Адсорбер устройство и принцип работы: устройство и принцип работы, что это такое в автомобиле

Адсорбер: устройство и принцип работы

Все автомобили, соответствующие экологическому стандарту Евро-3 и выше, оснащаются системой улавливания паров бензина. Узнать о ее наличии в комплектации того или иного авто можно по аббревиатуре EVAP — Evaporative Emission Control.

EVAP состоит из нескольких основных элементов:

• адсорбер или абсорбер;
• клапан продувки;
• соединительные магистральные трубки.

Как известно, при контакте топлива с атмосферным воздухом происходит образование паров бензина, которые могут попадать в атмосферу. Испарение происходит при нагреве топлива в баке, а также при изменении атмосферного давления. Задача системы EVAP состоит в улавливании этих паров и их перенаправлении во впускной коллектор, после чего они поступают в камеры сгорания.

Таким образом, благодаря установке данной системы одним выстрелом сразу решается два важных вопроса: защита окружающей среды и экономное расходование топлива. Наша сегодняшняя статья на Vodi.su будет посвящена центральному элементу EVAP — адсорберу.

Устройство

Адсорбер является составной частью топливной системы современного автомобиля. С помощью системы трубок он соединяется с баком, впускным коллектором и атмосферой. Располагается адсорбер в основном в подкапотном пространстве под воздухозаборником возле правой колесной дуги по ходу автомобиля.

Адсорбер представляет собой небольшую цилиндрическую ёмкость наполненную адсорбентом, то есть веществом, которое впитывает пары бензины.

В качестве адсорбента используют:

• пористое вещество на основе натуральных углеродов, попросту говоря уголь;
• пористые минералы, встречающиеся в естественной среде;
• высушенный силикатный гель;
• алюмосиликаты в сочетании с солями натрия или кальция.

Внутри имеется специальная пластина — сепаратор, делящая цилиндр на две равные части. Он нужен для задержания паров.

Другими конструктивными элементами являются:

• электромагнитный клапан — он регулируется электронным блоком управления и отвечает за различные режимы работы устройства;
• исходящие трубки, которые соединяют ёмкость с баком, впускным коллектором и воздухозаборником;
• гравитационный клапан — практически не используется, но благодаря ему в экстренных ситуациях не происходит переливания бензина через горловину бака, например если машина перевернется.

Нужно отметить, что, помимо самого адсорбента, главным элементом выступает именно электромагнитный клапан, который отвечает за нормальную работу данного устройства, то есть его продувку, освобождение от накопленных паров, их перенаправление к дроссельной заслонке или обратно в бак.

Принцип работы

Главная задача состоит в улавливании паров бензина. Как известно, до массового внедрения адсорберов, в баке имелся специальный воздушный клапан, через который пары топлива поступали непосредственно в воздух, которым мы дышим. Чтобы уменьшить количество этих испарений применялись конденсатор и сепаратор, где пары конденсировались и стекали обратно в бак.

Сегодня баки не оснащены воздушными клапанами, а все не успевшие конденсироваться пары поступают в адсорбер. При выключенном моторе они попросту накапливаются в нем. При достижении критического объема внутри возрастает давление и открывается перепускной клапан, связывающий ёмкость с баком. Через трубопровод конденсат просто стекает в бак.

Если же вы заводите машину, то электромагнитный клапан открывается и все пары начинают поступать во впускной коллектор и к дроссельной заслонке, где, смешиваясь с атмосферным воздухом из воздухозаборника, впрыскиваются через инжекторные форсунки непосредственно в цилиндры двигателя.

Также благодаря электромагнитному клапану происходит повторная продувка, в результате которой ранее не использованные пары повторно выдуваются к дросселю. Таким образом в процессе работы адсорбер практически полностью очищается.

Выявление неисправностей и их устранение

Система EVAP работает практически в бесперебойном интенсивном режиме. Естественно, со временем возникают различные неисправности, которые проявляются характерными симптомами. Во-первых, если проводящие трубки забиты, то пары накапливаются в самом баке. Когда вы приезжаете на заправку и открываете крышку, то шипение из бака как раз и говорит о подобной проблеме.

Если электромагнитный клапан теряет герметичность, пары могут неконтролированно поступать во впускной коллектор, в результате чего повышается расход топлива и наблюдаются проблемы с запуском двигателя с первой попытки. Также мотор может попросту глохнуть во время остановки, например на красный свет.

Вот еще характерные симптомы неисправностей:

• на холостых ходах отчетливо слышны щелчки электромагнитного клапана;
• плавающие обороты при прогреве двигателя особенно в зимнее время;
• датчик уровня топлива подает неверные данные, уровень стремительно меняется как в верхнюю, так и в нижнюю стороны;
• ухудшение динамических показателей из-за падения тяги;
• «троение» при переходе на повышенные передачи.

Также стоит начать беспокоиться, если в салоне или в капоте ощущается стойкий запах бензина. Это может говорить о повреждении проводящих трубок и потере герметичности.

Устранить проблему можно как самостоятельно, так и с помощью профессионалов из СТО. Не спешите сразу же бежать в магазин запчастей и искать подходящий тип адсорбера. Попробуйте его демонтировать и разобрать. Например некоторые производители внутрь устанавливают фильтры из поролона, который со временем превращается в труху и засоряет трубки.

Электромагнитный клапан также поддается регулировке. Так, чтобы избавиться от характерных щелчков, можно прокрутить немного регулировочный винт примерно на пол оборота, ослабив или наоборот затянув его. При повторном запуске двигателя щелчки должны пропасть, а контроллер перестанет выдавать ошибку. При желании клапан можно самостоятельно заменить, к счастью, стоит он не слишком дорого.

устройство и принцип работы в автомобиле

Как известно, двигатель внутреннего сгорания автомобиля в качестве основного вида топлива традиционно использует бензин. При этом такой горючий и взрывоопасный нефтепродукт отличается повышенной склонностью к испарению.

С одной стороны, это небезопасно, а с другой  результатом выделения паров является их попадание в атмосферу и ухудшение экологии. Так вот, чтобы понять, для чего нужен адсорбер в машине, стоит отметить, что фактически это фильтр для улавливания паров бензина. Данный фильтр устанавливается в вентиляционной системе бензобака.

Содержание статьи

Принцип работы адсорбера в автомобиле: система EVAP

Прежде всего, нужно понять, что «абсорбер» это решение, которое предполагает поглощение всем объемом, тогда как «адсорбер» предполагает распределение по поверхности. Если точнее, ошибочно называть устройство для поглощения паров топлива «абсорбер» (absorber) или  фильтр абсорбера в автомобиле.

На самом деле, если речь заходит о том, что такое абсорбер в машине,  тогда нужно отметить, что в авто стоит «адсорбер» (adsorber), так как «абсорбер» использовать для решения поставленной перед этим устройством задачи попросту нельзя.

Итак, еще раз отметим, в автомобиле устройство правильно называется АДсоребр, клапан адсорбера и т.д. Идем далее. Установка  адсорбера является обязательной для современных авто. Более того, адсорбер в машине должен стоять согласно законам многих стран, где действует стандарт Евро 2 и выше.

При этом каждый автовладелец должен знать назначение адсорбера, устройство, а также характерные и распространенные признаки его неисправности. Если просто, адсорбер в автомобиле это угольный фильтр, который не позволяет парам бензина из бака попадать в атмосферу.

Результатом его работы становится отсутствие запаха бензина (особенно летом) возле авто и в салоне, лучшая экологичность, повышение безопасности и т.д. Общее устройство адсорбера включает в себя следующие элементы:

• сепаратор паров бензина;
• адсорбирующий элемент в виде емкости с адсорбирующим веществом;
• вентиляционный клапан;
• электромагнитный клапан продувки адсорбера, который стоит между адсорбером и впускным коллектором;
• шланги и трубопроводы, соединяющие адсорбер с бензобаком, впускным коллектором и атмосферой.

Если просто, вся система EVAP работает следующим образом:

• Когда мотор заглушен, в топливном баке происходит испарение бензина, пары поднимаются и накапливаются у горловины;
• Возле горловины установлен сепаратор, отделяющий жидкую составляющую, которая оседает в виде конденсата и далее по отдельным трубками стекает обратно в бензобак;
• Оставшиеся пары, не осевшие в сепараторе, через пароотвод попадают в адсорбер, где и собираются на поверхности адсорбента.
• После запуска ДВС и при выходе на определенные обороты мотора срабатывает электромагнитный клапан продувки адсорбера. Данный клапан не работает, когда мотор находится в режиме холостых оборотов.
• Далее через вентиляционный клапан за счет разрежения на адсорбирующий элемент подается воздух (между впускным коллектором и атмосферой), что позволяет реализовать продувку адсорбера.
• Затем воздух, а также пары бензина из адсорбера поступают во впускной коллектор и далее в камеру сгорания двигателя. ЭБУ мотором учитывает данную особенность, корректируя рабочую топливно-воздушную смесь.

 Признаки неисправности адсорбера

В случае, когда двигатель находится под нагрузкой, клапан адсорбера импульсно открывается за счет разрежения, которое создается двигателем. На практике, часто на проблемы с адсорбером указывает стойкий запах бензина в салоне авто и возле самой машины. Пахнуть бензином в машине может по разным причинам, однако адсорбер также нельзя исключать.

Если же двигатель начинает работать нестабильно, одной из возможных причин также вполне может быть именно адсорбер. Дело в том, что со временем происходит загрязнение поглощающего элемента, также выходят из строя сами клапаны (электромагнитный и вентиляционный).

Результат проблем с адсорбером — рост давления в бензобаке, так как испарения бензина не отводятся. Кстати, если открыть крышку бака, в таком случае можно услышать шипение.

Также сам двигатель может хуже работать, пропадает тяга, во время работы возникают провалы, увеличивается расход топлива, обороты падают или начинают плавать в результате засорения адсорбера или неправильной работы отдельных элементов системы.

Если происходит нарушение герметичности электромагнитного клапана, на некоторых авто срабатывает датчик адсорбера, также на панели может гореть «чек». Ошибку можно прочитать путем компьютерной диагностики.

Еще одним признаком проблем с фильтром и вентиляцией паров бензина является такой, когда двигатель трудно завести с первого раза, особенно если топливный бак не полный. Еще добавим, что проблемы с адсорбером могут влиять на работу бензонасоса. В отдельных случаях топливный насос даже выходит из строя по этой причине.

Также на проблемы с клапаном адсорбера укажет то, что пропали характерные щелчки клапана во время работы ДВС. Так или иначе, в процессе эксплуатации желательно проверять клапан адсорбера и сам фильтрующий элемент.

Чистка адсорбера своими руками, проверка клапана адсорбера и его регулировка

Обратите внимание, если причина сбоев в работе ДВС именно в проблемах с адсорбером, запрещено удалять данный элемент или подключать шланг от мотора и шланг от бака напрямую, минуя систему.

В противном случае создаваемое от двигателя разрежение может повредить бак,  топливо попадет в двигатель и т.д. Также если убрать клапан, ЭБУ двигателя сразу покажет ошибку, мотор перейдет в аварийный режим работы и т.д.

Наиболее правильным и дорогим вариантом является замена адсорбера. Если же владелец по той или иной причине не имеет возможности приобрести данный элемент, можно попробовать очистить старый.   

• В ряде случаев, если адсорбер забит, его можно почистить. Для этого достаточно снять колбу и аккуратно разобрать. Внутри находится уголь (адсорбент).

Далее уголь можно высыпать и прогреть его в духовке, постепенно повышая температуру. Следует быть готовым к тому, что при нагреве будет слышен сильный и неприятный запах, также уголь начнет дымить.

Уголь нужно медленно нагреть, сначала до 100 градусов Цельсия, затем прогреть около часа. Далее уголь из адсорбера разогревается до 300, после чего выдерживается до того момента, ока не исчезнет запах. В процессе «прожарки» также уголь нужно время от времени перемешивать. 

После окончания прогрева следует оставить уголь в духовке и выждать, пока он не остынет. Снятые ранее с корпуса сетки и губки, а также резинки (предварительно почищенные), ставятся на место,  затем уголь засыпается обратно в корпус адсорбера. Кстати, старые губки можно заменить на новые, изготовив их из подручного синтапонового материала.

• Если рассматривать клапан адсорбера, данный элемент отвечает за вентиляцию и направляет топливный конденсат в двигатель. При этом нельзя исключать вероятность поломки клапана продувки адсорбера.

В норме клапан издает характерные щелчки, которые слышно на ХХ или когда на улице понижена температура воздуха. Щелчки указывают, что система поглощения паров работает (щелкает клапан адсорбера). Если резко нажать на педаль, звук останется таким же, то есть независимо от оборотов мотора.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как проверить бензонасос в автомобиле. Из этой статьи вы узнаете о признаках неисправности бензонасоса, а также о способах проверки данного элемента.

Если же клапан стучит сильно, это может указывать на необходимость его регулировки. Регулировать нужно регулировочным винтом, который следует  проворачивать на 0.5 оборота. Если перетянуть, ЭБУ может выдать ошибку.

Если же клапан продувки адсорбера дает сбои в работе, это можно выявить путем диагностики ошибок или механической проверкой работы клапана. Как правило, часто имеют место повреждения по электрической части, при этом в памяти ЭБУ фиксируются соответствующие ошибки.

Что в итоге

Как видно, адсорбер является важным элементом, который отвечает за вентиляцию топливного бака. При этом неисправности адсорбера могут привести к тому, что двигатель начинает работать нестабильно, в автомобиле появляется запах бензина и т.д.

По этой причине важно следить за тем, чтобы адсорбер и другие элементы системы вентиляции бензобака находились в исправном и рабочем состоянии. В случае выявления характерных признаков неисправности адсорбера или клапана адсорбера, необходимо выполнить диагностику, замену или ремонт данных элементов.

Напоследок отметим, что без определенного опыта и навыков любые работы с топливной системой лучше доверить квалифицированным специалистам, отказавшись от попыток решить проблему  своими руками. Если же такой опыт имеется, большинство проблем, связанных с адсорбером, можно решить самостоятельно в условиях обычного гаража.

Читайте также

• Как проверить бензонасос

  Диагностика неисправностей, которые могут указывать на проблемы с бензонасосом. Самостоятельная проверка устройства, замер давления в топливной рампе.

признаки неисправности и проверка клапана продувки

Адсорбер появился в системе питания автомобильных двигателей после ужесточения экологических требований. Стало недопустимым выбрасывать в атмосферу углеводороды, к которым относится бензин в виде незаметных испарений. Пары стали собирать в специальном накопителе, который периодически автоматически продувался, а бензин использовался по прямому назначению.

Содержание статьи:

 Нужен ли в машине адсорбер и где он находится

С точки зрения автомобилиста, не озабоченного сбережением окружающей среды от загрязнений, адсорбер только зря занимает полезный объём автомобиля и усложняет его конструкцию.

Но поскольку машин стало много, и их вклад в издевательство над экологией стали замечать даже самые отъявленные любители бензина в крови, вопрос был решён законодательно. Теперь адсорбер действительно нужен, как минимум чтобы не нарушать технический регламент.

Читайте также: Как работает Вакуумный Усилитель Тормозов

Кроме экологических, моральных и юридических обоснований, необходимость этого накопителя в настоящее время вызывается также и тем, что современный автомобиль настроен таким образом, что без адсорбера нормально работать не сможет.

Его роль закреплена в программе электронного блока управления впрыском топлива, поэтому без переделок удалить его уже нельзя.

Располагается крупная пластиковая банка с наполнителем обычно в подкапотном пространстве, хотя встречаются и варианты её размещения под днищем машины, а также под передним бампером или в иных внутренних полостях кузова.

От неё протянуты шланги с клапанами к бензобаку и впускному коллектору.

 Принцип работы и устройство адсорбера

В пластмассовом корпусе узла расположен наполнитель, просто активированный уголь или более сложное вещество. От него требуется высокая пористость и способность адсорбировать пары бензина, то есть сохранять их в себе, отделяя от воздуха.

Корпус герметичен, сверху на нём имеются входные и выходные пластиковые штуцеры, обычно под быстросъёмные соединители, а также встречается интегрированное крепление электрического клапана продувки со своим разъёмом.

Во время работы двигателя давление в баке автомобиля изменяется. В те времена, когда об экологии не заботились, проблема решалась простым дренажным отверстием в его пробке.

Сейчас при вентиляции бака необходимо отделять углеводороды, то есть пары бензина от атмосферного воздуха. Для этого из верхней части бака делается отвод, соединённый шлангом через сепаратор и систему клапанов безопасности с внутренним пространством адсорбера.

Пары бензина, проходя через активированный уголь, отделяются и задерживаются его пористой структурой, что очень похоже на принцип действия противогаза.

Воздух же проходит далее в атмосферу через штуцер сапуна адсорбера. При высокой температуре и интенсивной эксплуатации запас ёмкости устройства быстро исчерпается, и бензин придётся куда-то удалять.

Для этого в работе автоматики автомобильного двигателя предусмотрен специальный режим продувки адсорбера через соответствующий клапан, который соединён шлангом с дроссельным пространством впускного тракта. Обычно прямо к впускному коллектору. Продувка происходит за счёт имеющегося там разрежения.

Должны быть соблюдены некоторые условия, чтобы электронный блок управления двигателем (ЭБУ) подал команду на продувку:

• двигатель не должен работать на холостом ходу, что определяется по оборотам и нажатию педали акселератора;
• температура охлаждающей жидкости и забортного воздуха находятся в предусмотренных программой диапазонах;
• скорость вращения коленвала и расход воздуха двигателем определяют темпы продувки адсорбера.

Регулирование потока продувки производится в ключевом режиме, то есть клапан открывается и закрывается с определённой частотой, а время его относительного нахождения в закрытом и открытом состояниях определят производительность режима.

Статья по теме: Моторное масло с Молибденом: плюсы и минусы

Он не должен влиять на основные задачи мотора – ровную тягу, высокую отдачу и стабильную работу.

Во время продувки воздух забирается через штуцер сапуна адсорбера, проходит под действием перепада давлений через поглощающую начинку, насыщается парами бензина и отправляется во впускной коллектор для сгорания в цилиндрах в составе топливовоздушной смеси.

Устройство подготавливается к приёму следующих порций паров из бензобака.

 Неисправности

Узел достаточно надёжен, редкие проблемы с ним проявляются как:

• поломки штуцеров из-за естественного старения пластмассы;
• загрязнение активированного угля от большого срока службы, вплоть до полной непроходимости;
• электрические и механические отказы клапана продувки;
• замыкания и потери контакта в электропроводке;
• потеря герметичности шлангов из-за отвердения резины.

Всё это приводит к повышению или уменьшению оборотов холостого хода, неуверенному запуску, повышению расхода и снижению тяги. Обычно ЭБУ замечает отклонения и высвечивает ошибку на панели приборов.

Существует даже отдельный раздел типовой таблицы кодов ошибок, посвящённый аппаратуре улавливания паров бензина.

 Как проверить клапан продувки адсорбера

Перед снятием, внушающего подозрение клапана, надо отсоединить аккумуляторную батарею, чтобы не накапливать ненужные ошибки, поскольку ЭБУ заметит обрыв цепи после снятия разъёма.

Демонтированный клапан должен быть нормально закрыт, то есть не продуваться, если на него не подано питание. Это можно проверить, подав на его вход небольшое давление воздуха. Утечек быть не должно, хотя в реальности поработавший клапан может немного пропускать.

Это не так критично, как у шинного вентиля, но всё же нежелательно. Этот расход добавочного воздуха вынужден будет парировать регулятор холостого хода, а его возможности не безграничны.

Для дальнейшей проверки на клапан следует подать напряжение от аккумулятора автомобиля. Его соленоид должен со щелчком уверенно сработать, а нагнетаемый воздух начать свободно проходить со входа на выход. При снятии напряжения исправный клапан с таким же щелчком возвращается в исходное состояние, блокируя поток.

При работе двигателя на холостых оборотах от клапана никаких щелчков не должно быть слышно, а со стороны шлангов не раздаваться шипения подсасываемого воздуха.

Это надо знать: Бронирование фар пленкой фото и видео инструкция

Посторонний кислород во впускном коллекторе недопустим, он разбалансирует всю систему питания. Когда продувкой занимается ЭБУ, он учитывает все влияния поступающих мимо дросселя и всех датчиков бензина и воздуха. Более того, мозг машины насторожится, если этого не произойдёт по его команде.

Адсорбер с сопутствующей арматурой настолько надёжен, что о его существовании часто забывают даже профессионалы. И если анализ кодов ошибок не даст нужной информации, а запах бензина в салоне не станет дополнительным намёком, то поиск и ремонт непонятных неполадок в работе двигателя может потребовать массу времени и средств.

К тому же сам узел иногда нуждается в плановых заменах, поскольку через него проходит наружный воздух, а он не всегда чист. Это похоже на работу воздушного и салонного фильтров, хотя через них поток несравнимо больше и о них мало кто забывает.

Адсорбер топливной системы, принцип работы

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто своими руками. Для многих автолюбителей название «адсорбер топливной системы» ни о чем не говорит. Есть владельцы, которые даже не знают о существовании такой детали.

Адсорбер топливной системы

Функции, назначение и основные неисправности данного узла и вовсе являются загадкой. Но это не беда. В статье мы восполним «пробелы» в знаниях.

Назначение адсорбера топливной системы

Не секрет, насколько серьезно производители авто относятся к соблюдению экологических стандартов. При этом по нормам евро-3 вредные вещества (в частности, и пары бензина) нельзя допускать в атмосферу.

Ловить эти газы и не давать им выйти за пределы автомобиля – вот для чего нужен адсорбер. В качестве абсорбента, который берет на себя функцию поглощения, выступает обычный активированный уголь. Чтобы было более понятно, конструкцию и принцип работы адсорбера рассмотрим на примере ВАЗ-2110-12.

В указанных выше моделях устройство для улавливания паров бензина состоит из нескольких основных элементов.

• Трубок паропровода;
• шлангов;
• продувочного клапана;
• трубки для слива, бензина;
• сепаратора паров;
• гравитационного клапана;
• адсорбера.

Принцип работы адсорбера

Не секрет, что наибольший объем паров бензина находится в баке автомобиля. Они поднимаются в верхнюю точку емкости и скапливаются у горловины. Вот здесь-то вредные газы и ожидает «ловушка».

Они попадают в сепаратор, превращаются снова в жидкость (путем конденсирования) и возвращаются на свое законное место – в топливный бак.

Но не все пары успевают конденсироваться. Остатки проходят через гравитационный клапан по специальным трубкам подаются к абсорберу.

Там уже активированный уголь отлично справляется со своей работой и поглощает вредные пары. Но в таком режиме адсорбер ВАЗ работает, когда машина обездвижена, и двигатель не заведен.

В обратной ситуации принцип действия отличается – при работающем двигателе ЭБУ дает команду на открытие электромагнитного клапана, что позволяет продуть адсорбер. При этом пары топлива вместе с потоком воздуха проходят через другой клапан, попадают в двигатель и сгорают.

Получается, что устройство выполняет двойную функцию. С одной стороны, исключается любое вредное воздействие на атмосферу, а с другой – экономится топливо (хоть и незначительно). Не будь данного устройства в автомобиле, пары бензина просто бы и испарились, а так они идут «в дело».

Основные неисправности адсорбера

Адсорбер не является «бессмертным» и также может выйти из строя. При этом определить поломку можно лишь по ряду косвенных признаков.

К примеру, о неисправности адсорбера может свидетельствовать чрезмерное давление в баке автомобиля. Объяснить это просто – пары накапливаются, а уходить им попросту некуда. Неисправность проявляется себя шипящими звуками во время откручивания крышки.

Второй показатель поломки – плавание оборотов машины на холостых оборотах. Такое явление бывает реже и причин намного больше, чем просто неисправность адсорбера, но упускать его из вида все-таки не стоит.

В упомянутых выше случаях лучший выход – это просто заменить старое устройство и установить новый адсорбер. Тем более что на выполнение работы уйдет не больше 10-15 минут.

Многие не знают, где находится адсорбер. Но здесь все просто. Открывайте капот и отыщите небольшое устройство в форме цилиндра, расположенное в левом нижнем углу подкапотного пространства.

Адсорбер – лишь на первый взгляд незначительный элемент вашего автомобиля. На самом деле он выполняет важные функции и способен сэкономить личный бюджет.

Следовательно, при наличии неисправности не затягивайте с заменой клапана адсорбера или самого устройства. Удачной дороги и конечно же без поломок.

Адсорбер: устройство, принцип работы и неисправности

Замена адсорбера, клапана продувки адсорбера, двухходового и гравитационного клапанов

Сепаратор — предназначен для разделения паров от бензина и предотвращения попадания топлива в абсорбер. Гравитационный клапан аварийно — блокировочный датчик абсорбера нива шевроле, служит для предотвращения вытекания топлива через абсорбер при перевертывании автомобиля. Предохранительный клапан, предназначен для защиты топливной системы и бака от деформации, при возникновении в системе улавливания газов — разряжения.

Разряжение зачастую может возникнуть при работе двигателя на холостых оборотах. Двухходовый клапан предназначен для соединения и отсоединения бака от абсорбера.

Абсорбер в Шниве В то время, когда двигатель заглушен, в баке создается давление, которое возникает за счет испарения топлива. Эти пары скопившегося газа попадают в сепаратор.

Вместе с газами, туда же может и попасть бензин, и если он туда попадает, то в этот момент срабатывает блокировочный и предохранительный клапаны. Происходит выброс газов наружу. Сепаратор датчик абсорбера нива шевроле пары газов от самого бензина, и датчик абсорбера нива шевроле давлением, открывается двухходовый клапан. Газы по трубке попадают в абсорбер, где начинается процесс поглощения газов активированным углем. Также у запчасти есть электрический клапан.

При работе издает весьма характерные звуки. Когда вы разогреваете движок, он начинает издавать весьма характерное клацанье.

Нива шевроле абсорбер неисправности

Самые распространенные поломки Если говорить о неисправностях адсорбера, они случаются не так уж редко.

Как и любая другая деталь, адсорбер может засориться вредными примесями и прийти в негодность. Другие огрехи связаны с незначительными или более серьезными механическими повреждениями, естественным износом, загрязнениями элемента, поглощающего газы. По сути, это один из главных симптомов того, что с адсорбером вашего автомобиля что-то не. Парам датчик абсорбера нива шевроле деваться, поэтому они начинают скапливаться и давить на бензобак.

Даже при не запущенном двигателе они не хотят выходить через адсорбер. Убедиться в наличии сильного давления несложно.

Откройте крышку бензобака. Если вы услышите шипение, в бензобаке действительно скопилось много паров, которые могут принести вред атмосфере.

Естественно, не стоит принимать каждое шипение за серьезную проблему. Легкое, еле заметное шипение все-таки можно принимать за норму.

Согласно современным эко требованиям, топливные системы должны быть строго герметичными. Это позволяет минимизировать попадание паров в атмосферу. Такое случается, если вы начали прогревать двигатель при 60 градусах, а он беспощадно глохнет. Винт поворачивается на приблизительно датчик абсорбера нива шевроле пол-оборота. Если его закрутить слишком сильно, то контроллер выдаст ошибку.

Такая регулировка клапана адсорбера сделает его работу мягче, а стук тише. Однако, как проверить клапан адсорбера на наличие поломок? Определить поломку клапана можно с помощью системы диагностики ошибок или механической проверкой.

Коды электронных ошибок записаны в памяти контроллера и свидетельствует об электрическом повреждении. Признаки, по которым датчик абсорбера нива шевроле механически определить неисправность клапана адсорбера: Появление провалов на холостом ходу двигателя.

Очень низкая тяга двигателя. Не слышно звуков срабатывания клапана при работе двигателя.

Шипение при открытии крышки бензобака свидетельствует о разрежении в системе. Это верный признак неисправности вентиляции адсорбера. Появление запаха топлива в салоне автомобиля.

Однако, его появление могут вызвать и датчик абсорбера нива шевроле причины. Замена клапана абсорбера своими руками Клапан абсорбера Если обнаружены признаки неисправности, требуется ремонт или замена клапана. Клапан адсорбера стоит недорого, а замену произвести несложно. Для демонтажа нужно иметь пару крестообразных отверток и знать, где находится клапан продувки адсорбера. Порядок работы:

Адсорбер ваз, клапан адсорбера – принцип работы системы улавливания паров бензина

Дорогие друзья, сегодня мы с вами узнаем, зачем на ваз устанавливается адсорбер, что из себя представляет клапан адсорбера, как работает вся эта система в целом и для чего она вообще нужна. Начнем с того, что адсорбер в первую очередь нужен не только для того, что бы ваш автомобиль соответствовал нормам Евро 2, 3 и т.д. но еще и для того, что бы у вас в салоне не воняло бензином а в баке не было избыточного давления. Многих владельцев автомобилей десятого семейства смущает размер адсорбера на ВАЗ, мол занимает слишком много места и зачем он вообще нужен. А он нужен. Хотите освободить место – установите адсорбер от приоры на ВАЗ-2110 и спите спокойно, устанавливайте в освободившееся пространство сигналы от камазов, дополнительные бачки омывателя или просто любуйтесь оным 🙂 Не суть важно. Итак, что же представляет из себя адсорбер? По большому счету основная часть адсорбера, бочонок – это фильтр, наполненный гранулированным активированным углем. Клапаном адсорбера управляет непосредственно ЭБУ («МОЗГИ») вашего автомобиля. Вот стандартное устройство адсорбера и принцип его подключения для наглядности

Как видно из схемы к адсорберу подключается шланг идущий в бак, шланг подачи паров бензина к дроссельному узлу, электрическая фишка управления клапаном адсорбера.

Клапан расположен сверху адсорбера, вот фото.

 Если двигатель заглушен, то клапан адсорбера находится в закрытом состоянии и пары топлива из бака поглощаются непосредственно фильтрующим элементом адсорбера. Если же соблюдены условия, что температура ОЖ двигателя выше 75 градусов, а авто движется со скоростью более 10 километров в час, то клапан открывается и начинает свою работу, а именно перенаправляет (отсасывает) пары к дросселю и потом в впускную трубу, откуда они уже поступают в двигатель и сгорают. Клапан управляется импульсно, с определенной частотой, именно поэтому владельцы машин с адсорбером иногда могут слышать его работу на низких скоростях, он как бы тарахтит под капотом.

Адсорбер устройство и принцип работы

Адсорбер: что это такое, для чего нужен, на что влияет

Адсорбер (от лат. sorbeo — поглощаю) – это система автомобиля, которая служит для улавливания паров бензина, которые выходят из бака. При работающем двигателе они направляются в систему впрыска топлива, а именно во впускной коллектор. При заглушенном моторе часть паров улавливается сепаратором (он их направляет обратно в бак), а оставшиеся пары поступают в адсорбер, где они нейтрализуются.

По сути это большая пластиковая банка, внутри находится активированный уголь, который борется с парами бензина.

Итак, пары топлива поднимаются вверх бака и останавливаются на сепараторе, который совмещен с датчиком гравитации.

В нем они частично конденсируются и возвращаются обратно.

Другая часть испарения минует гравитационный клапан, проходит в адсорбер, где накапливается. Накопление происходит при незапущенном двигателе.

После пуска двигателя электромагнитный клапан открывается, соединяя полость адсорбера с впускным коллектором или дроссельным узлом.

Пары смешиваются с воздухом, который подается через дроссельный узел, далее поступают во впускной коллектор и после в цилиндры двигателя, где они дожигаются с воздушно-топливной смесью.

Где находится адсорбирующая система автомобиля?

Место нахождения адсорбера может отличаться в зависимости от автомобиля: сразу за фарой, под передним или задним подкрылком, на самом бензобаке, под запаской. 

Устройство и принцип работы

Помимо фильтрующей части система состоит из:

• Сепаратора со специализированным клапаном гравитации. Сепаратор позволяет улавливать часть паров топлива и перенаправлять их назад в бак. Клапан гравитации в основном не задействован и срабатывает лишь в экстренных режимах, предотвращая разлив бензина при перевороте машины, например, во время аварии.
• Датчика давления. С его помощью контролируется давление испарений внутри топливного бака.
• Электромагнитного клапана. Важнейшая коммутационная составляющая системы, открывающаяся при запуске мотора.
• Фильтра с угольным гранулированным порошком. Служит для задержки паров.
• Соединительных трубок. Обеспечивают подвод и соединение всех перечисленных выше деталей.

Принцип работы

1. Когда машина находится в неподвижном положении и мотор заглушен, в топливном баке формируется чрезмерное давление топливных паров, которые поднимаются по трубопроводу и направляются в адсорбер.
2. Двигатель работает. ЭБУ (электронный блок управления) машины с учетом текущей программы и режима работы силового агрегата дает команду электромагнитному клапану открыться.
3. Пары топлива, накопившиеся в адсорбере, выдуваются посредством разряжения, имеющего место в коллекторе впуска.
4. Далее пары направляются в сам коллектор впуска и в камеру сгорания. Итог очевиден — пары сгорают. Что касается объема паров, которые поступают в коллектор, то он зависит от времени открытия ЭМ клапана. Чем дольше путь открыт, тем больший объем паров поступит для сжигания.

В моторах, которые оснащены турбиной, предусмотрен компрессор. Задача последнего — создать разряжение в коллекторе впуска.

Вот почему в специальных системах, предусматривающих улавливание паров на турбированных моторах, установлен 2-ходовой клапан, срабатывающий и направляющий пары топлива на впуск компрессора или в коллектор впуска (при наличии или отсутствии давления соответственно).

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Мониторинг с помощью техники управления — Адсорбер с активированным углем

Описание

При адсорбции газообразные загрязнители удаляются из воздушного потока путем переноса загрязнителей на твердую поверхность адсорбента. Активированный уголь является наиболее часто используемым адсорбентом, хотя можно использовать цеолиты, полимеры и другие адсорбенты. Существует предел массы загрязняющих веществ, которые могут быть собраны адсорбентом. Когда этот предел достигнут, адсорбент перестает эффективно удалять загрязнитель.Чтобы восстановить способность улавливать газообразные загрязнители, адсорбенты обычно «регенерируют»; т.е. загрязнитель десорбируется (удаляется) из адсорбента. Эта регенерация может происходить за пределами площадки или на месте.

Наиболее распространенные типы адсорбционных систем используют неподвижные слои (в отличие от псевдоожиженных слоев или движущихся слоев, которые являются обычными в системах концентраторов). Один тип восстанавливается на месте; второй тип, называемый угольным барабаном, использует регенерацию вне участка. Системы с угольными барабанами — это системы с низкими капитальными затратами, которые используются только при низких расходах воздуха и массовых расходах загрязняющих веществ.Для регенерации на месте или за его пределами обычно используются либо повышенные температуры (например, термическая десорбция, иногда с использованием пара), либо давление ниже атмосферного (вакуумная регенерация). В некоторых случаях растворитель, извлеченный при десорбции (например, толуол из операций ротогравюрной печати), повторно вводят в процесс; в остальных случаях — утилизируется.

Для адсорберов важны несколько типов емкости. Емкость насыщения — это максимальная емкость, которую может удерживать адсорбент.Однако до того, как достигается насыщающая способность, адсорбент достигает своей проникающей способности, которая представляет собой количество загрязняющего вещества, которое может быть адсорбировано до того, как значительная концентрация загрязняющего вещества выйдет или прорвется через слой. Вместимость каблука — это количество загрязняющего вещества, которое остается в постели после его регенерации. Работоспособность — это разница между пропускной способностью и пропускной способностью пятки и представляет собой количество материала, которое может адсорбироваться в каждом рабочем цикле. Типичная рабочая емкость составляет 10-20 фунтов загрязняющих веществ на 100 фунтов углерода.

Адсорбционные системы обычно ограничиваются источниками, вырабатывающими органические соединения с молекулярной массой более 50 и менее приблизительно 200. Органические вещества с низкой молекулярной массой обычно не адсорбируются в достаточной степени. Соединения с высоким молекулярным весом адсорбируются настолько сильно, что их трудно удалить из адсорбента во время цикла десорбции. Эти молекулярные массы приведены в качестве ориентировочных, и пригодность адсорбционной системы следует рассматривать в каждом конкретном случае.

Для получения дополнительной информации см. Рамку Подробнее об углеродных адсорберах.

Информация мониторинга

Основными показателями эффективности угольных адсорберов являются концентрация ЛОС на выходе из адсорбера; параметры регенерации, включая время цикла регенерации, общий поток потока регенерации (пар или азот) или вакуум, достигаемый во время регенерации; и отбор проб активности углеродного пласта. Другие показатели производительности адсорбера включают рабочую температуру слоя, температуру газа на входе, скорость потока газа, концентрацию летучих органических соединений на входе, перепад давления, влажность газа на входе и контроль герметичности.

Технический руководящий документ (TGD) по мониторингу обеспечения соответствия (CAM) предоставляет источник информации о подходах к мониторингу для различных типов устройств управления. Конкретная информация, представленная в TGD CAM, относящаяся к адсорбции углем, включает примерные документы CAM, основанные на тематических исследованиях реальных объектов. См. Рамку «Подробнее о мониторинге и правиле CAM».

Стоимость

Затраты на адсорбцию углерода обсуждаются в Руководстве EPA по контролю за загрязнением воздуха ^* , EPA / 452 / B-02-001, раздел 3.1, Глава 1 — Углеродные адсорберы (42 стр, 542 К, О программе PDF). Стоимость систем мониторинга, как непрерывных мониторов выбросов, так и систем параметрического мониторинга, рассматривается в Руководстве по стоимости контроля загрязнения воздуха EPA, EPA / 452 / B-02-001, Раздел 2, Глава 4 — Мониторы (42 стр., 542 K, О PDF).

Обзор технологии контроля загрязнения воздуха: адсорбция

Многие загрязнители, как природные, так и синтетические, имеют газообразную природу и требуют специальной технологии для эффективного удаления загрязнителя из потока выхлопных газов или технологического газа.К газообразным промышленным загрязнителям могут относиться:

• Кислые газы (соляная кислота, серная кислота, сероводород и многие другие)
• Газы неорганические (оксиды серы, оксиды азота, аммиак и т. Д.)
• Органические газы (этилен, бензол, этанол и многие другие летучие органические соединения [ЛОС] или опасные загрязнители воздуха [HAP])

Существует несколько доступных технологий, которые могут обеспечить контроль (удаление) газообразных загрязнителей. В этом блоге вы найдете подробное описание и обзор адсорбции как технологии борьбы с загрязнением воздуха органическими загрязнителями.В будущих блогах будут рассмотрены другие технологии, которые могут предоставить альтернативу окислению / сжиганию.

Хотя CPI не предоставляет все доступные технологии, мы серьезно относимся к нашему консультативному анализу приложений, и когда более подходящая технология может предложить некоторые преимущества, мы представим нашим клиентам другие варианты лечения.

В нашем предыдущем блоге мы описали процесс абсорбции. Если вы пропустили обсуждение Поглощения, вы можете прочитать его здесь.

АДСОРБЦИЯ

Адсорбция — это процесс массообмена, в котором пористое твердое вещество вступает в контакт с потоком жидкости или газа для избирательного удаления загрязняющих веществ или загрязнений путем их осаждения (адсорбции) на твердом теле. Удаляемые загрязнения называются адсорбатом, а твердое вещество, которое адсорбирует, называется адсорбентом.

Адсорбционные устройства обычно используются во многих промышленных приложениях. В общем, некоторые органические и неорганические соединения с молекулярной массой более 45, вероятно, будут хорошим адсорбатом.Адсорбция часто используется в тех случаях, когда требуется извлечение адсорбата или если концентрация адсорбата очень низкая, а другие виды обработки загрязняющих веществ были бы дорогостоящими. Некоторые общепромышленные операции, в которых выбросы органических веществ и запахи можно эффективно контролировать с помощью адсорбции, включают химическую чистку, обезжиривание, нанесение покрытия на поверхность, обработку резины, глубокую печать и другие. Адсорбция также может использоваться для очистки всасываемых или циркулирующих воздушных потоков и при фракционировании определенных газов.

Процесс адсорбции может быть как физическим, так и химическим. При физической адсорбции молекулы адсорбата (загрязнителя) прилипают к материалам адсорбента с помощью физической силы связывания, называемой «силами Ван-дер-Ваальса». При химической адсорбции между адсорбатом и адсорбентом создается химическая связь. Эта связь называется «хемосорбцией». Хемосорбция обычно происходит при повышенных температурах, когда для разрыва химических связей необходима энергия. Хемосорбция — это, по сути, тот же процесс, что и каталитическое окисление (вы можете узнать больше о каталитическом окислении, посетив эту ссылку).В этом блоге мы ограничимся обсуждением физической адсорбции.

Наиболее распространенными адсорбентами, используемыми в промышленности, являются активированный уголь, силикагель, активированный оксид алюминия (оксид алюминия) и цеолит. Некоторыми характеристиками, важными для выбора адсорбента, являются размер и распределение портов, размер частиц, химическая природа, площадь поверхности и полярность поверхности. Полярность определяет тип адсорбата, для которого любой конкретный адсорбент будет иметь наилучшие характеристики. Активированный уголь — самый распространенный неполярный адсорбент.Полярные адсорбенты отлично впитывают влагу. Поскольку большинство промышленных выхлопных газов содержат влагу, использование полярных адсорбентов в системах контроля загрязнения воздуха значительно ограничено.

Самый эффективный метод стимулирования адсорбции — использование уплотненного слоя, через который проходит очищаемый поток загрязненного воздуха. Когда поток проходит через слой, происходит адсорбция загрязняющих веществ, и очищенный воздух выходит из уплотненного слоя. Адсорбент содержит фиксированное количество загрязняющих веществ, которые он может удерживать.Точная емкость зависит от многих факторов и называется изотермой адсорбции. Один из способов подумать об адсорбционной способности — это рассмотреть обычную губку, удерживающую воду. В этом примере вода является адсорбатом, а губка — адсорбентом. Губка имеет множество пор, в которых она впитывает воду. Как только эти поры будут полностью заполнены, губка не сможет больше впитывать воду. Это называется прорывом, когда адсорбент полностью насыщается адсорбатом и перестает быть эффективным.

Существует два основных типа адсорбционных систем; фиксированная кровать или сплошная. Системы с неподвижным слоем или уплотненным слоем — довольно простые устройства. Продуманный дизайн будет выглядеть так, чтобы максимально увеличить площадь поверхности для обеспечения полного и равномерного использования адсорбента. Примерная блок-схема показана ниже. В этой системе загрязненный газ попадает в емкость с неподвижным слоем сбоку. Адсорбирующий материал (считайте, что это активированный уголь) содержится в насадочном слое, обеспечивающем максимально возможную открытую площадь поверхности.Загрязненный воздух попадает в набивку из активированного угля и направляется к центру, где находится распределитель выхлопных газов. Отработанный воздух выходит из адсорбера с неподвижным слоем, очищенным от загрязняющих веществ или загрязнений.

После того, как адсорбент полностью насыщен адсорбатом (что приводит к прорыву), система требует замены использованных материалов на новые. Обычно это осуществляется через субподрядчика, который специализируется на адсорбирующих материалах и услугах. Отработанный адсорбент будет подвергаться термической очистке субподрядчиком на внешних объектах, специально предназначенных для этой цели.

Системы непрерывного действия более сложны и обеспечивают непрерывную работу без необходимости ручной замены адсорбентов. Эти системы обеспечивают десорбцию адсорбатов из адсорбента на месте. Это можно сделать с помощью перегретого или насыщенного пара. В этих системах адсорбат можно конденсировать, собирать и повторно использовать в процессе. Процесс в точности такой, как описано выше, но в системе используются два адсорбера. В одном блоке газы адсорбируются, в то время как в другом блоке десорбируется паром.Выхлоп из десорбированного слоя может конденсироваться для повторного использования растворителя или другой полезной цели.

Второй тип устройства непрерывной адсорбции — это цеолитный концентратор или роторный концентратор. В этих системах гидрофобный цеолит спроектирован в монолитном роторе, в котором поток загрязненного воздуха проходит через большую часть ротора. Встроенный термоокислитель используется для десорбции растворителей из цеолита и окончательного разрушения. Ротационные концентраторы или цеолитные адсорберы широко используются в промышленных системах контроля загрязнения воздуха, которые имеют очень большие объемы и низкие концентрации.Вы можете узнать больше о роторных концентраторах, перейдя по этой ссылке.

Использование адсорбционных систем в качестве устройства для контроля загрязнения воздуха или уменьшения выбросов ЛОС имеет широкое распространение. Эти системы особенно популярны для потоков пахучих газов, где неприятный запах вызван очень низкими концентрациями органических материалов. Более того, эти системы могут обеспечить эффективное с точки зрения затрат снижение уровня загрязняющих веществ с низкой концентрацией и могут даже предоставить возможность извлечения или повторного использования адсорбата. Однако следует понимать ряд ограничений:

• В общем, концентрация органических веществ выше нескольких частей на миллион (ppm) может привести к полному насыщению адсорбата и, следовательно, потребовать частой смены среды.В зависимости от адсорбирующего материала и частоты замены годовая стоимость эксплуатации может значительно превышать стоимость других очистных устройств.
• Адсорберы чувствительны к твердым частицам (в виде тумана или твердых частиц) и могут вызвать засорение. Может потребоваться предварительная обработка тумана и твердых частиц для продления срока службы адсорбента и создания безопасных условий для работы.
• ЛОС с низким давлением пара очень легко конденсируются. Конденсат может прилипать и накапливаться на поверхности адсорбента и отрицательно влиять на производительность.
• Влажность может временно снизить производительность. Как правило, если содержание водяного пара составляет около 2,5 об.% Или больше, следует провести тщательный анализ.
• Загрязненный воздушный поток должен иметь относительно низкую температуру. Хорошее эмпирическое правило — менее 100 ° F для большинства адсорбентов.
• Некоторые адсорбенты могут представлять угрозу безопасности из-за горючей пыли или реакционной способности с кислородсодержащими органическими веществами, которые могут создавать экзотермические условия.
• В некоторых регионах, регулируемых Агентством по охране окружающей среды, использование анализаторов ЛОС может потребоваться для обеспечения производительности (чтобы убедиться, что ЛОС адсорбируются на эффективных средах).Это оборудование увеличивает стоимость и усложняет систему и может не дать должного заблаговременного уведомления о снижении производительности.

Адсорбция — это лишь одна из технологий, используемых для удаления газообразных загрязнителей. Как уже упоминалось, существует несколько других технологий, которые также обеспечивают контроль загрязнения воздуха. Следите за обновлениями, поскольку мы продолжаем освещать следующие темы в следующих блогах:

А пока, если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Адсорберы NOx

Адсорберы NOx

Вт.Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Системы адсорбера-катализатора NOx были разработаны для контроля выбросов NOx из бензиновых двигателей с частичным сжиганием обедненной смеси и дизельных двигателей. Адсорберы, входящие в состав покрытия катализатора, химически связывают оксиды азота во время работы двигателя на обедненной смеси.После того, как емкость адсорбера насыщается, система регенерируется в течение периода работы двигателя на богатой смеси, и высвободившиеся NOx каталитически восстанавливаются до азота. Адсорберы NOx также требуют периодической десульфатации для удаления серы, содержащейся в их покрытии.

Введение

Концепция адсорбера NOx

Концепция адсорберов NOx была разработана на основе химии кислотно-щелочного покрытия. Он включает накопление NOx на слое катализатора при обедненных выхлопных газах и выделение при работе на богатой смеси и / или повышенных температурах.В зависимости от стратегии выброса NOx, системы адсорбента NOx можно классифицировать как:

1. Активные адсорберы NOx, или
2. Пассивные адсорберы NOx.

В активных адсорберах NOx накопленные NOx периодически высвобождаются — с типичной частотой примерно один раз в минуту — в течение короткого периода работы с высоким соотношением воздуха и топлива, называемого регенерацией адсорбера NOx . Выброшенный NOx каталитически превращается в азот в процессе, аналогичном процессу, происходящему с трехкомпонентными катализаторами (TWC), широко используемыми в стехиометрических бензиновых двигателях.Обычно трехкомпонентные катализаторы неактивны в преобразовании NOx в обедненных выхлопных газах, когда в выхлопных газах присутствует кислород. За счет чередования фаз накопления на обедненной смеси и фазы выделения и конверсии трехкомпонентного катализатора применимость трехкомпонентного катализатора была расширена до двигателей, работающих на обедненной смеси. Впервые эта технология была коммерциализирована для бензиновых двигателей с прямым впрыском (GDI), а затем в 2007/2009 годах на дизельных двигателях малой мощности (Tier 2 США, Euro 5). Системы адсорбера NOx также были внедрены для контроля NOx в установках стационарных газовых турбин [1298] .

Из-за снижения эффективности снижения NOx при более высоких температурах выхлопных газов активные адсорберы NOx нашли лишь очень ограниченное применение в двигателях грузовых автомобилей большой грузоподъемности. Принимая во внимание тенденции в правилах выбросов легких грузовиков, можно ожидать, что использование активных адсорберов NOx в качестве основной автономной технологии последующей обработки для контроля выбросов NOx в будущих транспортных средствах малой грузоподъемности будет сокращаться. Повышенное внимание к выбросам в процессе эксплуатации и требованиям к испытаниям на реальные автомобильные выбросы (RDE), которые вступили в силу в ЕС в 2017 году, создают проблему для технологии адсорберов NOx — требуется высокая конверсия NOx в рабочих условиях, выходящих за рамки нормативного цикла испытаний, в том числе при работе двигателя с высокими нагрузками.

Следует отметить, что активные адсорберы NOx «неполный рабочий день» также использовались для контроля выбросов NOx при холодном пуске / низкотемпературных условиях в некоторых дизельных двигателях малой мощности с системами SCR мочевины. При холодном запуске используется тесно связанный активно регенерируемый адсорбер NOx, и при повышении температуры выхлопных газов NOx снижается по сравнению с катализатором SCR с использованием мочевины. Эта и другие конфигурации систем выбросов с адсорберами NOx обсуждаются в разделе «Применения адсорберов NOx».

Пассивные адсорберы NOx (PNA) — более свежий и более простой вариант технологии — адсорбируют NOx во время холодного запуска автомобиля и высвобождают его при повышении температуры выхлопных газов — без интенсивной регенерации — для преобразования через расположенный ниже по потоку катализатор восстановления NOx.Следовательно, пассивные адсорберы (или ловушки) NOx не являются отдельной технологией контроля NOx — скорее, они могут использоваться с последующей обработкой мочевиной-СКВ для улучшения низкотемпературных характеристик системы. Первая демонстрация технологии PNA была проведена компанией Cummins на своем дизельном двигателе объемом 2,8 л в США Tier 2 Bin 2, разработанном в рамках проекта [2872] Министерства энергетики США. Пассивные адсорберы NOx также могут найти применение в дизельных двигателях большой мощности, отвечающих будущим строгим ограничениям NOx порядка 0.05-0,02 г / л.с.-час [3265] .

Другие концепции. Метод, названный селективной рециркуляцией NOx (SNR) [348] , был ранней концепцией системы адсорбера NOx без каталитического восстановления NOx. В концепции SNR два адсорбера NOx устанавливаются параллельно в выхлопной системе. Регулирующие клапаны позволяют переключать поток газа, поэтому каждый из адсорберов чередует режимы адсорбции и десорбции. В режиме десорбции NOx, несущий газ из адсорбера, рециркулирует во всасываемый воздух двигателя.Таким образом, количество десорбированных NOx может быть уменьшено за счет реакций в цилиндрах во время сгорания. Стратегия регенерации адсорбера SNR не была продемонстрирована. В экспериментах с подачей NO / NO ₂ из баллонов в воздухозаборное отверстие дизельного двигателя, т. Е. Без учета характеристик адсорбера, была достигнута эффективность снижения NOx 60%.

Термины и определения

Разные авторы используют разные термины при обсуждении (активных) адсорберов NOx, например:

• Катализатор адсорбера NOx (NAC),
• Ловушка обедненных NOx (LNT),
• DeNO _x ловушка (DNT),
• Катализатор накопления NOx (NSC), или
• Катализатор накопления / восстановления NOx (NSR).

Все эти названия являются синонимами, описывающими одну и ту же технологию контроля выбросов. Термин «бедный катализатор NOx», с другой стороны, относится к селективному каталитическому восстановлению NOx углеводородами — совершенно другой технологии, которую не следует путать с адсорберами NOx.

Пассивный адсорбер NOx также называют низкотемпературным адсорбером NOx (LTNA) — термин, предложенный исследователями из Ford [3756] .

Мы также должны ввести основные определения, относящиеся к процессу адсорбции (эти термины путают в некоторой литературе по адсорберам NOx):

• Адсорбция — процесс, в котором атомы или молекулы перемещаются из объемной фазы (обычно газовой, но также и жидкой) на твердую или жидкую поверхность (например, очистка газа с использованием активированного угля).Это отличается от абсорбции, когда молекулы перемещаются в объем другой фазы, например, молекулы газа растворяются в жидкости. Термин сорбция охватывает как адсорбцию, так и абсорбцию, в то время как десорбция представляет собой обратный процесс.

  При более низких температурах адсорбция обычно вызывается межмолекулярными силами; тогда это называется физическая адсорбция . При более высоких температурах, выше примерно 200 ° C, энергия активации доступна для образования химических связей; если такой механизм преобладает, процесс называется хемосорбцией .

• Адсорбент — адсорбирующий материал, например активированный уголь. Родственный термин сорбент относится как к адсорбции, так и к абсорбции. В технологии адсорберов NOx оксид бария является обычным сорбентом (ad).
• Адсорбат — адсорбированное вещество. Родственный термин сорбат относится как к адсорбции, так и к абсорбции. В случае адсорберов NOx сорбат (ad) представляет собой оксиды азота.

###

Угольные адсорберы — Экологические системы побережья Мексиканского залива

Что такое угольный адсорбер и как он работает?

Одной из наиболее широко распространенных сегодня технологий борьбы с загрязнением воздуха во многих отраслях промышленности является адсорбция углерода.Угольный адсорбер — это тип оборудования для борьбы с загрязнением, которое используется для уменьшения содержания летучих органических соединений (ЛОС) в потоках газа с низкой концентрацией. Адсорбция — это метод фильтрации, используемый для удаления летучих органических соединений (ЛОС) из потоков отходящих газов. Угольный адсорбер можно использовать, когда вы пытаетесь выполнить одну или все из этих трех задач: уменьшение выбросов ЛОС, отсутствие NOx и восстановление растворителя.

Газ проходит через слой активированного угля, который улавливает летучие органические соединения на своей поверхности.В адсорбционных системах часто используются различные типы активированного угля. Уголь активируется термически или химически с целью обеспечения большой площади поверхности. Один из способов оценить потенциал угля — это предположить, что 1 фунт угля имеет более 100 акров поверхности, что позволяет активированному углю обладать огромной способностью адсорбировать определенные ЛОС. Первоначально при проектировании системы углеродного адсорбера изотермы изучаются для конкретных летучих органических соединений. Другие соображения включают объем воздуха, давление, высоту над уровнем моря, относительную влажность, температуру и потенциальные эффекты нескольких соединений в воздушном потоке.Адсорбция — это чувствительный к нагреванию и относительной влажности процесс. Дополнительные соображения при разработке процесса включают твердые частицы, масла или другие загрязнители, которые могут препятствовать адсорбции ЛОС углем с оптимальной скоростью.

В то время как начальные слои уплотненного углеродного слоя могут достигать высокого рабочего насыщения во время режима адсорбции, приближающегося к таковым на изотерме, последняя треть слоя в основном представляет собой зону полировки. Для удаления нескольких соединений используются разные типы активированного угля в отдельных контейнерах, соединенных последовательно.По мере того, как технологический газ поступает в каждую канистру, целевое загрязнение будет удалено выбранным типом среды.

Существует несколько типов углеродных адсорберов, из которых наиболее часто используются адсорберы с неподвижным слоем и адсорберы с псевдоожиженным слоем.

Фиксированная кровать:

Адсорберы

с неподвижным слоем являются широко используемым вариантом, поскольку они могут контролировать непрерывные потоки, содержащие летучие органические соединения, в широком диапазоне скоростей потока. Эти потоки могут составлять от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч кубических футов в минуту.Концентрация ЛОС в потоке выхлопных газов может сильно варьироваться в зависимости от того, что может обрабатывать углеродный адсорбер. Еще одна причина, по которой адсорбер с неподвижным слоем так широко используется, заключается в том, что он может работать прерывисто или непрерывно. Когда неподвижный слой работает с перебоями и может быть регенерирован на месте, цикл десорбции происходит в автономном режиме; это когда растворитель (или летучие органические соединения), ранее захваченный углем, удаляется. После завершения этого процесса оборудование будет бездействовать, пока снова не будет запущено.

Десорбция или удаление растворителя из угольного адсорбера с неподвижным слоем

Обычно используются два десорбционных агента — пар и горячий газ через смесь воздуха и азота. Пар, который используется на многих производственных объектах, легко доступен на большинстве промышленных предприятий. Steam имеет два преимущества; он имеет высокое энергосодержание на фунт и легко конденсируется с использованием воды из градирни и закрытого конденсатора для возврата растворителя и пара в жидкое состояние. (См. Диаграмму 1). Другое преимущество состоит в том, что пар быстро заполняет емкости с отработанным углем, а его свойства обеспечивают быстрое и равномерное распределение тепла.

Когда слой насыщен летучими органическими соединениями и зона массообмена начинает видеть прорыв в нижнюю секцию полировки, он регенерируется путем противотока, вводимого насыщенным паром. Пар заполняет углерод, который выделяет большую часть ЛОС, а затем перемещается в конденсатор / декантатор для разделения.

Системы

обычно имеют три (3) режима работы.

Режим 1 (дополнительно): Циклы десорбции, управляемые анализатором

Система может работать или циклически включаться путем измерения уровней толуола в сточных водах и, следовательно, обеспечивать наилучшие показатели энергопотребления и срока службы углекислого газа.

Режим 2: Циклы десорбции с таймером

У них есть ПЛК, способный настраивать программные таймеры для управления продолжительностью каждого из основных циклов. (Адсорбция и десорбция).

Режим 3: Ручное управление

Они поставляются с ручным дублированием, позволяющим оператору вручную переключать систему с помощью имеющихся элементов управления на сенсорном экране.

Адсорбер с псевдоожиженным слоем:

Адсорбер с псевдоожиженным слоем также удаляет летучие органические соединения из промышленных потоков, но делает это несколько другим способом. Угольный адсорбер с псевдоожиженным слоем работает, проталкивая загрязненный поток через несколько лотков с шариками активированного угля, используя воздушные потоки с различной скоростью. Это позволяет угольным шарикам псевдоожижаться. Затем насыщенные шарики перемещаются из адсорбционной башни в десорбционную колонну, где шарики нагреваются и выделяются летучие органические соединения.

Первая секция системы содержит серию адсорбционных тарелок с перфорированными пластинами (A) . Загрязненные технологические выхлопные газы входят снизу, проходя вверх через адсорбционные лотки и псевдоожижая углеродную среду, которая адсорбирует ЛОС. Насыщаясь летучими органическими соединениями, когда углерод течет к дну емкости адсорбера (B) , углеродный адсорбент удаляется с медленной, постоянной скоростью и переносится в десорбер (C) . Между тем, регенерированный углеродный адсорбент непрерывно подается в верхнюю часть емкости адсорбера (D) , обеспечивая противоточное удаление ЛОС.

В десорбере (C) температура углеродного адсорбирующего материала повышается, (E) заставляя его выделять летучие органические соединения в поток газа небольшого объема, обычно воздуха, пара или азота. Затем очищенный угольный адсорбент возвращается в верхнюю часть адсорбционного сосуда для повторного использования.

Концентрированный поток загрязняющего газа (F) настолько мал, что его можно легко обработать с помощью простого термического окислителя (G) , или растворитель (ы) можно восстановить для повторного использования или утилизации через охладитель и конденсатор / декантатор. система (H) .

Преимущества адсорбции углерода:

• Обрабатывает потоки с различными концентрациями ЛОС
• Принимает потоки с переменным расходом
• Нет хранилища химикатов на территории
• Снижение затрат на техническое обслуживание
• Углерод обладает огромной адсорбционной способностью
• Возможности High DRE
• Системы под ключ на заказ
• Наши панели управления собственного производства выделяют нас среди других!
  • Рейтинг UL
  • Удаленный доступ для контроля и управления
  • Удаленная сервисная поддержка

Опции:

• Доступны несколько типов углерода
  • Гранулированный активированный уголь
  • Активированный уголь в порошке
  • Гранулированный активированный уголь
  • Ткань из активированного угля
• Интеграция в существующие системы
• Доступные варианты носителя
• Доступны модели для небольших или ограниченных пространств

Gulf Coast Environmental Systems обладает опытом и знаниями, чтобы помочь вам с вашими потребностями в углеродных адсорберах.Наш уникальный подход заключается в анализе потока процессов и бизнес-целей, на основе которого мы предлагаем идеальное решение или ряд вариантов, которые помогут достичь и оптимизировать эти цели. Чтобы поговорить с одним из наших экспертов по решениям для борьбы с загрязнением, щелкните здесь.

Контроль загрязнения воздуха | Британника

Полная статья

Контроль загрязнения воздуха , методы, используемые для уменьшения или устранения выбросов в атмосферу веществ, которые могут нанести вред окружающей среде или здоровью человека.Контроль загрязнения воздуха является одной из основных областей контроля загрязнения, наряду с очисткой сточных вод, удалением твердых и опасных отходов.

Воздух считается загрязненным, если он содержит определенные вещества в достаточно высоких концентрациях и в течение времени, достаточного для причинения вреда или нежелательных эффектов. К ним относятся неблагоприятные воздействия на здоровье человека, собственность и видимость в атмосфере. Атмосфера подвержена загрязнению как из естественных источников, так и в результате деятельности человека.Некоторые природные явления, такие как извержения вулканов и лесные пожары, могут иметь не только локальные и региональные последствия, но и долгосрочные глобальные. Тем не менее, только загрязнение, вызванное деятельностью человека, например промышленностью и транспортом, подлежит смягчению и контролю.

Большинство загрязнителей воздуха возникает в результате процессов горения. В средние века сжигание угля в качестве топлива вызывало периодические проблемы с загрязнением воздуха в Лондоне и других крупных европейских городах. Начиная с XIX века, после промышленной революции, рост использования ископаемого топлива усилил серьезность и частоту эпизодов загрязнения воздуха.Появление мобильных источников загрязнения воздуха, т. Е. Транспортных средств с бензиновым двигателем, оказало огромное влияние на проблемы качества воздуха в городах. Однако только в середине 20-го века были предприняты серьезные и продолжительные попытки регулировать или ограничивать выбросы загрязнителей воздуха из стационарных и мобильных источников и контролировать качество воздуха как в региональном, так и в местном масштабе.

Основное внимание при регулировании загрязнения воздуха в промышленно развитых странах уделяется защите окружающей среды или качества наружного воздуха.Это включает в себя контроль небольшого числа определенных «критериальных» загрязнителей, которые, как известно, способствуют возникновению городского смога и хроническим проблемам общественного здравоохранения. Критерии загрязнения включают мелкие частицы, окись углерода, двуокись серы, двуокись азота, озон и свинец. С конца 20 века также было признано опасное воздействие следовых количеств многих других загрязнителей воздуха, называемых «токсичными веществами воздуха». Большинство токсичных веществ в воздухе представляют собой органические химические вещества, состоящие из молекул, содержащих углерод, водород и другие атомы.В отношении этих загрязняющих веществ были введены специальные правила по выбросам. Кроме того, были замечены долгосрочные и далеко идущие последствия «парниковых газов» на химию атмосферы и климат, и были предприняты совместные международные усилия по борьбе с этими загрязнителями. Парниковые газы включают двуокись углерода, хлорфторуглероды (ХФУ), метан, закись азота и озон. В 2009 году Агентство по охране окружающей среды США постановило, что парниковые газы представляют угрозу для здоровья человека и могут подлежать регулированию как загрязнители воздуха.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Лучший способ защитить качество воздуха — снизить выбросы загрязняющих веществ за счет перехода на более чистые виды топлива и технологические процессы. Загрязняющие вещества, не удаленные таким образом, должны собираться или улавливаться соответствующими воздухоочистительными устройствами по мере их образования и до того, как они могут уйти в атмосферу. Эти устройства описаны ниже. Основное внимание в этой статье уделяется технологии контроля загрязнения воздуха, поскольку она предназначена для удаления твердых частиц и газообразных загрязнителей из выбросов стационарных источников, включая электростанции и промышленные объекты.(Контроль загрязнения воздуха из мобильных источников описан в системе контроля выбросов.)

Переносимые по воздуху частицы могут быть удалены из загрязненного воздушного потока с помощью различных физических процессов. К распространенным типам оборудования для сбора мелких частиц относятся циклоны, скрубберы, электрофильтры и рукавные фильтры. После сбора частицы слипаются друг с другом, образуя агломераты, которые можно легко удалить с оборудования и утилизировать, обычно на свалке.

Поскольку каждый проект по контролю загрязнения воздуха уникален, обычно невозможно решить заранее, какой тип устройства для сбора частиц (или комбинации устройств) будет наилучшим; системы управления должны разрабатываться для каждого конкретного случая.Важные характеристики твердых частиц, которые влияют на выбор устройств для сбора, включают коррозионную активность, реактивность, форму, плотность и особенно размер и гранулометрический состав (диапазон различных размеров частиц в воздушном потоке). К другим конструктивным факторам относятся характеристики воздушного потока (например, давление, температура и вязкость), скорость потока, требования к эффективности удаления и допустимое сопротивление воздушному потоку. В целом циклонные коллекторы часто используются для контроля выбросов промышленной пыли и в качестве предварительных очистителей для других типов устройств сбора.Мокрые скрубберы обычно применяются для борьбы с легковоспламеняющейся или взрывоопасной пылью или туманом из таких источников, как предприятия промышленной и химической обработки и установки для сжигания опасных отходов; они могут справляться с горячими потоками воздуха и липкими частицами. На электростанциях часто используются электрофильтры и рукавные фильтры с тканевым фильтром.

Циклон удаляет твердые частицы, заставляя грязный воздушный поток течь по спирали внутри цилиндрической камеры. Грязный воздух поступает в камеру с тангенциального направления у внешней стенки устройства, образуя вихрь, когда он закручивается внутри камеры.Более крупные частицы из-за большей инерции движутся наружу и прижимаются к стенке камеры. Замедленные трением о поверхность стенки, они затем скользят по стене в конический бункер для пыли на дне циклона. Очищенный воздух закручивается вверх по более узкой спирали через внутренний цилиндр и выходит из выпускного отверстия наверху. Накопившаяся пыль периодически удаляется из бункера для утилизации.

Циклоны лучше всего удаляют относительно крупные частицы.Обычно они могут достигать эффективности 90 процентов для частиц размером более 20 микрометров (мкм; 20 миллионных долей метра). Однако самих по себе циклонов недостаточно для соответствия строгим стандартам качества воздуха. Обычно они используются в качестве предварительных очистителей, за ними следует более эффективное оборудование для очистки воздуха, такое как электрофильтры и рукавные фильтры (описанные ниже).

Адсорбционное устройство для сбора атмосферной воды для засушливого климата

Синтез и определение характеристик микрокристаллического порошка MOF-801

В сосуде с завинчивающейся крышкой емкостью 500 мл, 5.8 г (50 ммоль) фумаровой кислоты (Fluka, 99%) и 16 г (50 ммоль) ZrOCl ₂ · 8H ₂ O (Alfa Aesar, 98%) растворяли в смешанном растворителе ДМФА и муравьиной кислоты. кислоты (200 и 70 мл соответственно). Затем смесь нагревали в изотермическом сушильном шкафу при 130 ° C в течение 6 часов с получением свежеприготовленного MOF-801 в виде белого осадка. Осадок из трех реакционных сосудов собирали с помощью устройства для фильтрации с использованием мембранного фильтра (размер пор 45 мкм), трижды промывали 100 мл ДМФ, трижды 100 мл метанола и сушили на воздухе.Высушенный на воздухе образец MOF переносили в вакуумную камеру. Сначала камеру откачивали при комнатной температуре в течение 5 ч, пока давление не упало ниже 1 кПа. После этого образец нагревали в вакууме при 70 ° C в течение 12 ч, а затем при 150 ° C еще 48 ч. В итоге получили активированный MOF-801 в виде белого порошка (выход: 30 г).

Изотермы адсорбции газа низкого давления (N ₂ и Ar) (дополнительный рис. 2) измеряли с помощью объемного анализатора адсорбции газа (Autosorb-1, Quantachrome).Для измерений использовались ванны с жидким азотом и аргоном при 77 и 87 К соответственно. Плотность порошкообразных частиц ( ρ _P ) активированного MOF-801 была оценена пикнометром (Ultrapyc 1200e, Quantachrome) в 1400 ± 20 кг · м ⁻³ (скелетная плотность ρ _с = 2,6991 г см ⁻³ ) и измерения объема пор по БЭТ ( V _P = 0,3425 см ⁻³ г) с использованием следующего уравнения: \ (\ rho _ {\ mathrm {p}} = 1 / (V_ {\ mathrm {p}} + 1 / \ rho _ {\ mathrm {s}}) \).Размер частиц (см. Дополнительный рисунок 4) и характеристики межкристаллитной диффузии порошка MOF-801 были охарактеризованы, и детали представлены в дополнительном примечании 2 и дополнительном рисунке 5. Кроме того, характеристики внутрикристаллической диффузии были охарактеризованы, как подробно описано в дополнительном примечании. Примечание 3 и дополнительный рисунок 6.

Синтез и оптические характеристики аэрогеля OTTI

Аэрогель кремнезема OTTI был синтезирован золь-гель полимеризацией тетраметилортосиликата (TMOS, 131903, Sigma Aldrich) с использованием раствора аммиака (NH _3). , 2.0 M в метаноле, 341428, Sigma Aldrich) в качестве катализатора, способствующего реакциям гидролиза и конденсации ^9,10 . TMOS разбавляли метанолом (MeOH, 322415, Sigma Aldrich) с последующим добавлением NH ₃ и воды. Молярное соотношение химикатов в смеси составляло NH ₃ : TMOS: вода: метанол = 0,004: 1: 4: 6. Затем раствор желировали в одноразовом контейнере из полистирола. Через 2 недели контейнер растворили ацетоном. Маточный растворитель заменяли этанолом (EtOH, 89234-848, VWR), чтобы подготовить его для сушки до критической точки (CPD, модель 931, Tousimis), поскольку EtOH смешивается с жидким CO ₂ .Чтобы высушить влажные гели в EtOH без трещин, важно сушить их медленно, чтобы минимизировать капиллярное давление во время процесса CPD. Скорость сброса 100 фунтов на квадратный дюйм ^-1 использовалась для снижения давления в камере CPD с ~ 1300 фунтов на квадратный дюйм до давления окружающей среды. После сушки монолитные аэрогели отжигали при 400 ° C в течение 24 ч для максимального увеличения их пропускания. Аэрогель был нарезан до окончательного размера с помощью лазерного резака (Epilog Zing). Экспериментально измеренный коэффициент пропускания солнечного света и расчетная теплопроводность ^21,22 аэрогеля OTTI толщиной 8 мм показаны на дополнительном рис.3а и б соответственно.

Изготовление устройства

Слой адсорбера был изготовлен путем пайки пористой вспененной меди (~ 100 пор на дюйм или ppi) толщиной 0,26 см на медную пластину (5 × 5 × 0,17 см). Активированный MOF-801 был пропитан этой пенопластовой структурой путем сушки погружением в ~ 50 мас. % водной дисперсии. Медная пена обеспечивала структурную жесткость и помогала повысить эффективную теплопроводность слоя, учитывая низкую теплопроводность пористого MOF.Затем слой сушили в вакууме в течение 4 часов при температуре 70 ° C, и общая масса обезвоженного MOF-801 составила 2,98 г. Это соответствует плотности упаковки 464 кг м ^-3 (в сухом состоянии) и пористости 0,67. Чтобы улучшить поглощение солнечного света, задняя сторона адсорбера была покрыта краской Pyromark. Это покрытие было оптически охарактеризовано с помощью спектрофотометра UV-Vis-NIR (Cary 5000, Agilent), и было обнаружено, что его поглощательная способность, взвешенная по солнечному свету, составляет 0,95.

Затем адсорбирующий слой был интегрирован в корпус, изготовленный из акриловых листов (0.318 см). На верхней грани был вырез, равный по размеру слою адсорбера (5 см × 5 см), и пилотные отверстия для подвешивания слоя адсорбера с нейлоновыми нитями. Любые зазоры, обнаруженные между боковыми стенками слоя адсорбера и вырезом, герметизировали высокотемпературной вакуумной консистентной смазкой (Dow Corning). Кроме того, на всю верхнюю поверхность был натянут слой прозрачной полиэтиленовой пленки, который герметично прилегал к боковым стенкам. Обе эти меры предотвратили утечку любого десорбированного пара.Теплоизоляция (белого цвета) была прикреплена ко всем боковым стенкам, кроме смотрового окна. Сторона адсорбера завершалась размещением куска аэрогеля OTTI размером 5 × 5 × 1 см. Нижняя поверхность корпуса была сделана с вырезом 4 × 4 см для интеграции с конденсаторным узлом. Конденсатор в сборе состоял из полированной медной детали размером 4 × 4 × 0,6 см, которая была приклеена термостойкой смолой с высокой проводимостью (Omega Therm, Omega Engineering) к радиатору тепловой трубки (NH-L9x65, Noctua). Радиатор с воздушным охлаждением состоял из ребристых тепловых трубок с вентилятором, потребляющим ~ 0.9 Вт электроэнергии для отвода тепла конденсации. Готовое устройство размером 7 × 7 × 3,2 см (без радиатора, вентилятора, изоляции и аэрогеля) было установлено на столике с регулируемым наклоном, что позволяло проводить эксперименты как с GHI (без оптической концентрации, без наклона), так и с GNI (с оптическим концентрация 1,8 × и наклон при углах возвышения 55-75 ° и азимутальных углах 100-180 °).

Методика эксперимента

Эксперимент по сбору воды состоит из двух этапов: адсорбции пара в ночное время и сбора и конденсации воды в дневное время.Во время адсорбции пара, обычно начинающейся в 20:00 часов по местному времени (UTC / GMT — 7 часов), слой адсорбера с его акриловой рамкой был установлен в крышке герметичного контейнера для хранения пищевых продуктов стороной, покрытой пирометром вверх, на ночь -временное радиационное охлаждение (дополнительный рис. 1). Стороны герметичного контейнера были модифицированы для установки вентилятора (0,9 Вт; 12 В постоянного тока) и обеспечения поперечного потока окружающего воздуха (источник пара). Две термопары Т-типа (серия 5TC, Omega Engineering) использовались для измерения температуры адсорбционного слоя во время адсорбции.Чтобы оценить степень радиационного охлаждения и температуру окружающей среды, еще одну термопару Т-типа поместили в воздушный поток другого вентилятора. Измерения относительной влажности производились с помощью емкостного датчика относительной влажности (RH820U, Omega Engineering). Для подавления конвективных потерь тепла на черной абсорбирующей стороне слоя использовалась прозрачная полиэтиленовая пленка. Перед экспонированием на ясном небе крышку контейнера оборачивали алюминиевой фольгой, чтобы слой MOF мог уравновеситься с окружающим воздухом.После того, как фольга была удалена, слой MOF был выставлен на небо, и наблюдалось мгновенное падение температуры на ~ 3 K ниже температуры окружающей среды, как показано на рис. 3a, b, из-за радиационного охлаждения. Адсорбции позволяли происходить в течение ночи, и образец был запечатан в устройстве (между 06:00 и 07:00 часами по местному времени), чтобы предотвратить нежелательную потерю воды из-за колебаний относительной влажности.

Процедура выпуска воды и конденсации обычно начинается с 10:00 до 11:00 по местному времени. В дополнение к двум термопарам Т-типа, встроенным в адсорбционный слой, для измерения температуры использовались три дополнительные термопары Т-типа: две для медной пластины конденсатора и одна для парового пространства между слоем адсорбера и пластиной конденсатора.Условия влажности и температуры окружающей среды регистрировали, как описано во время фазы адсорбции. Тепло конденсации отводилось в окружающую среду через радиатор и вентилятор, работающий на 0,9 Вт. Поступающее солнечное излучение (как глобальное горизонтальное (GHI), так и глобальное нормальное (GNI) облучение) измерялось пиранометром (LP02-C, Hukseflux. ). Измеренный ВНД использовался для оценки DNI как: DNI = GNI — DI (диффузная освещенность) в соответствии с данными о погоде, доступными с метеостанции в Тусоне, штат Аризона, США (доступны в NREL, Университет Аризоны SOLRMAP (OASIS)) для ясные дни в мае 2017 года.Отношение между ВНД и DNI оказалось равным 0,93, и оно хорошо соответствовало имеющейся корреляции ²³ . Отношение площадей линзы к поверхности солнечного поглотителя составляло ~ 2,5; однако достигнутая оптическая концентрация 1,8 × была обусловлена ​​потерей пропускания линзы и квадратной площадью солнечного поглотителя, ограниченной круговой концентрированной солнечной радиацией (рис. 2а). Фактическая оптическая концентрация, достигнутая с помощью концентрирующей линзы, была охарактеризована как 1,8 × для фокусного расстояния во время экспериментов на открытом воздухе с детектором термобатареи (919P-040-50, Ньюпорт) и имитатором солнечного излучения (92192, Ньюпорт Ориел).Пропускание солнечного света прозрачной полиэтиленовой обертки, ~ 0,93, было охарактеризовано пиранометром при прямом солнечном облучении. Изображения были получены с помощью цифровой камеры (EOS DS126211, Canon) для визуализации процесса конденсации (см. Рис. 3 и дополнительные видеоролики 1 и 2). В конце десорбции слой MOF и его акриловый каркас были извлечены из устройства для предотвращения повторной адсорбции конденсированной воды и изолированы в герметичном боксе. Узел адсорбера снимали только вечером, чтобы возобновить фазу адсорбции для следующего цикла.Всего в этом исследовании сообщается о пяти циклах сбора воды: цикл 1 (дополнительный рисунок 8a и b), цикл 2 (рисунок 3a, c), цикл 3 (дополнительный рисунок 8c и d и дополнительный фильм 2), цикл 4 (дополнительные рис. 8e и f) и цикл 5 (рис. 3b, d).

Анализ качества воды

Чтобы количественно охарактеризовать собранную воду, была сконструирована настольная адсорбционная циклическая система. Схема устройства для сбора воды для анализа ICP-MS показана на дополнительном рис.11а. Система состоит из пяти основных компонентов, а именно: адсорбционной и конденсаторной камер, стеклянной колбы, служащей резервуаром для воды для ВЭЖХ (вода класса OmniSolv для ВЭЖХ, VWR), двух термоэлектрических ступеней с регулируемой температурой (CP-200HT-TT, TE Tech ) и вакуумный насос. Адсорбционная и конденсаторная камеры представляли собой медные вакуумные камеры индивидуальной конструкции (2 × 2 × 1 см) со съемной крышкой. Адсорбционная камера дополнительно имела слой медной пены (2 × 2 × 0,8 см), припаянный ко дну, который был пропитан активированным MOF-801 (~ 1.5 г). Эти камеры были индивидуально помещены в тепловой контакт с термоэлектрическим столиком с регулируемой температурой, что позволяло осуществлять непрерывный цикл. Термопары (серия 5TC, Omega Engineering) вставлялись в пилотные отверстия, сделанные в боковых стенках медных камер. Для циклирования использовалась пара вакуумных клапанов с электронным управлением, чтобы связать камеру адсорбента либо с резервуаром для воды во время адсорбции, либо с камерой конденсатора во время десорбции.

Циклы адсорбции-десорбции проводили в условиях вакуумирования, чтобы обеспечить эффективный перенос пара на расстояния ~ 0.5 м через шланги и клапаны, как показано на дополнительном рис. 11a. Воду в стеклянной колбе сначала дегазировали, чтобы удалить неконденсирующиеся газы, подключив ее к вакуумному насосу и заморозив воду. Затем колбу нагревали, чтобы растопить лед при вакуумировании и снизить растворимость неконденсируемых газов. Этот цикл повторяли трижды. Камеры адсорбции и конденсатора нагревали до 60 ° C в течение 2 ч в условиях вакуумирования, чтобы гарантировать отсутствие остаточной воды в системе.Эксперименты по циклированию начались с фазы адсорбции, когда резервуар с водой подвергался воздействию камеры адсорбента. Сухой адсорбент вызывал испарение, и образовавшийся пар адсорбировался. Во время адсорбции в камере поддерживалась постоянная температура 30 ° C для извлечения тепла адсорбции, а также для предотвращения конденсации пара из резервуара, поддерживаемого при температуре ~ 20 ° C. После полной адсорбции (~ 40 мин) адсорбционная камера была изолирована от резервуара с водой и выставлена ​​в камеру конденсатора.Термоэлектрическая ступень адсорбционной камеры была запрограммирована на постепенное повышение до 60 ° C на этой ступени, в то время как ступень конденсатора всегда поддерживалась при 0,5 ° C. Десорбции позволяли продолжаться в течение 40 мин, в конце которых адсорбционную камеру открывали в резервуар и одновременно охлаждали до 30 ° C для следующего цикла. Типичные профили температуры и давления для цикла десорбции-адсорбции показаны на дополнительном рисунке 11b. Этот цикл повторяли 18 раз, и было собрано около 8 г конденсированной воды (т.е.е., ~ 0,3 л воды на кг MOF за цикл).

Чистая вода из резервуара для ВЭЖХ использовалась в качестве контрольной пробы. Концентрацию потенциально загрязняющих элементов анализировали с использованием системы масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS, Agilent 7900, 68403A). Собранная вода и контрольный образец были проанализированы на следующие элементы: железо (из трубок / шлангов), медь (из пены, камер и припоя), серебро, индий (оба из сплава припоя) и цирконий (из соединения MOF).Кроме того, ИК-Фурье-спектры контрольной воды (степень чистоты для ВЭЖХ) и собранной воды из MOF-801 были собраны на месте, используя спектрометр Bruker ALPHA Platinum ATR-FT-IR, оборудованный модулем НПВО с алмазным одинарным отражением.

Доступность данных

Авторы заявляют, что все данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны в статье и дополнительной информации к ней или от соответствующего автора по разумному запросу.

6-Устройства для очистки воздуха: Ответы по охране труда

Воздухоочистители для твердых частиц (суспензия мелких твердых или жидких частиц в воздухе, таких как пыль, туман, дым, туман, дым или брызги) включают:

• тканевые коллекторы,
• центробежные коллекторы,
• электрофильтры и
• мокрые скрубберы / коллекторы.

Тканевые коллекторы

Эти фильтрующие устройства улавливают твердые частицы, проходящие через специальный тканевый фильтр. Самым распространенным примером фильтрующего устройства является «мешок-домик». Он задерживает пыль, медленно пропуская воздух через множество слоев ткани. Постепенно на ткани накапливается слой пыли. Эта пыль также действует как фильтр и изначально повышает эффективность пылеулавливания системы. После продолжающегося скопления пыли ткань становится слишком забитой.Пыль необходимо удалять либо с помощью автоматической системы, которая стряхивает пыль с ткани, либо путем замены тканевых мешков.

Отрасли, которые обычно используют систему сбора ткани, включают литейные производства, обработку зерна, погрузочно-разгрузочные работы, а также операции по дроблению и измельчению.

Центробежные коллекторы

Наиболее распространенным типом центробежных коллекторов является циклонный коллектор. Эти коллекторы отделяют частицы от воздуха, заставляя воздух «вращаться» (подобно циклону или торнадо).Вращение воздуха «выбрасывает» загрязнитель на внешний край воздушного потока и заставляет частицы выпадать или оседать из воздуха. Циклонные коллекторы обычно используются для удаления крупной пыли из воздушного потока и часто в качестве предварительной очистки перед более эффективным пылеуловителем и / или в качестве сепаратора продукта. Он не подходит для сбора мелких частиц.

Обычно используется в деревообработке, шлифовании резины и в качестве предварительных очистителей перед тканевыми фильтрами.

Электростатические осадители

Электростатические осадители удаляют мелкие частицы из воздуха, накладывая на них электрический заряд. Затем частицы притягиваются к противоположно заряженной собирающей пластине. Электростатические пылеуловители очень эффективны при улавливании мелких частиц, но их нельзя использовать при очень пыльных операциях, поскольку они легко забиваются.

Они могут эффективно удалять из воздуха пары и мелкие частицы, но не газы или пары.Электрофильтры не следует использовать для горючих химикатов, поскольку искра в коллекторе может привести к взрыву.

Обычно используется для сжигания угля, экструзии пластмасс и добычи металлов.

Мокрые скрубберы / коллекторы

Мокрые коллекторы или скрубберы доступны во многих различных конструкциях, они также используются для газов и паров. Влажные коллекторы используют воду, чтобы удалить из воздуха пыль, газ или пар.Основной механизм — это удар частиц пыли о капли воды. Смоченные частицы удаляются центробежной силой или ударом (ударами) о перегородки. Эти коллекторы могут работать с газами с высокой температурой и влажностью. Сбор пыли во влажной форме может свести к минимуму вторичную проблему пыли при утилизации собранного материала. Кроме того, некоторая пыль представляет собой опасность взрыва или пожара в сухом виде, а система влажного сбора может минимизировать эту опасность.Однако использование воды может вызвать коррозионные условия внутри коллектора, и может потребоваться защита от замерзания, если коллекторы расположены на открытом воздухе в холодном климате.