Загрязнение окружающей среды при использовании дизельных топлив

Дизельные топлива, газообразные к твердые продукты их сго­рания являются одними из главных источников загрязнения окру­жающей среды. Атмосфера загрязняется оксидами серы, азота, а также твердыми углеводородными системами, в том числе опасными ароматическими углеводородами (АУ). С продуктами - сгорания ДТ в России ежегодно выбрасывается до 500 тыс. т сернистого ангидрида, около 1,5 млн. т углеводородов и 1-1,5 млк.-т твердых частиц, основ­ная масса которых приходится на сажу. Суммарный выброс вредных веществ с учетом действующих норм составляет около 14 млн. т/год; по некоторым данным этот показатель на 45-50% выше.

Установлена зависимость мелжду содержанием в дизельном топливе серы (5, %). АУ (А, %), температурой 90%-ной точки перегонки (Тдо, ''С) и количеством твердых частиц (ТЧ, г/кВт-ч) отработанных газов (ОГ) дизельного двигателя:

ТЧ = 10^-4 (18А + 5,6Т₉₀ + 5200S+400).

Рис. 56 Влияние содержания серы(А-0,2%, Б-0,55%) в дизельном топливе на выбросы ТЧ в составе ОГ:1-твердые углеродистые частицы, 2-связаннаявода,3-сульфаты, 4-растворимая органическая фаза, ТЧ-твердые частицы дизельного топлива

Экологическая опас­ность дизельной сажи увеличивается за счет адсорбции на ее по­верхности полициклических ароматических углеводородов, в том числе высококанцерогенных бенз(а)пирена и нитрозоаминов.

Обычно содержание АУ в дизельных топливах, вырабатывае­мых отечественной промышлетюстью, колеблется в пределах 20-
35%'. Установлена общая тенденция, характерная для всех типов двигателей; чем выще общее содержание АУ, тем больще в выхло­пе пирена и бенз(а)пирена. Косвенными характеристиками содер­жания АУ являются такие показатели, как плотность, цетановое число, вязкость. Повышение плотности с 800 до 860-870 кг/м² приводит к увеличению количества ТЧ в 2-3 раза, а увеличение содержания АУ с 15 до 27% — в 5 раз. Уменьшение цетанового числа с 52 до 40 ед. приводит к увеличению эмиссии ТЧ примерно в 2 раза.

Наибольшее влияние на выбросы ТЧ оказывают АУ. Так, при увеличении содержания АУ в топливе с 5 до- 24% удельные выбросы сы ТЧ возрастают на 54%. При повышении конца кипения ДТ уве­личивается содерэкание би- и полициклических АУ, причем наибо­лее значительно для образцов, выкипающих в пределах 180-380 и 180-400"С по ИТК (табл. 34), что, в свою очередь, приводит к повышению дымности.

Таблица 34. Влияние температуры кипения дизельного топлива на содержание и состав ароматических углеводородов

^*н.к. 180⁰С

Из гетероорганических соединений, входящих в состав ДТ, наиболее опасным воздействием на окружающую среду отлргчаются сернистые и азотистые соединения. Сернистые соединения сгорают в дизельных двигателях в основном до диоксида серы и частично до триоксида (1-2%). Эти вещества -вызывают коррозию металлов, разрушение металлоконструкций и дорог, кислотные дожди. В России вырабатывается более 40 млн. т/сод ДТ. Как уже отме­чалось, выпуск малосернистых-ДТ (содержание серы менее 0,2% масс.) составляет до 60%_, остальные содерлат серу до 0,2-0,5% масс. За рубежом проблема производства малосернистых топлив не менее актуальна, что учтено в последних европейских и амери­канских национальных и международных стандартах.