топливных эмульсиях.

В процессе испытаний были апробированы различные модифицированные топливные эмульсии. Для каждой топливной композиции непрерывно в течение работы двигателя фиксировали состав и дымность отработавших газов газоанализатором «ЕСОМ-SG Plus» и фотометрическим датчиком «Мета-01МП». В составе отработавших газов определяли концентрации следующих веществ: СО, NO, N02, S02, СХНУ, С02. Составы эмульсий (см. табл.3), отличались типами спиртов, наличием амида и концентрацией эмульгатора:

Таблица 3. Составы топливных смесей и дымность отработавших газов дизельного двигателя (коэффициент избытка воздуха равен 6)_

№ смеси ДТ, %об. Эмульгатор, %о6. Метанол, %об. Этанол, %об. Амид, %об. Дымность

Ссшн мг/м3

Контрольное дизельное топливо (ДТ) 100 0 0 0 0 0,68

1 95,2 2,4 2,4 0 0 0,05

2 94,6 4 1,4 0 0 0,02

3 95,2 2,4 0 2,4 0 -

4 95,19 2,4 2,4 0 0,01 0,03

Среднестатистические данные по составу отработанных газов, полученных при работе дизельного двигателя на контрольном топливе и различных составах модифицированных топлив, приведены в табл.4.

Таблица 4. Концентрации ЗВ в отходящих газах и эффективность снижения выбросов ЗВ при работе дизельного двигателя на модифицированных топливных эмульсиях (коэффициент избытка воздуха - 6)_

№ смеси СО, мг/м3 Снижение выбросов, % NO, мг/м3 Снижение выбросов, % N02, мг/м3 Снижение выбросов, % % Снижение выбросов, %

ДТ 696,6 ±10 0 245,5 ±40 0 169,3 ±10 0 0,1 ±0,01 0

1 115,6 ±20 80-86 70,1 ±10 67-76 39,2 ±5 74-80 0,04 ±0,01 50-70

2 242,1 ±25 62-83 120,0 ±5 49-53 41,8 ±5 72-78 0,07 +0,01 20-40

3 187,0 ±15 71-75 125,4 ±10 45-53 61,7 ±5 61-67 0,06 ±0,01 30-50

4 160,9 ±23 74-83 95,9 ±10 57-95 55,1 ±5 65-70 0,04 ±0,01 50-70

Опытные испытания показали высокую эффективность действия разработанных добавок в дизельное топливо на снижение эмиссии вредных выбросов.

В пятой главе проведены данные по разработке технологии получения модифицированного дизельного топлива. Технология осуществляется в несколько стадий:

1. Приготовление добавки;

2. Приготовление смеси дизельного топлива с добавкой и эмульгатором;

3. Механическое перемешивание смеси дизельного топлива с добавкой и эмульгатором;

4. Ультразвуковое эмульгирование смеси с получением модифицированного дизельного топлива.

Разработанный вариант технологии (рис.5) обеспечивает возможность получения стабильной модифицированной дизельной эмульсии. Для придания стабильности эмульсии используют двухстадийное перемешивание, применяют эмульгирующее вещество. При такой технологии предусматриваются возможности получения модифицированного дизельного топлива с применением отходов производства метанола. Возможность получения по данной технологии модифицированного дизельного топлива расширяет области его применения, а также улучшает экологическую обстановку.

Разработано технико-экономическое обоснование строительства установки получения модифицированного дизельного топлива мощностью 39,6 т/час (337541 т/год). Капитальные вложения на строительство установки равны 2 350 тыс. рублей.

Рис.5. Принципиальная технологическая схема получения модифицированной топливной эмульсии 1 - емкость для хранения добавки, 2 - емкость для хранения эмульгатора, 3 - смеситель, 4 - реактор для смешения дизельного топлива с добавкой, 5 - ультразвуковой диспергатор; 6,7,8,9 - центробежные насосы.

Рассчитан предотвращенный экологический ущерб от предполагаемого снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу дизельных двигателей внутреннего сгорания при введении добавок в топливо на территории Пермского края, равный 15,450 млн. руб. в год. При этом происходит снижение выбросов: сажи на 85,4 тонн в год, монооксида углерода на - 9387 тонн в год, оксидов азота на - 574 тонны в год, углеводородов на - 587 тонны в год и диоксида серы на 1,2 тонны в год.

Также рассчитан предотвращенный предполагаемого использования отходов добавок к топливу, равный 1045 руб/год.

экологический ущерб от - сивушных масел в качестве

Выводы

1. На основании анализа научно-технической литературы определены способы снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при работе дизельных двигателей. Установлено, что перспективным направлением развития топливной индустрии является разработка дизельных топлив, модифицированных добавками. Наиболее эффективными добавками для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при горении топлив являются спирты и амиды.

2. Показано, что условиями получения стабильных модифицированных дизельных эмульсий являются: наличие эмульгатора, соблюдение гидродинамических режимов. Установлено влияние соотношения дизельное топливо/добавка/эмульгатор, скорости перемешивания, наличия амидов на устойчивость дизельных эмульсий. Концентрация добавки в смеси при использовании механического перемешивания (11е=20) не должна превышать 2%об., а при использовании ультразвуковой диспергации - не более 3%об.

3. В результате исследований процесса горения модифицированных топливных эмульсий изучено влияние добавок в топливо на процессы испарения и окисления модифицированных топлив. Предложен и теоретически обоснован химизм действия добавок в дизельное топливо на снижение эмиссии вредных выбросов.

4. В лабораторных условиях установлен состав отходящей газовой фазы, образующейся при горении дизельного топлива. Экспериментально доказано, что вводимые спиртовые добавки, сивушные масла, а также амидный компонент снижают выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: по оксиду углерода на 75-80%, по оксиду азота - на 65-70%, по оксидам серы -на 80-87%.

5. Опытные испытания добавок в дизельное топливо в реальных условиях работы дизельного двигателя второго поколения автофургона марки «Мерседес-21 (Ю» показали высокую эффективность влияния добавок на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Установлено, что при использовании модифицированного топлива в дизельном двигателе наблюдается снижение вредных выбросов: монооксида углерода в 6 раз, монооксида азота в 3,5 раза, диоксида азота в 4 раза, снижение содержания в отходящих газах углеводородов в 2-2,5 раза и снижение сажеобразования в 7 раз.

6. Разработана технология приготовления модифицированного дизельного топлива, предусматривающая возможность применения отходов производства метанола с концентрацией до 3% об.

7. Разработано технико-экономическое обоснование строительства установки получения модифицированного дизельного топлива мощностью

Ч-

337541 т/год с капитальными вложениями в размере 2 350 тыс. рублей. Определен предотвращенный экологический ущерб (15,451 млн. руб. в год) от предполагаемого снижения выбросов зафязняющих веществ в атмосферу дизельных двигателей внутреннего сгорания на территории Пермского края и от использования отходов - сивушных масел в качестве добавок к дизельному топливу. Ожидаемое снижение токсичных выбросов составит 10 635 тонн в год.

Основное содержание диссеутаииотой работы изложено в следующих работах:

1. Ваганов К.В., Пойлов В.З., Кобелева А.Р., Майер В.В., Бибакова Т.А., Старостин А.Г., Коромыслов П.О. Исследование добавок к бензинам и дизельным топливам, снижающим эмиссию вредных выбросов // Вестник Пермского государственного технического университета. Химическая технология и биотехнология. 2007. №7(1), с. 119-128.

2. Ваганов К.В., Кобелева А.Р., Пойлов В.З., Старостин А.Г. Исследование продуктов горения дизельных топлив // Вестник Пермского государственного технического университета. Химическая технология и биотехнология. 2008. №8(1), с. 191-200.

3. Кобелева А.Р., Ваганов К.В., Пойлов В.З., Старостин А.Г. Разработка состава композиционной добавки в дизельное топливо, снижающей эмиссию вредных выбросов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2008. №12, с. 48-50.

4. Кобелева А.Р., Ваганов К.В., Пойлов В.З., Старостин А.Г. Разработка состава спирто-топливных смесей и факторы, влияющие на их фазовую стабильность // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2008. №12, с. 51-53.

5. Ваганов К.В., Кобелева А.Р., Пойлов В.З. Синхронный термический анализ с совмещенным ИК-фурье-спектрофотометрическим анализом дизельных топлив, модифицированных экологическими добавками // Вестник Пермского государственного технического университета. Химическая технология и биотехнология. 2009. №9(1), с. 231-238.

Подписано в печать 24.03.2010г. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 390/2010.

Издательство

Пермского государственного технического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113 тел. (342) 219-80-33

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ваганов, Константин Викторович

Введение;

Глава 1. Анализ научно-технической и патентной информации по проблеме снижения выбросов загрязняющих веществ, образующихся при горении дизельных топлив

1.1. Влияние выбросов загрязняющих веществ на окружающую среду

1.2. Методы и способы снижения загрязняющих веществ в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания

1.2.1. Создание новых конструкций двигателей

1.2.2. Новые виды топлива

1.2.3. Создание дополнительных устройств, нейтрализующих вредные выбросы

1.2.4. Разработка систем типа "старт - стоп"

1.2.5. Использование модифицирующих топливных добавок

Выводы по разделу

1.3. Обоснование цели и задач исследований

Глава 2. Исследование способа получения устойчивых эмульсий на основе дизельного топлива и добавок

2.1. Методы эмульгирования

2.2. Объекты исследования

2.3. Методика эмульгирования

2.4. Результаты экспериментов по эмульгированию дизельного топлива с добавками'

2.4.1 Выбор эмульгатора;

2.4.2. Изучение влияния температуры на стабильность полученных эмульсий

2.4.3. Изучение устойчивости модифицированных топливных эмульсий

2.4.4. Выбор оптимальной скорости перемешивания

2.4.5. Влияние амида на устойчивость топливных эмульсий

Выводы по разделу

Глава 3. Исследование процесса горения модифицированного топлива

3.1. Методика исследования-процессов горения топливных эмульсий с определением эмиссии вредных выбросов

3.2. Исследование влияния синтезированных добавок на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

3.3. Исследование влияния композиций дизельного топлива с отходами производства метанола на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу методом синхронного термического анализа и ИК-Фурье спектроскопии

Глава 4. Опытные испытания модифицированных топливных эмульсий

4.1. Влияние добавок на эксплуатационные характеристики модифицированных дизельных топлив

4.1.1. Определение кинематической вязкости

4.1.2. Определение цетанового числа

4.1.3. Определение фракционного состава топлив

4.2. Опытные испытания способа снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при работе дизельного двигателя

4.2.1. Методика опытных испытаний и анализа составов отработанных газов

4.2.2. Результаты опытнык испытаний

Выводы по разделу108'

Глава 5. Установка для получения модифицированных топливных композиций

5.1. Описание установки для получения модифицированных топливных композиций

5.2. Расчет капитальных затрат на сооружение и эксплуатацию объекта

5.3. Расчет предотвращенного экологического ущерба от предполагаемого снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и утилизации отходов производства метанрла

Выводы по разделу

Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу путем модифицирования дизельных топлив"

Актуальность работы. Известно, что при сжигании дизельных топлив в двигателях внутреннего сгорания выделяются токсичные газы: оксиды углерода (II) СО, азота NOx, серы SOx, углеводороды, альдегиды и сажа. Так для Пермского края выбросы дизельным автотранспортом за 2009 год составляют: 12282 т/год СО, 801 т/год NOx, 2 т/год сернистого ангидрида, 1068 т/год углеводородов и 107 т/год сажи. Высокая токсичность, канцерогенные свойства этих выбрЬсов приводят к увеличению заболеваний людей, ухудшению экологической обстановки регионов. Поэтому необходимо снижать выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Это особенно актуально при использовании дизельных двигателей в рудниках, шахтах, закрытых помещениях (складах, гаражах, ангарах и т.п.), воздух которых поступает на рабочие места персонала и должен соответствовать санитарным нормам.

• разработать способ получения устойчивых эмульсий на основе дизельного топлива и добавок;

• изучить влияние добавок ,на процессы испарения и окисления топливных эмульсий, обосновать химизм действия добавок в дизельном топливе на снижение выбросов загрязняющих веществ;

Научная новизна

3. Определены границы устойчивости топливных эмульсий в системах: дизельное топливо - добавка - амид - эмульгатор (где добавка -сивушные масла или метанол) при температурах смеси от -20 до 25°С, различных скоростях перемешивания (Re = 14 - 20) и ультразвуковой обработке эмульсий при частотах 22; 44 кГц.

Практическая значимость

2. Разработан способ использования отходов производства метанола -сивушных масел в качестве доб'авок в дизельные топлива, снижающих выбросы загрязняющих веществ.

Достоверностьрезультантовисследования подтверждена соответствием полученных результатов известным физико-химическим закономерностям. Достоверность экспериментальных данных обеспечивается использованием современных средств и методик проведения исследований с t * применением методов математического моделирования и статистической обработки данных. Для получения экспериментальных данных были использованы следующие приборы и анализаторы:

- прибор синхронного термического анализа STA 449С Jupiter с погрешностью измерений ±1,0%, чувствительностью по массе 10"4мг, по температуре 0,1°С, ''калориметрической чувствительностью 0,5 мкВ/мВт;

- газовый ИК-Фурье анализатор TENSOR 27 Bruker, с погрешностью измерений 0,01%, разрешающей способностью 0,5 см"1;

- газоанализатор ECOM-SG PLUS с погрешностью измерений 1%;

- фотометрический датчик дымности отработавших газов марки «МетаI

01 МП» с погрешностью измерений 1%. Воспроизводимость данных исследования подтверждена опытными испытаниями по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при работе дизельного двигателя.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

2. Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при t горении модифицированного топлива добавками смесей спиртов, амидов и сивушных масел;

Связь работы с научными темами. Диссертационная работа выполнена в рамках инновационной образовательной программы ПГТУ

Наукоемкие технологии переработки нефти и газа», внутривузовской программы развития университетов, а также в соответствии с планом НИР, выполняемом по хоздоговору №2008/90 с ОАО "Уралкалий".

Работа принимала участие в VIII-м Конкурсе молодых ученых и специалистов на лучшую научно-техническую разработку, объявленном ОАО «Нефтяная компания «ЛУКОЙЛ» в 2007г. по направлению «Переработка нефти, нефтехимия, нефтепродуктообеспечение; Промышленная и экологическая безопасность» и получила одобрение ведущих специалистов в этой области.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 39 таблиц. Работа состоит из введения, 5 глав; выводов, библиографии, приложений-.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Ваганов, Константин Викторович

Выводы

2. Показано, что ' условиями получения стабильных модифицированных дизельных эмульсий являются: наличие эмульгатора, соблюдение гидродинамических режимов. Установлено влияние соотношения дизельное топливо/добавка/эмульгатор, скорости перемешивания, наличия амидов на устойчивость дизельных эмульсий. Концентрация добавки в смеси при использовании механического перемешивания (Re=20) не должна превышать 2%об., а при использовании ультразвуковой диспергации — не более 3%об.

3. В результате исследований процесса горения модифицированных топливных эмульсий изучено' влияние добавок в топливо на процессы испарения и окисления модифицированных топлив. Предложен и теоретически обоснован химизм действия добавок в дизельное топливо на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу дизельными двигателями.

5. Опытные испытания добавок в дизельное топливо в реальных условиях работы дизельного двигателя второго поколения автофургона марки «Мерседес-210D» показали высокую эффективность влияния добавок на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Установлено, что при использовании модифицированного топлива в дизельном двигателе наблюдается снижение вредных выбросов: монооксида углерода в 6 раз, монооксида азота в 3,5 раза, диоксида азота в 4 раза, снижение содержания в отходящих газах углеводородов в 2-2,5 раза и снижение сажеобразования 4 в 7 раз.

337541 т/год с капитальными вложениями в размере 2 350 тыс. рублей.

Определен предотвращенный экологический ущерб (15,451 млн. руб. в год) от предполагаемого снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу к дизельных двигателей внутреннего сгорания на территории Пермского края и от использования отходов - сивушных масел в качестве добавок к дизельному топливу. Ожидаемое снижение токсичных выбросов составит 10 635 тонн в год.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Ваганов, Константин Викторович, Пермь

1. Данилов, А. М. Введение в химмотологию. М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2003. 464 с.

2. Равич, М. Б., Дворин, С. С., Ленков, А. Я., Певзнер С. И. Топливо. М.: Издательство «Наука», 1972. 216 с.

3. Мастепанов, А. М., Саенко, В. В., Рыльский В. А. Топливно-энергетический комплекс России на рубеже веков состояние, проблемы и перспективы развития. Справочно-аналитический сборник. М.: ГУ ИЭС, 2008.- 1028 с.

4. Мировой нефтегазовый рынок: инновационные тенденции. Под ред. д.т.н. В. В. Бушуева, д.э.н. Е. А. Телегиной, д.э.н. Ю. К. Шафраника. М.: ИАЦ Энергия, 2008. 358 с.

5. Топливно-энергетический комплекс России 2000-2007 гг. Под общ. ред. проф., д.т.н. В. В. Бушуева, д.э.н. А. М. Мастепанова, к.г.н. . И. Громова. М.: ИАЦ Энергия, 2008. 432 с.

6. Сафонов, А. С., Ушаков А.И., Чечкенев И.В. Автомобильные топлива. СПб.: НПИКЦ, 2002. 264с.

7. Терентьев Г.А., Тюков В.М., Смаль Ф.В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М.: «Химия» 1989. 250 с.

8. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М.: Финансы и статистика, 1999. 670 с.

9. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Уч. пособие. М.: Ф АИР-ПРЕС С, 2005. 736 с.

10. Альперин М.В. Общая экология. М.: Издательство "Форум", 2006. 336 с.

11. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М.: Издательство "Финансы и статистика", 2001. 688 с.

12. Давиденко Н.М. Проблемы экологии нефтегазоносных и горнодобывающих регионов Севера России. Новосибирск.: Наука, 1998. 224с.

13. Куртовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1991.- 119 с.

14. Данилов А. М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. М.: Химия, 1996. 232 с.

15. Данилов А. М. Применение присадок в топливах для автомобилей: справочное издание. М.: Химия, 2000. 232 с.

16. Автомобильные топлива под ред. Я.Б. Черткова. М.: Транспорт, 1982.-316 с.

17. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики. Новосибирск, СО РАН, ГПНТБ, 1996.- 156 с.

18. Антидымная присадка для моторных топлив. Пат. 2118339 Российская Федерация, МПК7 С 10 L 1/18,,С 10 L 1/22. / Сыркин В.Г., Лебедев С.Р., Скачков А.Н. № 97116251/04; заявл. 27.08.97; опубл. 27.08.98; С1. 2 с.

19. Liquid fuel additive. Пат. 1210135 Китай, МПК7 С 10 L 1/22. / Horio Tadamasa, Lu Youbin. № 97114244; заявл. 29.08.97; опубл. 10.03.99. ' •

20. Fuel additive for enhancing combustion efficiency and decreasing emissions. Пат. WO 2006101918 МПК7 С 10 L 10/10, С 10 L 10/1. / Holcomb Robert; Holcomb Andrew. № WO 2006US09384 20060316; опубл. 28.09.06.

21. Новые добавки к углеводородному топливу и рецептуры топлив, обладающих улучшенными свойствами горения. Заявка 2006102141*7

22. Российская Федерация, МПК С 10 L 1/16. / Джордан Фредерик Л., Долбир Джеффри Э. № .2006102141/04; заявл. 25.06.04; опубл. 10.06.06; А. 2 с.

23. Improved fuel additive formulation and method of using same. Пат. 1509325 Китай, МПК7 С 10 L 1/22. / Arthur R. Foote, Micael Kakin, Magnum Environmental Technologies, Inc. № 01816546; заявл. 27.07.01; опубл. 30.06.04.j

24. Gasoline fuel additive. Пат. 1446890 Китай, МПК7 С 10 L 1/22. / Hongen Wanda Industry Co., Ltd. № 02107974; заявл. 22.03.02; опубл. 08.10.03.

25. Экологическая присадка к топливу. Пат. 2159794 Российская Федерация, МПК7 С 10 L 1/18, С 10 L 1/28. / Ашкинази Л.А., Перекалов B.C., Сердюк Д.В., Сердюк В.В., Закрытое акционерное общество

26. Академия прикладных исследований". № 2002115797/04; заявл. 13.08.99; опубл. 27.11.00; С1. 2 е.: ил.

27. Fuel additive for internal combustion engine based on combustion theory. Пат. 2003-119477 Япония, МПК7 С 10 L 1/08, С 10 L 1/18, С 10 L 10/02. / Keyaki Yoshiro, Keyaki Yoshiichi, Keyaki Yoshihiro. № 2001-316508; заявл. 15.10.01; опубл. 23.04.03.

28. Nano emulsified fuel addtiive and its perparing method. Пат. 200410058380 Китай, МПК7 С 10 L 1/30. / Xie Xuexiu. № 1587357; заявл. 13.08.04; опубл. 02.03.05.

29. Fuel compound with reducing discharge and its use. Пат. 1204684 Китай, МПК7 С 10 L 1/12. / G. С. Jeffrey. № 98106256; заявл. 07.02.98; опубл. 13.01.99.

30. Противодымная присадка- к топливу. Заявка 2000125030 Российская Федерация, МПК7 С 10 L 1/18. / Пудов В.П., Васильев В.Г. -№ 2000125030/04; заявл. 03.10.00; опубл. 10.08.02; А. 2 с.

31. Антидымная присадка для моторных топлив. Заявка 97116251 Российская Федерация, МПК7 С 10 L 1/18, С 10 L 1/22. / Сыркин В.Г., Лебедев С.Р., Скачков А.Н, № 97116251/04; заявл. 25.09.97; опубл. 20.12.98; А. 2 с.

32. Engine fuel additive for eliminating smoke. Пат. 1218098 Китай, МПК7 С 10 L 1/02. / Sun Lezhi, Huang Hairong. № 97122154; заявл. 26.11.97; опубл. 02.06.99.

33. Добавка к бензину и топливная композиция. Пат. 2134714 Российская Федерация, МПК7 С 10 L 1/18. / Барсуков А.В., Лебедев С.Р., Никитина Е.А., Курбатов Е.В., Никитин С.Ф., Закрытое акционерное общество

34. Научно-производственный центр горюче-смазочных материалов". № 98112092/04; заявл. 03.07.98; опубл. 20.08.99;1. С1. 2 с.

35. Diesel fuel additive composition and its usage. Пат. JP 5132682 Китай, МПК7 С 10 L 1/192, С 10 L 1/195, С 10 L 1/22, С 10 L 1/224, С 10 L 10/12. / Ishikawa Takashi; Ise Hajime. № JP19910324051 19911113; опубл. 28.05.93.

36. Diesel fuel additive composition for engine-driven vehicle. Пат. 10-060458 Япония, МПК7 С 10 L 1/08, С 10 L 1/06, С 10 L 1/22. / Lozzi Orlando. № 09-151207; заявл. 09.06.97; опубл. 03.03.98.

37. Кутепов A.M., Бондарева Т.Н., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высш. шк., 1990. 520 с.

38. Добавка к бензину и топливная композиция. Пат. 2212433 Российскаяt \

39. Федерация, МПК7 С 10 L 1/18. / Перышкин В.А. ,Борисов С.Р., Фасгиев А.Н., Никитина Е.А., Емельянов В.Е., акционерное общество "Уфимский НПЗ". № 2002115797/04; заявл. 14.06.02; опубл. 20.09.03; С1. 2 с.

40. Alcohol mixture fuel additive for car engine comprising methanol as main component. Заявка 1020050006005 А Корея, МПК7 С 10 L 1/16. / Kim,

41. Dong Ro, Kim, Swon Hew. № 1020030046226; заявл. 08.07.03; опубл. 15.01.05.

42. Fuel additives. Пат. 1368539 Китай, МПК7 С 10 L 1/22. / America Environmental Energy Fuel Co., Ltd. № 01103601; заявл. 05.02.01; опубл. 11.09.02.

43. Environment-protecting energy-saing gasoline additive. Пат. 1284541 Китай, МПК7 С 10 L 1/22. / Tianmen Chemical Reagent Plant Hubei Prov. -№ 99116603; заявл. 17.08.99; опубл. 21.02.01.

44. Light hydrocarbon fuel additive. Пат. 1245824 Китай, МПК7 С 10 L 1/18. / Feng Zhanting, Tian Ruhua. № 99112418; заявл. 31.08.99; опубл. 01.03.00.

45. Перспективные направления использования альтернативных топлив: Отчет о НИР / ПГТУ; Ваганов К.В., Кобелева А. Р., Пойлов В.З. Пермь, 2007. 10 с.

46. Информационно-аналитические исследования по добавкам в топливо, снижающих эмиссию вредных выбросов в двигателях внутреннего сгорания: Отчет о НИР / ПГТУ; Кобелева А. Р., Ваганов К.В., Пойлов В.З. Пермь, 2007. -21 с?.

47. Адельсон С. В., Вишнякова Т. П., Паушкин Я.М., Технология нефтехимического синтеза, 2 изд., М., 1985. 608 с.

48. Лебедев Н.Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, 4 изд. М., 1988. 592 с.

49. Fuel additive composition for reducing generation of exhaust gas of vehicle. Пат. 1020050008002 А Корея, МПК7 С 10 L 1/14. / Kim, Sang In. № 1020030047666; заявл. 14.07.03; опубл. 21.01.05.

50. Пасынский А.Г. Коллоидная химия: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1959.-264 с. , ;

51. В. Клейтон. Эмульсии, их теория и технические применения. М.: Издательство иностранной литературы 1950. 681 с.

52. ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия.

53. Вед. 1993-01-01. — Издательство стандартов, 1982. 8 с.• к

54. ГОСТ 2222-95. Метанол технический. Технические условия. -Вед. 2001.01.01. Издательство стандартов, 2000. - 19 с.

55. ГОСТ 18300-87. Спирт этиловый, ректификованный, технический. Технические условия. Вед. 1988. 07.01. - Издательство стандартов, 1987.-7 с.

56. Онойченко, С. И. Применение оксигенатов при производстве перспективных автомобильных бензинов. М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2003. 64 с.

57. Коханов, С. И. Разработка и исследование антидетонационных добавокiдля автомобильных бензинов. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н. М., РГУНГ им. И.М. Губкина, 2006. 116 с.

58. Карпов, С.А. Автомобильные бензины с улучшенными экологическими свойствами. // Экология и промышленность России. Январь 2006 г. -С. 30-32.

59. Сайдахмедов, С. И., Карпов, "С. А., Коханов, С. И., Капустин, В. М.

60. Повышение фазовой стабильности бензино-спиртовых смесей. // Сб.материалов 6-го Международного форума «Топливно-энергетическийкомплекс России». С.-Петербург. 2006 г. С. 160-161.i

61. Directive 98/69/ЕС of the European Parliament and of the Council of 13 October 1998 relating to measures to be taken against air pollution by emissions from motor vehicles and amending Council Directive 70/220/EEC.

62. Способ очистки газов от оксидов азота. Заявка. 94010682 Российская Федерация, МПК7 B01D53/56. / Углев Н.П., Шенфельд Б.Е., Комаров М.Н., Шуверов В.М., Ощепкова А.З., Рябов В.Г., Токарев В.В., Крылов В.А. Опубл. 1996.01.27.

63. Кулиев, А. М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. 2-е изд. СПб.: Химия, 1985. 312 сг

64. Куртовой, В.А. Впрыск топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1981.-119 с.•4

65. Сполдинг, Д. Б. Основы теории горения. М.: Государственное энергетическое издательство, 1959. 321 с.

66. Батурин, С. А., Макаров, В. В., Лоскутов, А. С. Феноменология и химизм процесса, результирующее сажевыделение в дизелях // Тр. Ленингр. политехи, ин-т, 1985, № 411. С. 52-55.

67. Белов, С. В., Морозов, Л. Л. Снижение токсичности выбросов транспортно-энергетических установок: Учеб.пособие. МВТУ им. Н.Э.Баумана. М., 1984. 36 с.

68. Бурико, Ю. Я., Кузнецов, В. Р. О возможном механизме оборазованияокислов азота при турбулентном диффузионном горении // Физ. горения и взрыва, 1978, 14, № 3. С.32-42.

69. Звонов, В. А., Фурса, В. В. Методика расчета окислов азота в цилиндре дизеля // Двигатели внутр.crop. Респ. межвед. темат. науч.-техн. Сб, 1976, V, вып. 24. С 107-115.

70. Малов, Р. В. Расчет концентраций окислов азота в отработавших газах дизеля //Автомобильная промышленность, 1977, № 5. -1. 9-10.

71. Махов, В. 3., Ордабаев, Е. К. Влияние скорости движения воздушногозаряда на образование окиси азота в дизеле // Токс-ть двиг. внутр.iсгорания. М., 1997. С.56-65.

72. Мочешников, Н. А., Френкель, А. И. Обобщенные зависимости влияния регулировок дизеля на его токсичность и экономические показатели // Автомобильная промышленность 1974. № 11. - С. 17-20.

73. Новиков, Л. А., Вольская, Н. 'А., Хинчук, Г. Моделирование рабочего процесса и эмиссии окислов азота (NOx) малотоксичного дизеля с рециркуляцией ОГ, обогащенных кислородом // Двигателестроение, 1991.-№ 6-С. 36-38.

74. Полещук, И. В., Фасхудйнов, А. X. Применение теории подобия к исследованию процессов сажеобразования // Вопросы теории и расчета рабабочих процессов теплов. двигателей. Уфа, 1985, № 9. - С. 161-165.

75. Стефановский, Б. С., Скобцов, Е. А., Корсик, Е. К. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972. 368 с.

76. Щербаков, А. А, Воробьев, А. Ю. Моделирование рабочего процесса в ДВС с целью снижения окислов азота в отработавших газах // Всерос. науч.-метод. конф.: Тез. докл. СПб, 1996. ч.2. - С. 234-236.

77. Gabbott Paul, Principles and Applications of Thermal Analysis. Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd, 2008. * 464 c.

78. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия: Пер. с англ. М.: Мир, 1982, 328 с.

79. Крылов, А. С., Втюрин, А. Н., Герасимова, Ю. В. Обработка данных инфракрасной фурье-спектроскопии. Методическое пособие. Красноярск: Препринт № 832 Ф., Институт физики СО РАН, 2005.-48 стр.

80. Ахметов, С. А. Технология переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

81. Химия окружающей среды под ред. Дж. Бокриса. М.: Химия, 1982. 234 с.

82. Мухленов, И. П., Авербух, А. Я. Общая химическая технология: учеб. Для химико-техн. спец. вузов. В 2-х т. М.: Высшая школа, 1984. 256 с.

83. Основы научных исследований: учебник для технических вузов под ред. Крутова В. И., Попова В. В. М.: Высшая школа, 1989. 400 с.

84. Равдель, А. А., Пономарева/ А. М. Краткий справочник физико-химических величин. 10-е изд., испр. и доп. СПб.: «Иван Федоров», 2003. 240 с.

85. Карпов, С. А., Кунашев, JI. X. Применение алифатических спиртов в1качестве экологически чистых добавок в автомобильные бензины. Нефтегазовое дело, 2006. 12 с.

86. Поносова, Ю. В. Практическая химия топлив и масел. СПб.: «Синтез», 2006.- 110 с.

87. Перельман, В. И. Краткий справочник химика. М.: ГХИ, 1963. 623 с.ч

88. Колобов, М. П. Эксплуатационные материалы для автомобилей и специальных машин. М.: ДОСААФ, 1987. 167 с.

89. Манусадьжянц О.И., Смаль Ф.В. Автомобильные эксплуатационныематериалы. М.: Транспорт, 1989. 132 с.1

90. Васильева JI.C. Автомобильные эксплуатационные материалы М.: Транспорт, 1986. - 279 с.

91. Грамолин А.В., Кузнецов А.С. Топлива, масла, смазки, жидкости, материалы для эксплуатации и ремонта автомобилей. М.: Машиностроение, 1995. 63 с.

92. ГОСТ 27768-88. Топливо дизельное. Определение цетанового индекса расчетным методом. Вед. 1989.01.01 — Издательство стандартов, 1988.-3 с.

93. ГОСТ 306-82. Топливо дизельное. Методы определения фракционногоIсостава. Вед. 1983.01.01 - Издательство стандартов, 1982. - 12 с.

94. Лазепный, В. Г. Государственная инспекция по экологии и природопользованию пермского края. Отчет о деятельности за 2008 год . Пермь, 2009. 18 с

95. Касаткин, А. Г. Основные1 процессы и аппараты химических технологий. М.: «Госхимиздат», 1961.-830с.

96. Борисов, Г. С., Брыков, В. П., Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химических технологий: пособие по проектированию. М.: Химия, 1991.-496 с.

97. Агранат, Б. А. Ультразвукоэая технология. М.: «Металлургия», 1974. 504 с.

98. Экономическая теория. Под ред. А.И.Добрынина, Л. С. Тарасевича. С.-Пб.: Питер, 2000. 544 с.

99. Экономика. Под рбд. 1 А. И. Архипова, А. Н. Нестеренко, А. К. Большакова. М.: Проспект, 1999. 792 с.

100. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба: утв. председателем Госкомэкологии В. И. Данилов-Данильяновым 09.03.99. М.: 1999. 44 с.■ i

101. ОАО, «МЕТАФРАКС» Служба технологического контроля Лаборатория по обслуживанию производства метанола

102. Россия, Пермский край, город Губаха.

103. Факс (34248) 4-73-97, тел. (34248)9-28-151. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ11 от 20.10.2008г.

104. Наименование заказчика испытаний, адрес: производственно-технический отдел ОАО «Метафракс».

105. Объект испытаний: сивушное масло (фракция метанол-масло-вода).

106. Место отбора проб, характеристика объекта испытаний: колонна основной ректификации поз.1143/2 производства метанола ОАО «Метафракс».

107. Дата, время отбора (доставки) пробы: в лабораторию пробу доставил аппаратчик перегонки отделения конверсии метана и ректификации метанола Устругав С.А., 20.09.08г., в 1000 ч.

108. Нормативная документация, устанавливающая требования к объекту испытаний:

109. Нормативная документация, в соответствии с которой проводились испытания:

110. Руководство по эксплуатации плотномера DE 40 фирмы Mettler Toledo.

111. ГОСТ 14870 «Продукты химические. Методы определения воды», Пункт 2. Руководство по эксплуатации титратора Карла Фишера DL 18 фирмы Mettler Toledo.

112. Методика определения содержания высших алифатических спиртов газохромагографи-ческим методом.4. Расчетный метод.

113. Дата и результаты испытаний: 20.10.2008г.п/п Наименование показателей Единицы измерении Результаты испытаний, погрешность Норма НД на меюды йены пиши

114. Плотность при 20 °С г/см5 0,876 1)

115. Массовая доля воды %! 33,98 Г2.Г 1

116. Массовая доля высших спиртов в том числе: % 30.94 3)этанола % 15,94 изо-пропанола % 2,17 пропанола % 5,08 вторичного бутанола % 4,27 изо-бутанола %' 1,96 1 1бутаиола % 1,52 1

117. Массовая доля метанола % 35,08 4)

118. Испытания производили: лаборант хим.анализа И.С.Травкиналаборант хим.анализа М.М.Рахмап длина

Информация о работе

Ваганов, Константин Викторович
кандидата технических наук
Пермь, 2010
ВАК 03.00.16

Диссертация

Разработка способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу путем модифицирования дизельных топлив - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы