Источники и механизм образования

Монооксид углерода

Влияние на биосферу

Попавший в атмосферу CO₂ остается в ней в среднем 2 – 4 года. За это время он распространяется по всей земной поверхности, входя в состав атмосферы. Влияние CO₂ выражается не столько в токсическом действии на живые организмы, как в способности поглощать инфракрасные лучи. Более подробно последствия этого эффекта будут рассмотрены далее в специальной главе.

Монооксид углерода (СО) или угарныйгаз образуется в природе в результате вулканической деятельности, пожаров и окислении метана, который в свою очередь является результатом микробиологических процессов окисления органики. Суммарное ежегодное поступление природного СО в атмосферу оценивается в 3800 млн.т. [3]. К естественным источникам поступления СО добавляются антропогенные выбросы (500 млн.т/год), которые в первую очередь связаны с автотранспортом. Монооксид углерода является продуктом неполного сгорания углеводородного топлива в ДВС.

Стехиометрическое (теоретически необходимое) количество сухого воздуха (кг), необходимое для полного окисления 1 кг топлива можно рассчитать по формуле*:

,

(2)

где H, C, O, S, N - элементарный состав топлива, % массы. Когда действительное воздухо-топливное соотношение смеси, поступающей в ДВС выше стехиометрического, то такая смесь обладает избытком воздуха и называется "бедной". Наоборот, когда действительное соотношение ниже стехиометрического, сгорание топлива неполное и смесь "богатая". В этом случае в ОГ будут содержаться продукты неполного сгорания, основным из которых является CO. Однако даже при сгорании бедных смесей со значительным избытком воздуха (в дизелях) вследствие локальных различий в составе смеси образуется СО. Тем не менее, в концентрация СО в отработавших газах дизелей на порядок меньше, чем у бензиновых ДВС.

Наиболее вероятными реакциями образования СО в камере сгорания являются следующие:

С + Н₂О ® СО + Н₂, С + СО₂ ® 2СО.

Указанные реакции протекают в восстановительных зонах - у стенок камеры сгорания, на периферии факела, в зазорах между поршнем и цилиндром.

Поскольку СО – продукт неполного сгорания топлива, увеличению его эмиссии способствует работа на богатых смесях, низкая температура окружающей среды, образование отложений на деталях двигателя и топливной системы. При холодном пуске ДВС образование СО идет в 2 – 5 раз интенсивней, чем при работе прогретого двигателя [6].

Дата добавления: 2015-06-28