Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Сжигание в дизеле промышленных отходов на базе бутилацетата как добавки к дизельному топливу

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Сжигание в дизеле промышленных отходов на базе бутилацетата как добавки к дизельному топливу"

государственный комитет российской федерации по высшему образованию

- россиискш университет дружбы народов

На правах рукописи

ХАМЗА АЕВАС САИЕД КАССЕМ

УДК: 621.436.038.001.

СКИТАНИЕ В ДИЗЕЛЕ 1Р0ШШЕИНЫХ ОТХОДОВ НА БАЗЕ БУТШАЦЕТАТА КАК ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

II.00.II- охрана окружающей среды и рациональное использование

природных ресурсов 05.04.02.- тепловые двигатели

/

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-ХЭЭЗг.

Работа выполнена на кафедре комбинированных двигателей 1 внутреннего сгорания Российского Университета друкбы народов.

Научный руководитель : доктор технических наук, ггрофессор

Н.Н.Патрахальцев

Научный консультант : академик АН ВШ, доктор

технических наук, профессор Э.М.Москаленко

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Д.Д.Багиров, кандидат технических наук, старший научный сотрудник А.М.Сайкин

Ведущая организация - Научно-исследовательский

тракторный институт (11АТИ)

Защита диссертации состоится "30" ноября 1993г. в 15_°° час. на заседании Специализированного совета К 053.22.26 в Российском Университете дружбы народов по адресу: I17302, г.Москва, ул. Орджоникидзе, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского Университета друкбы народов (117198, г.Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6).

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В структуре баланса первичных источников энергии подавляющего большинства стран, по мерз снижения их удельного веса, идут нефть, уголь, природный газ, ядерная энергетика и наконец возобновляемые энергоресурсы. К возобновляемым энергоресурсам относят : энергию солнца, ветра, морских волн, течений и приливов; теплоту земли, окружающей среда (воздуха, поверхности земли, воды, грунтовых вод) морей и океанов; гидроэнергию; различные коммунальные, бытовые и промышленные отходы; биомассу.

С точки зрения природоохранных мер, защиты окрукающей среды и рационализации использования природных ресурсов, актуальным является увеличение производства энергии из возобновляемых источников. В настоящее время доля энергии (тепловой, электрической) производимой из возобновляемых источников в мира составляет - менее 10%. Прогнозами предполагается увеличение этой доли до 12% к 2000 и до 16-24% в 2020г. Широкое использование возобновляемых источников энергии задерживается повышенной себестоимостью производства единицы энергии. Так например, в Германия себестоимость ядерной энергии составляет порядка 0,1 германской марки на кВт.час (Ш/кВт.час) энергии, получаемой из традиционных тошгав - 0,15, гидроэнергии - до 0,27, ветровой - до 0,3, солнечной - до 0,4-0,65, а затрата на прямое преобразование последней в электрическую составляют 1,8-3 Ш/кВт.час. Стоимость производства энергии из отходов (бытовых, коммунальных и промышленных, в том числе и биомассы) дастигает 0,4 Ш/кВт.час. Прогнозы показывают, что предполагаемая структура возобновляемых источников энергии в близкаШгем будущем будет распределяться следующим образом: древесные отходы и биомасса составят около ЗТ% этих источников, гидроэнергия - 35% и солнэчно-взтровая - около 27%. Если принять, что доля энергии, вырабатываемой на основании возобновляемых источников, составляет около 5-6%, то 26% этой энергии в настоящее время в такой стране как Германия получается на мусороскигаицих установках, установках для сжигания древесных отходов, а также с использованием биомассы.

1

1 1

Причем в подавляющем большинстве случаев, последняя используется для переработки в различные топлива.

В настоящее время известны разработки, посвященные сжиганию в дизелях различных отходов промышленности. К таким работам следует отнести сжигание отработанных масел в двигателе в тех условиях, когда сбор и регенерация масла невыгодны, сжигание различных промышленных отходов на базе спиртов и других синтетических углеводородных соединений, а также использование сухих отходов, с целью производства генераторного газа как топлива. Следует отметить, что использование отходов промышленности в качестве возобновляемых энергоносителей для ДВС носит локальный характер. Причем, локальная задача решается как в плане рационализации использования природных местных ресурсов, охраны окружающей среда от загрязнения промышленными выбросами, так и в качестве локального энергосбережения.

В различных химических и биохимических производствах (например, при производстве пенициллина) используются технологические вещества - растворители, входящие затем в состав отходов. К ним относятся п-бутанол, бутилацетат и другие компоненты. Регенерация отработанных растворителей принципиально возможна путем их отгонки в периодическом режиме, однако она сравнительно дорога и усложняет основной технологический процесс.

Возможным путем решения вопроса уничтожения указанных отходов является сжигание их с целью получения полезной энергии и уменьшения выбросов, загрязняющих окружающую среду.

Таким образом, актуальной проблемой является разработка методов и средств использования различных возобновляемых промышленных отходов для решения локальных задач энергосбережения и реализации природоохранных мероприятий, включающих рационализацию использования природных ресурсов и защиту окружающей среды от загрязнения промышленными отходами.

Цель работы. Разработать метод и средства организации рабочего процесса дизеля, использующего промышленные отходы на базе бутилацетата, в качестве добавки к дизельному топливу.

Задачи работы. Для достижения указанной цели необходимо выбрать метод организации рабочего процесса дизеля, выявить 2

рекомендации по его организации, разработать топливоподающую аппаратуру для реализации такого процесса.

Научная новизна работы. 1. Разработаны метод и средства организации рабочего процесса дизеля, использующего отходы производства кг базе бутилацетата, как добавки к дизельному топливу.

2. Получены рекомендации по рациональному процентному содержанию бутилацетата в дизельном топливе, а также по выбору регулировочных параметров дизеля.

3. Разработана система топливоподачи, обеспечивающая подачу смеси бутилацетата и дизельного топлива в цилиндр двигателя с целью реализации разработанного рабочего процесса.

Система подачи смесевого топлива включает клапан регулирования начального давления (РНД), обеспечивающий регулирование процентного содержания бутилацетата в смеси е зависимости от режима работы дизеля.

4. В работе показано, что добавка бутилацетата к дизельному топливу в количестве 45% от цикловой подачи при работе дизеля на номинальном рекимэ позволяет снизить выбросы сажи на 40%, окислов азота - на 6-8%. При этом содержание СО и С^ остается практически неизменным.

Практическая ценность. Использование разработанного рабочего процесса позволяет уменьшить токсичность и дымность ОГ при реализации ездового цикла на 20%, окислов азота - на 5% при непревышении уровня содержания СО и С Нд в отработавших газах (ОГ) дизеля, работающего на дизельном топливе.

Разработанная система топливоподачи позволяет регулировать расход бутилацетата автоматически, в зависимости от режима работы дизеля и следовательно расширяет диапазон работы дизеля, в котором возмозкна подача бутилацетата.

Использование отходов производства на базе бутилацетата, как добавки к дизельному топливу, решает не только локальные природоохранные, но и энергетические проблемы. При решении первых устраняется проблема загрязнений окружающей среды бутилэцэтатом, как отходом химической, биохимической и других промышденностей. Решением вторых экономится дизельное топливо путем использования бутилацетата в качестве энергоносителя. В

3

эксплуатации экономится до 25% дизельного топлива, путем его замещения бутилзцетатом.

Реализация работы. Основные результаты исследования переданы на Саранский биохимический комбинат б качестве обоснования рекомендаций на внедрение. Материалы исследований используются в учебном процессе РУДН при подготовка инженеров и магистров технических наук.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях инженерного факультета РУДН в 1992 и 1993г.г.

Публикации. По результатам исследований подготовлены и сданы в печать две статьи.

Структура и объеи работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 76 наименований. Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста, содержащего 40 иллюстраций и 7 таблиц.

содержание работы

Во введении обосновывается актуальность теш диссертационной работы, дается ее общая характеристика и отмечаются положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор работ, посвященных вопросам использования в дизелях в качестве добавки к основному топливу различных нетрадиционных видов топлив, добавок и присадок к топливам. Целью этих работ как правило является частичная замена дизельных топлив какими-то нетрадиционными - новыми, а также повышение экологических и экономических качеств дизелей. Вопросам разработки рабочих процессов дизелей, использующих нетрадиционные топлива в качестве частичных заменителей основного дизельного топлива, посвящены работы таких авторов

как А'Г'ТЯТСр '/.Р., ТСогчятиМ' Л Л 1 ¡с.тг. t. ...... : '< р . J;", , Í,5:,J1V,1..

P.B., Сайкин A.M., Сомов В.П., Хачиан A.C., Патрахальцев H.H., Шпаликова В.П., Юсеф Сааде Жебраэль и т.д. Ряд публикаций посвящен изучению экологических и энергетических проблем двигателестроения. В этих работах отмечается, что по своим экологическим качествам дизель является менее токсичным чем, например, бензиновый двигатель. При этом, одним из путей 4 "

» I

повышения экологических качеств является использование различных нетрадиционных альтернативных теплив при частичной или полной замене ими дизельных топлив. Другим путем совершенствования экологических качеств дизелей, является использование в дизелях различных присадок и добавок. Прежде всего используются антидымные присадки, присадки, зкитвизирущие процессы сгорания, а также присадки, активизирующие процессы смесеобразования. Такие вещества часто называют активаторам процессов смесообразоавния -сгорания.

Стремление решить локальные энергетические проблемы, а такке уменьшить загрязнение окружающей среда вредными отходами промышленности приводит, к разработке и созданию различных технических решений, позволяющих использовать отходы производства непосредственно в цилиндре дизеля. Одним из таких направлений является сжигание отработавшего масла в цилиндре двигателя.

Известны такке работы, посвященные разработке рабочего процесса дизеля со сжиганием отходов биохимической промышленности, содержащих спирты, нормальные бутанолы и т.д. в качестве частичного заменителя дизельного топлива. Во всех указанных решениях отходы производства добавлялись в дизельное топливо путем подачи их через специальный клапан регулирования начального давления (РНД), с помощью которого происходило заполнение линии высокого давления (ЛВД) тем или иным количеством сжигаемых отходов перед впрыском в цилиндр дизеля, получаемой в результате смеси двух топлив .

В работах доказана принципиальная возможность скитания различных жидких продуктов, являющихся энергоносителями в цилиндре дизеля путем подаешивания их к дизельному топливу. Причем было показано, что поскольку такие вещества как спирты, различные синтетические углеводороды, являющиеся отходами химической промышленности, одновременно выполняют функцию активаторов смесеобразования-сгорания, то процесс в цилиндре двигателя как правило, интенсифицируется и сопраьовдается снижением дымности и токсичности по выбросам окислов азота без превышения выбросов СО и углеводородов. Однако, организация такого рабочего процесса затруднена тем, что количество

5

подаваемых отходов должна являться функцией от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Таким образом приходится разрабатывать и вводить различные усложнения в конструкцую системы для подачи таких веществ либо предлагать принципиально другие методы регулирования.

В ряде работ делались попытки осуществить регулирование расхода жидкости через клапан РИД с помощью различных дополнительных средств. К этим средствам относится изменение перепада давления на клапане, специальная конструкция клапана РНД, которая обеспечивала бы как правило снижение расхода добавителя через указанный клапан со снижением скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля.

В конечном итоге по результатам анализа опубликованных работ были поставлены следующие задачи:

- проанализировать физико-химические свойства бутилацетата как отхода химической промышленности в качестве возможной добавки к дизельному топливу.

- проанализировать возможности организации рабочего процесса дизеля на топливе, содержащем бутилацетат в качестве добавки.

- усовершенствовать средства регистрации и анализа рабочего процесса дизеля с индикаторной диаграммой.

- разработать рекомендации к созданию топливной аппаратуры, обеспечивающей регулирование расхода бутилацетата в топливе в функции от режимов работы двигателя.

- разработать рекомендации к организации рабочего процесса, содержащие рекомендации по процентному содержанию спирта, углу опережения впрыска и т.д., обеспечивающие малотоксичное нормальное протекание рабочего процесса.

- провести обобщение эффективности метода воздействия на рабочий процесс добавкой к топливу бутилацетата путем расчета показателей экономичности, эффективности и экологических качеств двигателя с использованием циклограммы эксплуатационных режимов работы двигателя.

Во второй главе проведен анализ физико-химических свойств бутлацетата как предполагаемого топлива для дизеля. Проведено сравнение его физико-химических предполагаемых моторных качеств б

по сравнению с дизельным топливом, а такке со спиртовыми топливами. Анализ физико-химических свойств показывает следующее. Бутплацетат по своим свойствам как добавка к дизельному топливу располагается между спиртовыми топливами и дизельным топливом. Менее существенно отличие цетанового числа по сравнению со спиртовыми топливами от дизельного топлива. Однако следует ожидать появления проблемы воспламеняемости топлива, содержащего бутилацетат и дизельное топливо, связанные с понижением цетанового числа. Смешиваемость бутилицетата с дизельным топливом выше, чем у спиртовых тогогив, что уменьшает проблему предварительной подготовки топливной смеси. Вязкость бутилацетата понижена, однако, не в такой степени, как спиртового топлива, хотя проблема подачи смесевого топлива, например, через насос высокого давления, очевидно, будет существовать. Анализ показал, что теплота сгорания бутилацетата выше, чем у спиртовых топлив и ближе к дизельному топливу. Однако производительность системы в массовых единицах для обеспечения единой цикловой подачи, выраженной в тепловых единицах, необходимо, очевидно, увеличить. В связи с повышенной испаряемостью бутилацетата, очевидно, следует окидать возможности появления паровых пробок в системе низкого давления при повышенных температурах окрукатей среда. При впрыске дизельной форсункой смесевого топлива очевидна возможность попадания бутилацетата в линию слива утечек с последующим испарением или накоплением в баке дизельного топлива. Однако, как указывалось выше, благодаря повышенной растворимости бутилацетата в дизельном топливе, эта проблема не является столь острой, как в случае использования спиртов. Повышенная испаряемость бутилацетата при одновременно повышенной растворимости, очевидно, в меньшей степени будет воздействовать на активизацию процесса смесеобразования, в отлично от спиртов или от сжиженного нефтяного газа. Скорее всего можно ожидать воздействия такого смесевого топлива на рабочий процес, похожего на воздействие, известное при использовании добавки легких синтетических парафиновых углеводородов (СПУ) к дизельному топливу.

Во второй главе такке рассмотрены вопросы создания

7

2- клапан РИД;

3- электрический подкачивающий насос;

4- электромагнитный дозируодий клапан;

5- емкость с бутилацататом;

6- манометр;

7- линия высокого давления (ЛВД);

8- топливная форсунка;

9- измеритель расхода бутилацетата;

10- запорный клапан;

11 - источник питания;

12- переменное сопротивление;

топливной аппаратуры, позволяющей не только подавать бутилацетат в линию высокого давления в максимальной близости к форсунке, ко и регулировать этот расход в функции от скоростных и нагрузочных режимов. Анализ возможного протекания рабочего процесса показал, что следует ожидать чрезмерного повышения жесткости на режимах малых нагрузок и холостых ходов так же, как это имело место при использовании спиртов. В связи с этим расход бутилацетата необходимо уменьшать со снижением нагрузки, скоростного режима и теплового состояния двигателя. Проанализированы пути воздействия на расходную характеристику клапана Р1Щ и показано, что воздействие на расход через клапан РНД возможно путем изменения массы клапана, перепада давления на клапане, разгрузочного пояска нагнетательного клапана оптимизации ограничителя хода клапана и т.д. В работе проведено расчетное моделирование с использованием ЭВМ расходных характеристик клапана РНД при изменении указанных параметров и показано, что наиболее эффективным методом воздействия на расходную характеристику клапана РНД является изменение перепада давления на нем. Кроме того, одновременно выполнено изменение конструкции клапана РНД, путем замены его на клапан с дросселирующим проходным сечением. Таким образом, такая конструкция позволила уменьшить отрицательное влияние переменного хода клапана на стабильность расходной характеристики. Рачетное исследование показало, что изменением перепада давления на клапане РНД от 0,1 до 1 МПа возможно изменять расходную характеристику от 10 до 45 % от цикловой подачи смесевого топлива. При этом следует обратить внимание на ■то, что влияние скоростного режима на расход через клапан РВД существует только через величину остаточного давления. Сам скоростной режим влияния на расходную характеристику не оказывает, т.к. последнее зависит лишь от гидродинамического волнового процесса в ЛВД. В результате была предложена конструкция топливной аппаратуры (рис. 1) с регулированием расхода через клапан РВД в функции от режимов работы двигателя.

По результатам теоретического исследования были поставлены задачи усовершенствования экспериментальной установки с целью более надежного анализа индикаторных диаграмм, характеризующих

9

рабочий процесс двигателя, а также рекомендации по разработке элементов конструкции топливной аппаратуры. Разработаны также методические положения проведения экспериментальных исследований.

В третьей главе проведено описание экспериментальной установки. Исследования проводились как на безмоторном топливном стенде СДТА-1 (КИ-921М), так и на моторном стенде с дизелем 14 8,5/11. Поскольку определяющим процессом, влияющим на подачу бутилацетата через клапан РИД является конструкция топливной аппаратуры, в работе проведено исследование нескольких видов топливных аппаратур с такими насосами высокого давления как УТН-5, 33, ЯЗТА-902 и МД-21.

Исследование рабочего процесса проведено на дизеле 14 8,5/11. Кроме регистрации показателей эффективности работы дизеля проводилась также регистрация показателей дымности, токсичности, а также индицирование рабочего процесса с помощью аналого-цифровой системы и пьезодатчиков типа Т-200. Система содержит нормализующие усилители, оптические датчики верхней мертвой точки, нижней мертвой точки и градусов поворота коленчатого вала. Кроме того, в состав системы входят аналого-цифровые преобразователи, полупроводниковая память и цифроаналоговый преобразователь. Для повышения быстродействия, используется несколько интегральных аналого-цифровых преобразователей (по числу регистрируемых сигналов), работающих параллельно. Максимальное время преобразования, применявшихся микросхем-1113 ПВ1, составляет 25 мксек. Хранение преобразованных данных в десятиразрядном параллельном коде осуществляется в специальных блоках памяти, количество которых также определяется количеством обрабатываемых сигналов. Блоки памяти состоят из десяти микросхем 537РУ2 статической, одноразрядной памяти, позволящей запоминать до 4096 значений.

Последующий вывод полученных данных осуществляется путем обратного преобразования в аналоговый вид в цифроаналоговых преобразователях и регистрации полученного сигнала на двухкоординатном самописце, за счет чего дастигается универсальность разработанного комплекса.

Причем, при выводе нескольких последовательных циклов

AäA

РНД

Рис.2. Конструкция обратного клапана с хорректиругецш отверстием

Рис.3. Гидравлическая характеристика клапанов узла РНД

работы двигателя предусмотрено два режима. В первом можно записывать отдельные циклы на отдельных листах и таким образом исследовать динамические изменения в рабочем процессе. Во втором режиме вывод различных последовательных циклов производится на одном и том же носителе, что позволяет проводить интегральную оценку параметров рабочего процесса. Достоинством ткой системы является ее высокая точность, надежность в возможности регистрации одновременно нескольких сигналов и оперативной обработки индикаторных диаграмм. Обработка индикаторных диаграмм осуществлялась с помощью ЭВМ типа РС-АТ-286 по программе построения характеристик и скоростей теплоиспоьзования, представляющей собой модификацию программы, разработанной в ЦНИИМИе. Анализ элементов экспериментальной установки показывает, что ока обеспечивает получение достоверных результатов с достаточной точностью. Например, суммарная погрешность при регистрации максимального давления сгорания Рк составляет ±2,1 %, угла поворота коленчатого вала - ±0,4, а цикловой подачи - ±2,6%.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментального исследования как системы подачи бутилацетата в дизель, так и рабочего процесса дизеля, использующего смесь дизельного топлива с бутилацетатом. Экспериментальные исследования, проведенные на разных видах топливной аппаратуры показали, что топливная аппаратура подавляющего большинства дизелей при снижений нагрузочного режима имеет пониженное остаточное давление, в результате чего расход через клапан РНД существенно увеличивается. Для того, чтобы уменьшить расход бутилацетата на режимах пониженного теплового состояния дизеля, на стенде устанавливалась разработанная система с регулированием перепада давления на клапане, что обеспечивалось с помощью изменения тока, подаваемого на электрический подкачивающий насос через переменное сопротивление. По результатам экспериментальных исследований уточнены конструктивные признаки клапана РНД (рис. 2) и параметры регулирования давления подаваемого бутилацетата. В результате исследований и доводки предложенной конструкции клапана с корретирувщим отверстием удалось практически ограничить влияние изменения хода клапана на величину расхода 12

добавки через данный клапан, что и подтвервдают данные эксперимента, показанные на рис. 3. Исследование рабочего процесса дизеля проводилось методом сравнительного анализа рабочих циклов дизеля, работающего на чистом дизельном топливе и на его смеси с бутилацетатом. Анализ протекания рабочего процесса показал следующее. При подаче нз номинальном режиме до 45% бутилацетата в цилиндр дизеля происходит увеличение до 1,5 раз скорости тегагоиспользования в первой фазе сгорания. Это приводит к повышению жесткости протекания рабочего процесса. Повышенная задержка воспламенения смещает начало протекания рабочего процесса к ВМТ. Однако с целью снижения жесткости и максимального давления цикла можно гоьорить о целесообразности уменьшения угла опережения впрыска смесевого топлива. При подаче повышенного количества (выше 15 - 20%) бутилацетата з топливо на режимах малых нагрузок и холостых ходов резко увеличивается период задержки воспламенения, существенно возрастает жесткость протекания рабочего процесса и начало сгорания смещается за верхнюю мертвую точку. Поэтому уменьшением расхода бутилацетата до 10% была достигнута стабилизация режимов. Исследования показали, что на всех режимах, включая режимы холостого хода и малых нагрузок, добавка бутилацетата существенно сникает дымность отработавших газов. Предполагавшееся увеличение выброса окислов азота не происходит, несмотря на увеличение средней максимальной температуры цикла, что монет быть объяснено стабилизацией последовательности рабочих циклов, и, следовательно, сокращением возможного диапазона изменения концентрации N0 яо циклам, что приводит к снижению среднего значения выброса N0 . Выброс 00 и углеводородов (С Н ) практически остается на уровне выбросов дизельного процесса. Процентное содержание бутилацетата в смесевом топливе по режимам работы двигателя изменяется от 10% на режиме холостого хода до 45% на номинальном режиме. Более существенно влияние на протекание рабочего процесса нагрузочного режима, чем скоростного. Выбранная характеристика регулирования расхода бутилацетата через РИД была передлокена для практической реализации на системе автоматического регулирования расхода. 13

Рис. 4

Циклограмма эксплуатационнго цикла дизеля 14 8,5/11. [Работа дизеля с РИД и с регулированием расхода бутклацетата1.

Для оценка (интегральной) экономических и экологических показателей двигателя были проведены расчеты с использованием циклограммы (рис. 4) эксплуатационных режимов работы дизеля, полученной в НАГИ при испытаниях тракторных дизелей. Анализ циклограммы показывает, что в условиях эксплуатации мозхно ожидать экономии дизельного топлива до 2-5% путем его замещения бутилацетатом. Как показал анализ самого рабочего процесса добавка бутилацетата, являющегося активатором процесса смесеобразования -сгорания, увеличивает экономичность работы двигателя на полных нагрузках, сохраняя или несколько снижая ее на режимах малых нагрузок и холостых ходов. В целом, судя по циклограмме, расход топлива за время годовой работы двигателя, составляющей 2500 часов, уменьшается на 390 кг. Анализ суммарного выброса сажи дизельного процесса и процесса, использующего смесовое топливо, показал, что последний снижается на 25%. При этом происходит снижение выбросов N0^ на 5%. Малое значение выбросов СО и С Нт позволяет пренебречь этой величиной в валовом выбросе токсичных компонентов 0Г дизеля и дизеля, работающего на смесевом топливе.

Основные вывода.

1. Разработан метод организации рабочего процесса дизеля, использующего отходы производства на базе бутилацетата, как добавки к дизельному топливу. Существо метода заключается в утилизации бутилацетата путем его сжигания в цилиндрах дизеля, кач добавки к дизельному топливу, что позволяет улучшить экономические и экологические показатели двигателя.

2. Экономическая эффективность предложенного метода заключается как в экономии дизельного топлива замещением бутилацетатом, так и в экономии дизельного тсплива, которое затрачивается на сжигание бутилацетата при его утилизации как отхода. Сжигание бутилацетата в виде добавки к дизельному топливу позволяет экономить до 25 % дизельного топлива.

3. Добавка бутилацетата к дизельному топливу в количестве 45% от цикловой подачи при работе дизеля на номинальном режиме позволяет снизить выбросы сажи на 40%, окислов азота - на С-8%.

15

При этом содержание СО и СПН[П остается практически неизменным.

4. Разработана система топливоподачи, обеспечивающая подачу смеси бутилацетата и дизельного топлива в цилиндр двигателя путем ввода добавки бутилацетата в линию высокого давления перед форсункой через специальный клапан РИД в период меаду впрысками. Клапан снабжен корректирующим отверстием, что позволяет обеспечивать стабильность расхода добавки через клапан вне зависимости от величины его хода и регулировать процентное содержание бутилацетата в смеси в зависимости от режима работы дизеля.

5. Получены рекомендации по рациональному процентному содержанию бутилацетата в дизельном топливе, а также по выбору регулировочных параметров дизеля. Показано, что содержание бутилацетата в смесевом топливе целесообразно изменять от 10% на малых нагрузках и холостом ходу до 45% на номинальном режиме. Пуск дизеля целесообразно проводить на чистом дизельном топливе. Угол опережения впрыска целесообразно уменьшать при увеличении содержания бутилацетата в смесевом топливе.

Таким образом, в диссертационной работе решена задача утилизации (сжигания) бутилацетата, являющегося отходом биохимического производства, путем сжигания его в цилиндрах дизеля в виде добавки к дизельному топливу, подаваемой в линию высокого давления через специальный обратный клапан без ухудшения рабочих характеристик двигателя при снижении выбросов вредных веществ в атмосферу.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Патрахальцев H.H., Хамза Аббас Сайед Кассем. Сжигание в дизеле промышленных отходов на базе бутилацетата, как добавки к дизельному топливу, с целью охраны окружающей среда. //Двигателестроение. 1994 (В печати).

2. Патрахальцев H.H., Хамза Аббас Сайед Кассем. Способ регулирования процентного содержания низкоцетанового компонента в топливе при сжигании б дизеле отходов химической промышленности. Известия вузов. //Машиностроение. 1994 (В

печати).