Согласитесь, что теме охраны окружающей среды в строительстве, горнодобывающей промышленности или сельском хозяйстве мы уделяем гораздо меньше внимания, чем проблемам, связанным с воздействием на окружающую среду автомобильного транспорта. Но ведь и там и там эксплуатируется огромное количество дизельных двигателей.
Так, может быть, стоит поговорить о высоких технологиях, обеспечивающих выполнение жестких требований экологических стандартов для специальной техники?
Прежде всего, о том, какие существуют стандарты. Аналогично европейским стандартам Euro для дизельных двигателей так называемой внедорожной техники существует серия европейских стандартов Stage, практически аналогичных американским стандартам Tire. В 1999 году был введен первый стандарт, названный Stage I, сейчас действует введенный в 2006 году стандарт Stage III, который в 2014 году сменит стандарт Stage IV. Соответственно, по американским меркам с 2008 по 2015 год действуют нормы стандарта Tire 3.
Но нам, россиянам, не до заботы о людях и природе — в карьерах доживают свой век экскаваторы и буровые станки двадцати-тридцатилетней давности. Строим мы столько, что не хватает никакой техники, тут уж не до экологии. Большая часть нашей техники оснащена нашими же двигателями, которые недотягивают до мировых норм. Есть и еще одна беда: со всего мира в Россию стекается «секонд-хэнд», давно уже отслуживший где-нибудь в Баварии или в Варшавском воеводстве.
А ведь дизельные двигатели специальной техники дают существенный объем загрязняющих выбросов из-за отвратительного качества отечественного дизельного топлива и специфических условий работы на ограниченных площадях. Отсюда как следствие — высокий уровень выбросов вредных веществ в атмосферу. У этой проблемы есть и еще одна весьма важная специфика: как правило, работают такие машины в тесном окружении людей — строителей, горняков, полеводов.
Одно из наиболее распространенных применений дизельных двигателей, особенно в районах Сибири, Дальнего Востока и Заполярья, — стационарные дизель-электрические станции.
Нижегородский регион с его насыщенностью стационарной и мобильной техникой, оснащенной дизельными двигателями, находится в зоне особого внимания экологов. Ведь нужно принять во внимание еще и работу судовых дизелей, которые тоже выбрасывают в атмосферу отнюдь не «Шанель».
Самую большую озабоченность ученых и транспортников вызывают выбросы дизельными двигателями дисперсных частиц (particulate matter — РМ), которые считаются одними из самых вредных. Они во всем мире относятся к нормативному параметру, на котором наряду с NOx сфокусирована технология нейтрализации дизельных выбросов.
Среди зарубежных компаний, занятых разработкой и выпуском каталитических нейтрализаторов, присутствует и финская компания Ecocat.
В ее производственной программе — два направления, представляющих большой интерес как для разработчиков дизельных двигателей для дорожно-строительной, строительной, горной и сельскохозяйственной техники, так и специалистов, эксплуатирующих ее.
Речь идет, прежде всего, о производстве каталитических нейтрализаторов как комплектующих изделий для новой техники, применяемых практически со всеми типами двигателей внутреннего сгорания, будь то двигатель для бензопилы или стационарный дизель-генератор.
Разработанная компанией Ecocat технология основана на нанесении слоя металлов платиновой группы на стальную гофрированную ленту каталитических блоков нейтрализаторов, устанавливаемых в корпуса различных конфигураций. Среди них отдельное место занимают нейтрализаторы EcoXell для дизельных двигателей (рекомендуемые для стационарных дизелей). Высокие показатели работы нейтрализаторов этого типа объясняются необычностью конструкции: ленты с микроскопическим гофрированием проходят специальную вытяжку и укладываются в блоке таким образом, чтобы направления гофрирования и вытяжки пересекались под углом 45о. В результате контактная площадь нейтрализатора и, соответственно, его эффективность существенно увеличиваются.
Не за горами введение более жестких экологических требований к автомобильной и специальной технике, и к этому событию в компании Ecocat готовы уже сейчас. В новейшем производственном отделении компании в конце 2008 года начал действовать уникальный комплекс нанесения ванадия на каталитические блоки для нейтрализаторов системы SCR (с впрыском мочевины), наиболее совершенной системы очистки выхлопных газов, уже применяемой большинством изготовителей как на дизельной автомобильной, так и на специальной технике для выполнения экологических норм соответственно Евро-5/Евро-6 и Tire 3/Stage IV.
Все оборудование нового участка создано по проекту, разработанному специалистами компании Ecocat, ей же принадлежит патент. Специальное оборудование, узлы и детали для нового комплекса изготавливались различными фирмами. Общие инвестиции в его создание превысили 2 млн евро.
Лента, применяемая в новых нейтрализаторах, стандартная, секрет — в каталитическом слое, наносимом на подкладку с применением окиси алюминия или двуокиси титана. Для нейтрализаторов SCR на нее напыляется слой ванадия. В результате лента приобретает характерный голубой цвет.
О том, насколько сложная работа была проведена на этапе проектирования и строительства, говорят несколько фактов. Так, для нового производства создан специальный цех, полностью отделенный от других производств, где используются металлы платиновой группы. Дело в том, что применяемый в новой технологии ванадий не должен встречаться с платиной даже в микроскопических величинах. По этой же причине новый участок оснащен тремя независимыми системами вентиляции и вытяжки для хрома, вольфрама и ванадия, которые используются в новом процессе.
Второе направление деятельности компании Ecocat получило красноречивое название «Экомодернизация» (Retrofit). Проекты экомодернизации, разрабатываемые совместно с компаниями — изготовителями выхлопных систем (как, например, датская компания Dinex, с которой Есосаt уже имеет опыт сотрудничества), предполагают создание комплексной выхлопной системы, обеспечивающей доведение экологических характеристик дизельных двигателей устаревших типов до определенного уровня снижения вредных составляющих в выхлопных газах. Основные усилия разработчиков проекта были сфокусированы на создании компонентов, обеспечивающих значительное снижение выброса дисперсных частиц (РМ) или доработку двигателя для возможного перехода на газовую или двухтопливную систему питания в условиях практически любого сервисного центра. Предлагаемая экомодернизация двигателей специальной техники и коммерческого транспорта предполагает три уровня снижения токсичности выхлопных газов и сокращения объема выброса РМ.
Первый уровень — установка дизельного оксидного катализатора типа DOC (Diesel oxidation catalyst), обеспечивающего снижение уровня РМ на 25—45%. Его главными преимуществами являются невысокая стоимость, простота конструкции и отсутствие какого-либо обслуживания.
Второй уровень, реализуемый с помощью катализатора типа DOC в сочетании с дизельным каталитическим фильтром POC (Particulate oxidation catalyst), обеспечивает снижение уровня РМ уже до 50—85%. При этом стоимость комплекта остается весьма умеренной, а сам он не требует обслуживания.
И наконец, третий уровень, обеспечивающий снижение РМ более чем на 85%. Для достижения таких результатов на двигатель устанавливаются катализатор типа DOC и специальный дизельный фильтр EcoFilt. Эффективность их работы зависит от условий эксплуатации, для повышения которой необходимо регулярное обслуживание системы.
Во всех случаях основой обеспечения чистоты выхлопа является дизельный катализатор типа DOC, который стандартизирован и разрешен к применению на вторичном рынке. Фильтр типа РОС является ключевым для системы второго уровня совместно с не требующим обслуживания катализатором DOC. Высший уровень основан на комбинации дизельного катализатора DOC и фильтра EcoFilt. Специальные требования к качеству дизтоплива и необходимость принудительной регенерации (очистки) фильтра делают эту систему более сложной, но и намного более эффективной.
Катализаторы и фильтры интегрируются с глушителем в единую выхлопную систему, при этом модульная конструкция имеет преимущества в плане стоимости и гибкости монтажа. И здесь большая роль отводится также изготовителю комплектной, экологически чистой выхлопной системы, устанавливаемой взамен старой.
О возможности реализации программы «Экомодернизация» в России рассказывает эксперт компании Ecocat Дмитрий Коваленко:
— Кроме стандартных каталитических блоков и покрытий по спецификациям заказчика могут разрабатываться различные специальные версии, при этом конструкторский и испытательный эмиссионный центр компании Есосаt обеспечит помощь в подборе компонентов системы.
Особенно важно отметить, что предлагаемая программа направлена на максимально возможное снижение отрицательного воздействия на окружающую среду как в условиях мегаполиса, так и в районах нетронутой дикой природы. Не могу не отметить, что каталитические нейтрализаторы и фильтры Ecocat нового поколения адаптированы к значительным перепадам качества и состава дизельного топлива, чем так часто “болеют” российские АЗС.