井下柴油机污染控制
 
 

    柴油设备具有生产能力大、效率高、机动灵活等特点,并可省去输风、输电设备。但柴油设备污染作业环境,其中一氧化碳和氮氧化合物等,可引起急性和慢性中毒,甚至死亡,二氧化氮与34苯并芘混合还有强烈的致癌作用。露天的光化学雾,已成为世界普遍关注的问题。解决柴油机废气污染,已成为矿山生产当务之急。

  柴油废气是柴油在高温、高压下进行燃烧时所产生的各种成分的混合体,其中有毒、有害成分有氟氧化物、一氧化碳、二氧化硫、醛类、油烟,碳氢化合物多环芳香烃及34苯并芘等。根据有害成分种类,浓度以及接触时间的长短可对人的神经系统、血液循环系统、呼吸系统等造成不同程度的危害。冶金部《冶金矿山安全规程》第202 条规定:使用柴油设备的矿井,井下作业地点有毒有害气体的浓度应符合以下规定:一氧化碳小于50ppm;二氧化氮小于5ppm;甲醛小于5ppm;丙烯醛小于0.12ppm。规程第201()款规定:有柴油机设备运行的矿井,所需风量按同时作业机台数每马力每分钟供风量3m3计算。

  控制柴油设备的污染源以及减少污染危害的措施主要有以下几方面:

  1.控制污染源

  采用低污染的柴油发动机。研究表明:间接喷射式燃烧系统比直喷式产生的NOx CO;四冲程发动机产生的碳氢化合物和油烟比二冲程的发动机少,但直喷式的发动机性能好,耗油率低。可利用控制燃烧过程产生污染危害的理化方法控制污染源。如在燃料油中加入钡添加剂、在燃料和火焰上放置磁场和电场、发动机汽缸加水、吸入空气加蒸汽、用燃料水乳浊液等。但采用单一措施还不足以使柴油机产生的有毒成分降到允许浓度。柴油机机内的净化措施还包括推迟喷油定时(可使NOx降低30~50%),提高喷油速度(可控制CO和油烟增加)等。

  2.净化措施

  70年代以前,国外对柴油机废气的净化多采用铂铝催化净化器和水箱洗涤器,但铂钯等价格昴贵,容易失活,水箱净化效率不高,以后着重研究了稀土氧化物催化剂,发现二氧化铈具有良好的催化转化性能。在稀土催化剂的研究方面。目前尚在继续进行研究中。此外,Leak等人研制了一种在金属网上沉积铝的新型催化剂载体,比通常采用的颗粒状结构和蜂窝状结构具有更好的耐磨阻力和低温活性。另一发明是将聚丙烯腈纤维先行碳化处理,然后再进行催化活性处理的活性碳纤维,它在低温下具有良好的催化氧化作用。在200~300时,催化氧化作用更显著。我国研制的0.8%1.0%3.0%铂球催化剂和陶瓷蜂窝状钯催化剂,对一氧化碳的净化效率都在9.5%以上,这类催化氧化剂已在金属矿山得到广泛应用。但铂球催化剂价格比较昂贵、许多科研人员正在寻求非铂型的氧化催化剂。如研制出的TNA119氧化催化剂(成分为钯、锂,载体为三氧化二铝),经试验,对一氧化碳的净化率达70~80%,对碳氢化合物的净化效率为60~70%。柴油机废气经过净化处理后,仍难达到安全卫生标准的要求,必需利用通风予以稀释和排除。

 
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