Nhiên liệu khí Syngas là một trong những nguồn năng lượng tái tạo giúp giải quyết được những vấn đề về rác thải, cũng có thể sử dụng cho ngành ĐCĐT, giúp giảm thiểu được sự phụ thuộc vào
TỔNG QUAN
Nhu cầu về năng lượng hiện nay
Nhu cầu sử dụng năng lượng trên thế giới hiện nay đang tăng lên rất nhanh chóng, đặc biệt là trong các cước đang phát triển Việc tăng trưởng dân số, kinh tế và công nghiệp cùng với sự phát triển của các công nghệ mới đang dẫn đến sự gia tăng đáng kể về nhu cầu năng lượng
Tuy nhiên, việc sử dụng các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ và khí đốt đang gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là việc thải ra các khí thải gây hiệu ứng nhà kính Điều này đã khiến cho việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới và sạch trở nên cực kỳ cấp thiết
Theo thống kê sản lượng điện các quốc gia của OECD, xét trên phạm vi toàn cầu sản xuất và tiêu thụ điện năng tăng trưởng mạnh so với bình quân trong vòng 10 năm qua (2,5% năm) Năm 2018, tổng sản lượng điện trên toàn thế giưới đạt khoảng 26,7000 tỷ kWh, tăng 3,7%, trong đó các thành phần: nhiệt điện than chiếm 38%, điện khí chiếm 23%, thuỷ điện chiếm 15,8%, điện hạt nhân chiếm 10,1% và năng lượng tái tạo chiếm 9,3% [47]
Hiện nay, các nguồn năng lượng chính được sử dụng trên thế giới bao gồm dầu mỏ, than đá, khí đốt, điện hạt nhân, điện gió, điện mặt trời điện rác… Trong tương lai, việc sử dụng các nguòn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời, thuỷ điện, năng lượng sinh học sẽ được ưu tiên phát triển để giảm thiểu tác động đến môi trường và làm tăng tính bền vững của nguồn cung năng lượng
Nhu cầu về sử dụng năng lượng tại Việt Nam ta đang tăng lên rất nhanh chóng, đặc biệt là trong bối cảnh đất nước đang phát triển kinh tế và hội nhập quốc tế Việc tăng trưởng dân số, kinh tế và công nghiệp cùng với sự phát triển của các công nghệ mới đang dẫn đến sự gia tăng đáng kể về nhu cầu năng lượng
Hiện nay, các nguồn năng lượng chính được sử dụng tại Việt Nam bao gồm than đá, dầu mỏ, khí đốt, điện năng lượng mặt trời và điện gió Tuy nhiên, việc sử dụng các nguồn năng lượng truyền thống đang gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là việc thải ra các khí thải gây hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm không khí
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 6
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Viện Khoa học Năng lượng đã chỉ ra rằng Việt Nam sẽ phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nguồn năng lượng trong tương lai không xa [48] Chính vì thế mà việc xem xét phát triển các nguồn năng lượng khác bên cạnh các nguồn năng lượng cơ bản ngày càng trở nên quan trọng trong cơ cấu nguồn năng lượng Việt Nam trong tương lai, đặc biệt là các nguồn năng lượng tái tạo
Năng lượng sinh khối dược xem là môt trong những nguồn năng lượng tiềm năng để phát triển ở Việt Nam Năng lượng này được tạo ra từ các nguồn nguyên liệu sinh học như rơm, bã mía, bã đậu nành, dăm gỗ, trấu, các sản phẩm công nghiệp hay thậm chí từ các chất thải rắn sinh hoạt Theo các chuyên gia, tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối ở Việt Nam rất lớn và có thể đáp ứng được một phần nhu cầu về năng lượng của đất nước [49].
Tình trạng rác thải sinh hoạt
1.2.1 Viễn cảnh ô nhiễm môi trường trong tương lai: Ô nhiễm môi trường đang là một trong những vấn đề nan giải trên toàn thế giới nói chung cũng như tại Việt Nam chúng ta nói riêng Rác thải sinh hoạt của con người chính là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường, ô nhiễm không khí
Con người phải sinh sống và hoạt động trong bầu không khí ô nhiễm hàng ngày, việc này đã gây tác động tiêu cực đến sức khoe con người chúng ta
Theo Tổng cục Năng lượng, Bộ Công Thương, Việt Nam dân số hơn 97 triệu người tuy nhiên có hơn 67 triệu người sống ở các vùng nông thôn Khu vực này thải ra ngoài khoảng 13 triệu tấn rác thải mỗi năm [46] Tuy nhiên lượng rác thải này chỉ khoảng 50% được xử lý hiệu quả Điều này đã làm môi trường sinh sống tại các vùng nông thôn bị ô nhiễm, gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người ngày một nhiều
Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ô nhiễm không khí làm cho mọi người phải tiếp xúc với các hạt mịn trong không khí bị ô nhiễm Các hạt mịn này thâm nhập sâu vào phổi và hệ thống tim mạch, gây ra các bệnh đột quỵ, bệnh tim, ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp Ô nhiễm không khí vẫn đang tiếp tục gia tăng với tốc độ đáng báo động và ảnh hưởng trực tiếp đến các nền kinh tế và chất lượng cuộc sống của con người trên toàn thế giới Ước tính của WHO vào năm 2018 cho thấy rằng 9/10 người dân phải hít thở không khí chứa các chất gây ô nhiễm cao tại các thành phố lớn đang phát triển Chỉ riêng khu vực Tây Thái Bình Dương, khoảng 2,2 triệu người tử vong mỗi năm Ở Việt Nam thì khoảng 60.000 người chết mỗi năm có liên quan đến ô nhiễm không khí [23]
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 7
Theo báo cáo thường niên The Envỉonmental Performance Index (EPI) của Mỹ thực hiện, Việt Nam hiện đang đứng Top10 trong các nước ô nhiễm không khí ở Châu Á Đáng chú ý, tổng lượng bụi ở Hà Nội và TP Hồ Chí minh đang liên tục tăng cao khiến chỉ số chất lượng không khí (AQI) luôn ở mức báo động [24]
Năm 2016, GreenID công bố báo cáo sơ lược tình trạng môi trường Hà Nội và TP
Hồ Chí Minh Nồng độ bụi trung bình trong không khí ở 2 thành phố này vượt mức cho phép từ hai đến ba lần và duy trì ở ngưỡng cao Trong khi đó, theo thống kê của Tổ chức Thông tin về chất lượng không khí toàn cầu IQAirVisual dựa trên mức đo về lượng bụi siêu mịn PM2.5/m3, Việt Nam đứng thứ 17, trong đó Hà Nội và TP Hồ Chí Minh nằm trong Top những thành phố ô nhiễm không khí cao trên thế giới
Nước ta là quốc gia xếp thứ 36 trong số 177 quốc gia có mức độ ô nhiễm không khí cao nhất trên toàn thế giới Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới (WB), ô nhiễm không khí gây thiệt hại về kinh tế cho Việt Nam ở khoảng 10 tỷ USD mỗi năm (chiếm từ 5 – 7% GDP) Chỉ tính riêng Hà Nội, ước tính chi phí khám, chữa bệnh về hô hấp, thiệt hại kinh tế do nghi ốm với người dân nội thành là 1.500 đồng/người/ngày Với khoảng 3,5 triệu dân nội thành, quy đổi tổng thiệt hại kinh tế do mắc các bệnh về đường hô hấp khoảng 2.000 tỷ đồng/năm [25]
1.2.2 Những hệ lụy đối với môi trường do rác thải sinh hoạt:
Rác thải sinh hoạt là một trong những nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Những hệ lụy đối với môi trường do rác thải sinh hoạt gồm có:
- Ô nhiễm không khí: Các rác thải sinh hoạt thải ra khí thải độc hại như khí Metan, khí nhà kính và khí CO2, gây ra hiện tượng ô nhiễm không khí và làm tăng hiệu ứng nhà kính
- Ô nhiễm nước: Rác thải sinh hoạt thải ra nước thải độc hại, chứa các hóa chất độc hại và vi sinh vật gây bệnh Nếu không được xử lý đúng cách, nước thải này có thể lan ra môi trường và gây ô nhiễm cho các nguồn nước sạch
- Ô nhiễm đất: Rác thải sinh hoạt được đổ bỏ trên mặt đất hoặc chôn lấp dưới đất, gây ra ô nhiễm đất và ảnh hưởng đến sức khỏe con người, động vật và cây trồng
- Ảnh hưởng đến đời sống động vật: Rác thải sinh hoạt có thể gây ra các vấn đề liên quan đến đời sống của các loài động vật, bao gồm sự đe dọa đến sự sống của chúng và ảnh hưởng đến sinh sản và thức ăn
- Tác động đến kinh tế: Rác thải sinh hoạt gây ra sự suy giảm của nền kinh tế do tác động đến các ngành công nghiệp và du lịch
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 8
Trong điều kiện dân số thế giới đang phát triển nhanh, kéo theo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng để phục vụ cho sản xuất và đời sống hàng ngày Tuy vậy, nguồn năng lượng chủ yếu đang được khai thái là năng lượng hóa thạch, không thể tái tạo, ngày càng cạn kiệt, đòi hỏi phải có nguồn năng lượng tái sinh có thể thay thế, trong đó phải kể đến năng lượng khí sinh học Từ sau khủng hoảng năng lượng 1973, công nghệ sản xuất khí sinh học trên thế giới phát triển rất nhanh, đặc biệt là khí sinh học từ chất thải rắn (CTR) hữu cơ Điều này mang lại nhiều lợi ích: giải quyết bài toán thiếu năng lượng và bảo vệ môi trường…
Hiện nay, chất thải rắn nói chung ở nướng ta chủ yếu được xử lý bằng công nghệ chôn lấp, trong khi tốc độ phát sinh CTR tăng trên dưới 20%/năm, gây nhiều lo lắng về thiếu quỹ đất, những vấn đề môi trường phát sinh tại khu vực chôn lấp như: mùi hôi, nước thải rò rỉ, khí thải, muỗi, nước ngầm,…
Do đó, để giảm thiểu hệ lụy của rác thải sinh hoạt đối với môi trường, chúng ta cần phải áp dụng các biện pháp như phân loại và tái chế rác, xử lý nước thải đúng cách, xử lý và tái chế rác thải bằng công nghệ mới hiệu quả
1.2.3 Giải pháp xử lý ô nhiễm:
Tổng quan về nhiên liệu Diesel
1.3.1 Giới thiệu về nhiên liệu Diesel:
Diesel còn được biết đến với tên gọi khác là dầu Gazole (DO), đặc điểm dầu Diesel là một loại nhiên liệu lỏng, được tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hỏa và dầu bôi trơn công nghiệp Chúng thường có trọng lượng nặng hơn xăng và dầu lửa, nhiệt độ bốc hơi từ 175 - 370 độ C
Nhiên liệu Diesel được sản xuất chủ yếu từ phân đoạn Gasoil và là sản phẩm của quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ, có đầy đủ những tính chất lý hóa phù hợp cho động cơ Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học phức tạp Diesel
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 12 được sử dụng chủ yếu cho động cơ Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần được sử dụng cho các tuabin khí (trong công nghiệp phát điện, xây dựng…) [4]
Thành phần của nhiên liệu Diesel chủ yếu bao gồm chất nền và các chất phụ gia Chất nền chính là phân đoạn gasoil thu từ các quá trình khác nhau Các chất phụ gia được bổ xung vào thành phần chất nền nhằm cải thiện các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm Diesel [5]
- Gasoil từ chưng cất dầu thô (chiếm chủ yếu từ 60 – 90%)
- Gasoil từ cracking xúc tác
- Phụ gia làm giảm điểm cháy
- Phụ gia tăng chỉ số Cetane
- Phụ gia chống sự oxy hóa, ngăn cản tạo nhựa
- Phụ gia khử hoạt tính kim loại
- Phụ gia chống ăn mòn
• Những yêu cầu đối với nhiên liệu Diesel:
- Đảm bảo cấp nhiên liệu liên tục và tin cậy vào buồng cháy, phù hợp với quá trình làm việc của động cơ
- Có khả năng tự cháy và bay hơi phù hợp để động cơ khởi động dễ dàng, có tốc độ tăng áp suất xilanh không quá lớn và có tốc độ cháy đủ lớn
- Ít đóng cặn trong hệ thống cấp nhiên liệu và trong Xylanh
- Có tính ăn mòn thấp
• Để đánh giá chất lượng Diesel, người ta thường xác định một số chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu Diesel theo các tiêu chuẩn như TCVN, ASTM, Một số tiêu chuẩn quan trọng đối với nhiên liệu Diesel được liệt kê dưới đây [5]:
- Chỉ số Cetane: Đây là chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất của nhiên liệu Diesel, đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu Diesel Trị số Cetane là một đại lượng quy ước, có giá trị bằng tỷ số phần trăm thể tích của Cetane (C16H34) trong hỗn hợp với a-metyl
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 13 naphthalene (CH-CH3) sao cho hỗn hợp này có khả năng tự bốc cháy tương đương với mẫu nhiên liệu Diesel trong điều khiện thử nghiệm tiêu chuẩn
- Độ nhớt: Đây cũng là một chỉ tiêu quan trọng nhất của nhiên liệu Diesel Độ nhớt quyết định khả năng lưu động và hóa sương của nhiên liệu, do đó cũng quyết định đặc tính cháy của nhiên liệu trong xilanh
Hàm lượng lưu huỳnh là nguyên nhân trực tiếp gây nên sự ăn mòn của các thiết bị cũng như các chi tiết của động cơ Hiện nay hàm lượng lưu huỳnh trong DO là 0,05% và 0.25%
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bay hơi tạo với không khí một hỗn hợp có thể phụt cháy rồi tắt ngay như một tia chớp khi đưa ngọn lửa đến gần
Nhiệt độ chớp cháy được xác định trong hai loại thiết bị cốc kín và cốc hở khác nhau nên tương ứng ta cũng có hai loại nhiệt độ chớp cháy cốc kín và cốc hở Loại cốc kín thường dùng cho các loại sản phẩm có độ bay hơi lớn còn loại cốc hở thường dùng cho các phân đoạn nặng
1.3.2 Những ảnh hưởng khi sử dụng nhiên liệu Diesel:
Nhiên liệu Diesel truyền thống được sản xuất bằng phương pháp chưng cất trực tiếp dầu thô từ các mỏ khoáng dầu Vì vậy, nguồn nhiên liệu Diesel sử dụng trên thế giới phải phụ thuộc vào nguồn cung cấp này Tuy nhiên, sản lượng dầu khai thác của thế giới đang giảm và không ổn định trong tình hình chính trị của thế giới hiện nay Vì vậy, giá dầu thô tăng rất cao
Mặt khác, việc sử dụng nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ đã thải ra môi trường một lượng khí thải rất lớn Trong thực tế, khi động cơ Diesel hoat động, nó thải ra một lượng rất lớn các hợp chất độc hại như CO, NOx, SO, hơi Hydrocacbon, Khi nhu cầu sử dụng các sản phẩm dầu mỏ nói chung và nhiên liệu Diesel nói riêng gia tăng, vấn nạn ô nhiễm môi trường cũng gia tăng, dẫn đến thúc đẩy hiện tượng nóng lên của bề mặt trái
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 14 đất hay còn gọi là hiệu ứng nhà kính Theo các nhà nghiên cứu trên thế giới thì cứ 1 kg nhiên liệu Diesel truyền thống khi cháy sẽ thải ra 3,2 kg CO,
Tổng quan về nhiên liệu sinh khối
1.4.1 Giới thiệu về nhiên liệu sinh khối:
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 18
• Sinh khối là vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ sinh vật có khả năng tái tạo Trong sản xuất năng lượng và công nghiệp, sinh khối được đề cập đến ở đây là nguyên liệu có nguồn gốc từ sinh vật sống mà có thể sử dụng làm nhiên liệu hay cho sản xuất công nghiệp Thông thường sinh khối là phần chất cây trưởng thành sử dụng như là nhiên liệu sinh học bao gồm cả phần chất thực vật và động vật được dùng để sản xuất sợi, tạo than đá hay dầu mỏ
• Trong thời kì sơ khai, sinh khối nguồn nguyên liệu chính cho con người mãi đến tận thế kỉ 19 Sang thế kỉ 20, năng lượng sinh khối được thay thế dần bằng dầu và than đá, xa hơn nữa là khí và năng lượng nguyên tử Câu trả lời cho lý do hiện nay năng lượng sinh khối đang được quan tâm là đặc tính của sinh khối: Có khả năng tái tạo, dự trữ trong nhiều nguồn có sẵn, có khả năng lưu trữ và thay thế dầu
• Năng lượng sinh khối (hay năng lượng từ vật liệu hữu cơ) có thể sản xuất tại chỗ, có ở khắp nơi, tương đối rẻ và nguyên liệu tài nguyên tái tạo Năng lượng sinh khối (NLSK) khác các dạng năng lượng tái tạo khác
- Một là: Không giống năng lượng gió và sóng, năng lượng sinh khối có thể kiểm soát được
- Hai là: Cùng một lúc năng lượng sinh khối vừa cung cấp nhiệt, vừa sản xuất điện năng
• Hiện nay, trên quy mô toàn cầu NLSK là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15 % tổng năng lượng tiêu thụ Ở các nước phát triển, sinh khối thường là nguồn năng lượng lớn nhất, đóng góp khoảng 35% tổng số năng lượng Từ sinh khối, có thể sản xuất ra nhiên liệu khí cũng như nhiên liệu lỏng làm chất đốt hay nhiên liệu cho động cơ Vì vậy, lợi ích của nguồn năng lượng sinh khối là rất to lớn nhưng bên cạnh đó chúng ta cũng cần phải lưu ý những khó khăn khi sử dụng NLSK
- Phát triển nông thôn là một trong những lợi ích chính của việc phát triển năng lượng sinh khối, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động (sản xuất, thu hoạch ) Thúc đẩy sự phát triển công nghiệp năng lượng, công nghiệp sản xuất các thiết bị chuyển hóa năng lượng, v.v…
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 19
- Giảm sự phụ thuộc vào dầu, than, đa dạng hóa nguồn cung cấp nhiên liệu
- Đây là một nguồn năng lượng khá hấp dẫn với nhiều ích lợi to lớn cho môi trường
- Năng lượng sinh khối có thể tái sinh được
- Năng lượng sinh khối tận dụng chất thải làm nhiên liệu, do đó, nó vừa làm giảm lượng rác vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích Đốt sinh khối cũng thải ra CO, nhưng lượng S và tro thấp hơn đáng kể so với việc đốt than bitum Ta cũng có thể cân bằng lượng CO, thải vào khí quyển nhờ trồng cây xanh hấp thụ chúng Vì vậy, NLSK lại được tái tạo thay thế cho sinh khối đã sử dụng nên cuối cùng không làm tăng CO, trong khí quyển
- Như vậy, phát triển NLSK làm giảm sự thay đổi khí hậu bất lợi, giảm hiện tượng mưa axit, giảm sức ép về bãi chôn lấp v.v
- So với nhiên liệu hóa thạch thì mật độ năng lượng đơn vị sinh khối là thấp
- Khó sử dụng, đặc biệt là nguồn từ thực phẩm
- Quá trình chuyển đổi năng lượng phức tạp
• Nếu tập trung vào nguồn sinh khối gỗ thì gây tác động tiêu cực đến môi trường, phá rừng, xói mòn đất, sa mạc hóa, và những hậu quả nghiêm trọng khác
• Có thể thấy, so sánh về hiệu quả đầu tư cũng như hiệu suất năng lượng thì nguồn NLSK là nguồn nhiên liệu mang lại lợi ích rất cao NLSK có nhiều dạng, và những lợi ích kể trên chủ yếu tập trung vào những dạng sinh khối mang tính tái sinh, tận dụng từ phế phẩm nông lâm nghiệp
• Tuy nhiên, việc phát triển năng lượng sinh khối ở nước ta hiện nay vẫn chưa được khai thác triệt để, nhiều dự án vẫn chưa triển khai do còn gặp nhiều khó khăn về công nghệ, về phân bố nguồn nguyên liệu, về nguồn vốn hỗ trợ đầu tư của nhà nước v.v
• Khí hóa các nguyên liệu sinh khối là quá trình sản xuất Syngas từ việc nhiệt phân và hóa khí các nguyên liệu gỗ, mùn cưa, rơm rạ, vỏ trấu… Syngas rất dễ cháy nên được sử dụng như một loại nhiên liệu thay thế cho ĐCĐT
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 20
• Nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất Syngas là khá lớn và có thể tái tạo Trong thành phần chính của Syngas chủ yếu là H2, CO và CH4 Các thành phần khí này làm cải thiện quá trình cháy trong ĐCĐT, dẫn đến hiệu suất nhiệt của động cơ lưỡng nhiên liệu tăng lên khi thành phần H2 trong Syngas tăng [3].
Khái quát về nhiên liệu khí Syngas
• Khí tổng hợp Syngas là một loại hỗn hợp khí nhiên liệu chứa chủ yếu là hydro (H2), cacbon monoxit (CO), và nhiều khi cả một chút cacbon dioxit (CO2) Là dạng khí có thể được sản xuất từ quá trình khí hóa sinh khối [6] Khí tổng hợp có mật độ năng lượng thấp và nhiệt trị thấp so với dầu Diesel [7] Gần đây, các nhà nghiên cứu đã có nhiều hoạt động tìm kiếm nhiên liệu thay thế do nguồn nhiên liệu dầu mỏ ngày càng cạn kiệt và giá cả không ổn định [8, 9] Khí tổng hợp được coi là nguồn năng lượng tái tạo cho tương lai vì sự sẵn có của nguyên liệu thô, sinh khối, được sử dụng trong quá trình khí hóa với số lượng khác nhau ở hầu hết mọi nơi trên thế giới
• Ngoài việc sử dụng cho ĐCĐT trên thế giới Syngas được sản xuất (phần lớn là từ các nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, khí tự nhiên, dầu và chất thải) và ứng dụng chủ yếu tập trung vào ngành công nghiệp amoniac Một ứng dụng khác của Syngas là sản xuất hydro để sử dụng trong các nhà máy lọc dầu và để sản xuất Methanol Syngas là nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai với tiềm năng sản lượng lớn, đây cũng là nguồn năng lượng tái tạo có độ bền vững cao
Vì vậy, việc sử dụng sinh khối để sản xuất Syngas và hóa chất cho phép giảm nhu cầu tiêu thụ các loại nhiên liệu hóa thạch và giảm được các thành phần phát thải độc hại
• Trong quá trình sản xuất Syngas, nguyên liệu đầu vào được sấy tới nhiệt độ cao, sản phẩm của quá trình này là chất khí mới tạo thành và phần chất rắn còn lại không phản ứng Lượng khí tạo ra phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất của nguồn nguyên liệu cũng như nhiệt độ mà các phản ứng xảy ra Các phản ứng ban đầu xảy ra dưới sự có mặt của ô xy cho ra sản phẩm có cả khí CO và CO2 Các phản ứng xảy ra rất nhanh và kèm theo sự tỏa nhiệt còn là tiền đề để tạo ra các phản ứng tiếp theo Quá trình khí hóa nguyên liệu rắn xảy ra tại nhiệt độ lớn hơn 600 o C, tạo ra khí và chất thải dạng nhựa đường Các phản ứng hóa học ban đầu ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khí hóa và quyết định đến thành phần các chất khí cuối cùng tạo thành Những phản ứng thứ cấp xảy ra tại nhiệt độ lớn hơn 600 o C
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 21 với điều kiện áp suất thích hợp sẽ giúp cho sự phân hủy tro tạo ra cacbon và các chất khí [3]
1.5.1 Tính chất lý, hóa của khí Syngas:
Tính chất vật lý và hóa học của Syngas phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu sản xuất, công nghệ sản xuất và đặc biệt là thành phần các khí đơn chất cấu tạo nên
Bảng 1 - 2 Tính chất lý hóa của các khí thành phần chính của Syngas [3].
TT Thông số H 2 CO CH 4
2 Tỷ lệ không khí- nhiên liệu lý thuyết 34,4 2,46 17,2
3 Nhiệt độ cháy lớn nhất tại 1atm (K) 2378 2384 2223
5 Tốc độ lan tràn màng lửa (cm/giây) 270 45 35
1.5.2 Ưu, nhược điểm của khí Syngas:
- Giảm thiểu khí thải: Khí Syngas sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo có thể giảm thiếu khí thải CO, đóng góp vào nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu
- Tính sẵn có: Khí Syngas có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như than đá, dầu mỏ, rác thải và sinh khối, do đó nó có tính sẵn có cao hơn nhiều so với nhiên liệu hóa thạch
- Hiệu quả kinh tế: sử dụng khí Syngas thay thế nhiên liệu hóa thạch có thể giảm chi phí nhiên liệu và tăng hiệu quả sản xuất
- Đa dạng ứng dụng: Khí Syngas có thể được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm và dịch vụ khác nhau, bao gồm sản xuất điện, sản xuất kinh loại, sản xuất hóa chất và nhiên liệu sinh học Ưu điểm của khí Syngas so với nhiên liệu đốt trực tiếp là được sản xuất từ nguồn nguyên liệu có giá trị thấp và có thể tái tạo được Syngas được sử dụng như sinh nhiệt, chuyển đổi thành điện và còn là nhiên liệu cho các phương tiện vận tải Trong những
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 22 năm sắp tới, nó sẽ giữ vai trò chính để bổ sung nhu cầu năng lượng của thế giới Sử dụng công nghệ tiên tiến như tua bin khí và pin nhiên liệu với Syngas được tạo ra từ kết quả của quá trình khí hóa hiệu suất cao Trong hệ thống khí hóa đồng phát nhiệt - điện, các chất gây ô nhiễm trong khói như SOx, NOx được loại bỏ hiệu quả, kết quả lượng phát thải ô nhiễm thấp hơn nhiều Hơn nữa, nhiên liệu lỏng, khí tạo ra dễ dàng cho quá trình xử lý, vận chuyển và sử dụng làm nhiên liệu cho vận tải [10] Sản phẩm khí đầu ra phù hợp làm nhiên liệu cho hầu hết các loại ĐCĐT
Trong khi đó, nhiều cơ sở sản xuất và chế biến nông sản lại cần nhiều năng lượng nhiệt mà hiện tại đang phải sử dụng các loại nhiên liệu không có khả năng tái tạo như than đá, hoặc một số nhiên liệu phải nhập từ nước ngoài như dầu FO, DO, nhiên liệu khí Như vậy, nếu phế phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, lõi ngô) được sử dụng để chuyển đổi thành năng lượng theo công nghệ mới thì không những khắc phục được sự thiếu hụt về nguồn nhiên liệu hiện nay mà còn hạn chế được ô nhiễm môi trường, ngoài ra còn góp phần đem lại hiệu quả kinh tế cho các doanh nghiệp [3]
Nhược điểm của Syngas chủ yếu là về vấn đề công nghệ khí hóa, ở Việt Nam công nghệ này đã có từ những năm 1975 khi đất nước giải phóng, thời điểm đó cả nước khan hiếm xăng dầu Bên cạnh đó kỹ thuật khí hóa lúc này còn sơ khai, đặc biệt là công nghệ lọc và xử lý khí Syngas chưa đạt yêu cầu làm ảnh hưởng tới quá trình làm việc của ĐCĐT Một số nghiên cứu như của tác giả Bùi Thành Trung và Viện Chế tạo máy nông nghiệp Bộ Công thương tiến hành nghiên cứu các mẫu thiết bị khí hóa viên sinh khối để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng từ viên ép sinh khối, nhưng vẫn tồn tại các nhược điểm như khả năng sinh khí Syngas bị gián đoạn, chưa ổn định, cường độ khí Syngas và hiệu suất nhiệt chưa cao, yêu cầu nguyên liệu phải khô [11]
Ngoài những nhược điểm về công nghệ khí hóa còn vấp phải vấn đề như khả năng lưu trữ, hóa lỏng Syngas, Syngas thường phải được sử dụng ngay sau khi khí hóa Các thành phần khí có trong Syngas có tỷ trọng và mật độ năng lượng thấp hơn rất nhiều so với nhiên liệu khác như khí thiên nhiên và xăng nên việc tích trữ và vận chuyển để làm nhiên liệu cung cấp cho các phương tiện vận tải sẽ gặp nhiều khó khăn và chi phí cao
➢ Ưu điểm của Syngas ảnh hưởng tới động cơ Diesel:
- Syngas sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu dầu mỏ và giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường
- Khí Syngas có giá thành thấp hơn so với nhiên liệu dầu Diesel truyền thống, giúp giảm chi phí vận hành động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 23
- Có tính năng đốt sạch hơn so với nhiên liệu dầu Diesel truyền thống, giúp giảm luọng khí thải gây ô nghiễm môi trường
- Sử dụng khí Syngas trong ĐCĐT Diesel có thể tăng độ bền của động cơ vì khí Syngas không chứa các tạp chất có thể gây hư hại đến động cơ
- Có tính năng đốt nhanh và đều, giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm tiêu thụ nhiên liệu
- Có thể được tinh chỉnh để đáp ứng các tiêu chuẩn về khí thải nghiêm ngặt hơn, giúp giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường
➢ Nhược điểm của Syngas ảnh hưởng tới động cơ Diesel:
- Khó kiểm soát chất lượng: Syngas có thể có thành phần hóa học khác nhau tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và quy trình sản xuất, do đó kiểm soát chất lượng khí Syngas là một thách thức
Tình hình nghiên cứu sử dụng Syngas cho Động cơ đốt trong (ĐCĐT)
Trên thế giới, Syngas đang được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Đây cũng được xem là một nguồn năng lương tái tạo đầy tiềm năng, giúp
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 28 giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch và giảm thiểu ô nhiễm môi trường
Sử dụng Syngas trên ĐCĐT đang là một xu hướng được sử dụng rất đa dạng Việc các phương tiện giao thông đường bộ và các thiết bị động lực sử dụng ĐCĐT đang ngày càng gia tăng một cách chóng mặt, kéo theo các vấn đề về ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng và nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày một tới gần
Do vậy, việc nghiên cứu và sử dụng Syngas vào ĐCĐT như một nguồn nhiên liệu thay thế sẽ góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bù đắp lượng nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng thiếu hụt
1.6.1.1 Sử dụng Syngas cho động cơ xăng:
Những nghiên cứu sử dụng Syngas cho ĐCĐT đầu tiên được đưa ra bởi các trung tâm nghiên cứu: Trường Đại học Alabama ở Birmingham của nước Anh và Trường Đại học Hokkaido ở Nhật Bản [30,31] Những nghiên cứu này đã tập trung thực hiện cho động cơ xăng sử dụng lưỡng nhiên liệu Kết quả của các nghiên cứu này đã chỉ ra sự ảnh hưởng của Syngas đến quá trình cháy của động cơ xăng thể hiện thông qua mô hình hóa động lực học và phân tích thành phần nhiệt động của hỗn hợp không khí/nhiên liệu
Theo nghiên cứu của Changwei Ji và các động nghiệp được công bố trong bài báo
“Improving the performance of a spark-ignited gasoline engine with the addition of Syngas produced by onboard ethanol steaming reforming” trên tạp chí International Journal of Hydrogen Energy vào năm 2012 Nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện hiêụ suất của động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng bằng cách thêm Syngas được sản xuất bằng phương pháp tái cấu trúc hơi nước Etanol trên xe
Kết quả nghiên cứu cho thấy phát thải HC và NOx giảm do khi tăng lượng Syngas cung cấp vào đường nạp sẽ làm giảm tỷ lệ A/F (tỷ lệ giữa lượng khí Oxy trong không khí và lượng nhiên liệu được sử dụng trong động cơ) do lượng khí nạp bị giảm dần tới giảm phát thải HC Trong khi đó thì phát thải CO có xu hướng tăng khi tăng tỷ lệ Syngas vào đường nạp của động cơ xăng đang nghiên cứu Sự giảm phát thải NOx và tăng CO là do thành phần Syngas có chứa hàm lượng CO và CO2 Do vậy CO2 có trong Syngas trở thành CO2 lớn do khí này không tham gia trong quá trình cháy và có nhiệt dung riêng lớn sẽ làm nhiệt độ cháy giảm nên phát thải NOx giảm [32]
Nghiên cứu của ChangWei và các đồng nghiệp đã đưa ra một phương pháp mới để cải thiện hiệu suất của động cơ đốt trong Xăng và giảm khí thải độc hại Tuy nhiên,
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 29 cần tiếp tục nghiên cứu và thửu nghiệm để xác định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này trong các ứng dụng thực tế
Theo nghiên cứu của R.Uma cùng đồng nghiệp được công bố trên tạp chí Biomass and Bioenergy vào năm 2004 [33] R.Uma đã tiến hành nghiên cứu trên một hệ thống sản xuất điện sử dụng động cơ Diesel và thử nghiệm sử dụng cả Syngas và nhiên liệu Diesel để tăng hiệu suất và giảm khí thải Kết quả cho thấy răng sử dụng Syngas trong chế độ đa nhiên liệu đã giảm khí thải đáng kể và tăng hiệu suất hệ thống sản xuất điện
Theo nghiên cứu của Ajay Kumar và các đồng nghiệp được công bố trên tạp chí Energy vào năm 2009 Đây là một bài báo tổng quan về công nghệ khí hóa sinh nhiệt và tình hình hiện tại của công nghệ này [35] Thực nghiệm này được tiến hành trên máy phát điện 5,5kW được cái tiến để vận hành với 100% Syngas, lượng Syngas sử dụng được chiều chỉnh sao cho đạt được công suất tương đương khi sử dụng xăng
Kết quả nghiên cứu về hiệu suất và điện áp đầu ra của Syngas cũng tương tự như chạy bằng xăng Công suất của động cơ khi sử dụng Syngas thì thấp hơn khi động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng do nhiệt trị của Syngas là 5,179 MJ/kg nhỏ hơn hiều so với nhiệt trị của xăng là 44,4 MJ/kg Bên cạnh đó thì khối lượng riêng của Syngas là 1,7 kg/m 3 thấp hơn 423 lần khối lượng riêng của xăng là 720kg/m 3 [35]
Bài báo cũng đưa ra một số đề xuất và hướng phát triển trong tương lai để cải thiện hiệu suất và tính khả thi của công nghệ khí hóa sinh nhiệt trong các ứng dụng sản xuất năng lượng từ nguồn nhiên liệu sinh học
1.6.1.2 Sử dụng Syngas cho động cơ Diesel: Động cơ Diesel sử dụng nhiên liệu Diesel truyền thống có ưu điểm là hiệu suất cao và suất tiêu hao nhiên liệu thấp hơn so với động cơ xăng Tuy nhiên, động cơ Diesel có nhược điểm là phát thải khói bụi khá cao Khi động cơ Diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel/Syngas ngoài mức phát thải các chất độc hại thấp thì lượng Syngas còn thay thế nhiên liệu truyền thống trong khi vẫn tận dụng được tính ưu việt về hiệu suất cao của động cơ
Nghiên cứu về sử dụng Syngas cho động cơ Diesel tập trung vào ứng dụng của khí tổng hớp Syngas trong động cơ Diesel Những nghiên cứu cho thấy răng sử dụng Syngas trong động cơ Diesel có thể giảm khí thải đáng kể và tăng hiệu suất hoạt động của động cơ Tuy nhiên, để sử dụng Syngas vào động cơ Diesel cần phải có một hệ thống xử lý và điều khiển để đảm bảo chất lượng và tính ổn định của Syngas
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 30
Theo nghiên cứu của R.Uma và các đồng nghiệp, sử dụng Syngas cung cấp cho động cơ máy phát điện Diesel Thử nghiệm được tiến hành tại bốn chế độ tải, hàm lượng
Kết luận chương 1
Tại Việt Nam, nguồn năng lượng sinh khối rất dồi dào, hiện nay đã có một số công trình nghiên cứu sản xuất Syngas để tận dụng nguồn năng lượng này Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng Syngas một cách hiệu quả cho ĐCĐT mang tính thực tiễn và khoa học cao
Qua các nghiên cứu nêu trên, cho thấy rằng Syngas có thể sử dụng làm nguồn nhiên liệu thay thế nhiên liệu truyền thống Diesel và xăng cho ĐCĐT Vì thế, việc phát triển công nghệ sản xuất Syngas và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng thu hồi được xem như là giải pháp hữu hiệu nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng sinh khối Cho
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 32 đến nay, công nghệ sản xuất Syngas đã có thể giải quyết khá tốt các bài toán kinh tế và giúp bảo vệ môi trường
Các nghiên cứu về động cơ Dual Fuel đã được các nhà nghiên cứu tiến hành trong nhiều năm qua và đạt được nhiều các kết quả đáng chú ý Động cơ Dual Fuel là một loại động cơ sử dụng hai loại nhiên liệu khác nhau để hoạt động Một số kết quả cho thấy rằng động cơ có thể giảm được lượng khí thải độc hại ra môi trường, đặc biệt là trong điều kiện tải thấp và trung bình Điều này rất quan trọng trong bối cảnh toàn thế giới đang nỗ lực để giảm thiểu tác động của các nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường Đề tài mà chúng tôi nghiên cứu sẽ giúp chúng ta một phần có thể giải quyết được vấn đề rác thải cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường đang được toàn cầu quan tâm
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 33
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Giới thiệu khái quát về động cơ Diesel DP-170
Thiết kế đẹp mắt, thân động cơ được đúc nhôm chắc chắn lớp vỏ đẹp, bền được sơn công nghệ tĩnh điện
Linh kiện chất lượng cao, bộ chế hoà khí được làm theo công nghệ và thiết kế của Nhật Bản Dễ dàng giật nổ khi khởi động Sản phẩm chất lượng mang thương hiệu uy tín được nhiều người tin dùng
Sử dụng trong lĩnh vực dân dụng: dùng thay thế động cơ để chạy và kéo máy sử dụng trong gia đình và nông nghiệp
Sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp: dùng thay thế động cơ để chạy và kéo máy sử dụng trong công nghiệp
*)Ưu điểm của động cơ chạy dầu so với động cơ xăng:
- Hiệu suất động cơ Diesel cao hơn so với động cơ xăng
- Giá nhiên liệu dầu Diesel rẻ hơn xăng
- Mức tiêu hao nhiên liệu riêng của động cơ Diesel thấp hơn động cơ xăng
- Dầu Diesel không bốc cháy ở nhiệt độ thường nên ít gây nguy hiểm
- Do không có bộ chế hòa khí và bộ phận đánh lửa nên động cơ Diesel ít hư hỏng vặt
2.1.2 Thông số của động cơ Diesel DP-170:
Thông số Giá trị Đơn vị
Loại Xy-lanh đơn nằm ngang, 4 thì làm mát bằng nước
Kiểu buồng đốt Buồng cháy thống nhất Đường kính Xy-lanh (D) 70 mm
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 34
Công suất sử dụng (Ne) 2,94 (4) Kw (hp)
Công suất tối đa 3,23 Kw
Hướng quay trục khuỷu Cùng chiều kim đồng hồ
Vị trí công suất Phía bánh đà
Hệ thống khời động Tay quay, khởi động điện
Dụng tích thùng chứa nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu ≤ 308,4 g/(kw.h)
Tỉ lệ tiêu thụ dầu ≤ 4,1 g/(kw.h)
Phương pháp làm mát Tản nhiệt hơi
Thể tích nước làm mát 5 Lít
Hệ thống bôi trơn Bôi trơn vung tóe
Dung tích dầu bôi trơn 1,5 Lít
Bảng 2.1 Bảng thông số động cơ Diesel DP-170
Đặc tính quá trình cháy động cơ Diesel
Động cơ diesel là động cơ có quá trình hình thành hòa khí bên trong buồng đốt
Từ đặc điểm này có thể chia quá trình cháy trong động cơ diesel thành 4 giai đoạn lần lượt là cháy trễ, cháy nhanh, cháy chính và cháy rớt [40]
Giai đoạn cháy trễ là giai đoạn bắt đầu khi vòi phun phun nhiên liệu (tại điểm 1 trên đồ thị) đến khi đường cháy tách khỏi đường nén (tại điểm 2 trên đồ thị) Về bản
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 35 chất, cháy trễ là quá trình châm cháy ở nhiệt độ thấp Trong giai đoạn này xảy ra các quá trình hình thành hòa khí và chuẩn bị cháy như xé nhỏ nhiên liệu, bay hơi và hòa trộn nhiên liệu Phản ứng sơ bộ hình thành những trung tâm tự cháy đầu tiên và bước đầu phát triển những trung tâm này [40]
Các thông số đặc trưng của giai đoạn cháy trễ đó là thời gian cháy trễ hay góc cháy trễ Các thông số này phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nhiên liệu như trị số xetan Xe, độ nhớt,… Ngoài ra, thời gian cháy trễ còn chịu ảnh hưởng của một số yếu tố khác như nhiệt độ và áp suất trong xylanh tại thời điểm phun, độ phun tơi, mức độ chuyển động rối của môi chất
Giai đoạn cháy nhanh diễn ra bắt đầu từ cuối giai đoạn cháy trễ đến khi áp suất trong buồng cháy đạt giá trị cao nhất (tại điểm 3 trên đồ thị) Phần hòa khí đã được chuẩn bị trong giai đoạn cháy trễ bốc cháy rất nhanh làm cho áp suất và nhiệt độ trong Xylanh tăng vọt Nhiệt lượng tỏa ra rất lớn trong khi thể tích xylanh thay đổi ít nên giai đoạn cháy nhanh gần với quá trình cấp nhiệt đẳng tích
Thông số đặc trưng của giai đoạn cháy nhanh đó là tốc độ tăng áp suất Lượng hòa khí được chuẩn bị trong giai đoạn cháy trễ càng nhiều thì tốc độ tăng áp suất càng lớn, động cơ làm việc không êm và ngược lại Trong thực tế, tốc độ tăng áp suất của động cơ Diesel lớn hơn nhiền (khoảng 3 lần) so với động cơ xăng vì có tỉ số nén cao hơn Chính vì thế nên động cơ Diesel làm việc không êm như động cơ xăng [40]
Hình 2.4 Đồ thị giai đoạn cháy nhanh. Hình 2.2 Đồ thị giai đoạn cháy trễ.
Hình 2.3 Đồ thị giai đoạn cháy nhanh.
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 36
Giai đoạn cháy chính diễn ra sau giai đoạn cháy nhanh (từ điểm
3 đến điểm 4 trên đồ thị) Ở giai đoạn này, hòa khí vừa chuẩn bị vừa cháy nên quá trình cháy diễn ra từ từ theo dạng cháy khuếch tán Tốc độ cháy của hòa khí được quyết định bởi tốc độ hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí hay tốc độ chuẩn bị hòa khí Vì thế nên quá trình cháy diễn ra êm dịu hơn Có thể coi giai đoạn cháy chính gần với quá trình cấp nhiệt đẳng áp và toàn bộ quá trình cháy trong động cơ diesel gần với chu trình cấp nhiệt hỗn hợp [40]
Mặt khác, tốc độ cháy giảm còn do nồng độ oxy trong buồng cháy giảm dần vì các quá trình cháy trước đó Vì thế nên tuy quá trình cháy diễn ra êm dịu hơn nhưng hiệu quả biến đổi nhiệt năng thành công năng giảm xuống và tăng khả năng cháy rớt ở giai đoạn sau Trên thực tế, khoảng 50-60% lượng nhiên liệu chu trình cháy trong giai đoạn cháy chính
Giống với động cơ xăng, giai đoạn cháy rớt của động cơ diesel sẽ đốt cháy nốt những phần hòa khí còn lại (lớp sát vách hay ở khe kẽ của buồng cháy…) Ở giai đoạn này, hiệu quả sinh công thấp, nhiệt sinh ra chủ yếu làm nóng các chi tiết Giai đoạn cháy rớt được coi là kết thúc khi cháy hết 95-97% lượng nhiên liệu chu trình Để hạn chế cháy rớt có thể áp dụng các biện pháp như chọn góc phun sớm, cường độ vận động rối của môi chất thích hợp,…
Hình 2.5 Đồ thị giai đoạn cháy chính.
Hình 2.6 Đồ thị giai đoạn cháy rớt.
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 37
Đặc tính quá trình cháy Syngas
Hydro và CO là thành phần chính của khí Syngas, hàm lượng Hydro và CO trong khí Syngas thay đổi tùy thuộc vào nguồn sinh khối khác nhau Phản ứng cháy của khí Syngas với tác nhân Ô-xy có thể diễn ra một giai đoạn, nhiều giai đoạn, song song hoặc liên tiếp tạo thành CO2, phản ứng cháy khí Syngas xảy ra theo cơ chế gốc tự do Khi quá trình đốt cháy CO với Ô-xy xảy ra phụ thuộc vào sự tạo gốc của Ô-xy nguyên tử nên tốc độ phản ứng xảy ra chậm, nhưng khi có mặt hydro hoặc hợp chất chứa Hydro (như
H2O) cũng làm tăng đáng kể tốc độ phản ứng quá trình cháy CO, do sự xuất hiện của hydro làm tăng khả năng lan truyền những gốc tự do Do đó, quá trình cháy khí Syngas khi có mặt khí Hydro ảnh hưởng đến giới hạn tự cháy, giới hạn dập tắt ngọn lửa và sự lan tràn màng lửa… Điều này được giải thích thông qua giới hạn kích nổ phụ thuộc vào điều kiện biên về nhiệt độ, áp suất và thành phần hỗn hợp các chất tham gia phản ứng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng nhanh hay chậm của quá trình cháy khí Syngas
Quá trình phản ứng cháy của Syngas ở nhiệt độ 750K ảnh hưởng rất lớn đến áp suất, áp suất biến đổi trong khoảng từ 0,001÷10 atm Những tính chất ảnh hưởng đến phản ứng như thông số nhiệt độ, áp suất và hỗn hợp Hydro và Ô-xy được chia thành 3 vùng giới hạn cháy Vùng thứ nhất là áp suất thấp, đường giới hạn được xác định bởi sự cân bằng giữa sự mất đi của những gốc tự do trên bề mặt (hiệu ứng vách), khi khoảng thời gian khuếch tán trong pha khí ngắn so với khoảng thời gian phản ứng đặc trưng với sự tạo ra các gốc tự do trong pha khí Tại áp suất dưới giới hạn, quá trình tách trong các phản ứng đối với pha khí vượt quá giới hạn được xác định bởi sự phân tán các gốc tự do và giới hạn tại bề mặt và tốc độ tách nhỏ hơn tốc độ tách giới hạn Trên giới hạn này, tốc độ tách thành gốc tự do đủ để vượt qua tốc độ giới hạn, bởi vì có một số lượng lớn hơn quá trình trao đổi phân tử và khoảng thời gian khuếch tán tăng do áp suất tăng Khi áp suất tiếp tục tăng, những điều kiện giới hạn nổ thứ hai đạt được Giới hạn này là hệ quả từ quá trình động năng pha khí Những phản ứng cháy chính của syngas được trình bày chi tiết trong bảng 2.1 Trong quá trình Ô-xy hóa chỉ Hydro, phản ứng phân nhánh chủ yếu là H+O2=O+OH (R1), trong khi các phản ứng khác xảy ra đồng thời H +
O2(+M)=HO2(+M) (R2), phản ứng này sinh ra một gốc tự do (HO2) mà nó có tính ô xy hóa yếu hơn gốc OH hoặc nguyên tử Ô-xy
Bảng 2 2 Những phản ứng cháy chính của Syngas
TT Kí hiệu Phương trình phản ứng
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 38
Với những điều kiện tham số trên thì khoảng thời gian cho HO2 phản ứng tạo ra gốc hoạt tính là rất lớn so với toàn bộ thời gian diễn ra quá trình cháy Quá trình tăng áp suất, tốc độ trao đổi năng lượng bậc 3 của R2 được tăng lên so với tốc độ trao đổi năng lượng bậc 2 của R1 Phân tích trạng thái ổn định của mật độ gốc tự do tại giới hạn thứ hai ta sử dụng hai phản ứng này, tham số hàm lượng M với giới hạn thứ 2, ở đây [M]=2k1/k2, trong đó ki (với i =1,2) biểu thị tốc độ phản ứng riêng của phản ứng R1 và R2 trong phản ứng thuận Tại áp suất cao hơn ngay trên giới hạn thứ hai, điều kiện giới hạn thứ 3 đạt được, như một kết quả của hai vấn đề: vấn đề thứ nhất (1) nồng độ cao của
M dẫn đến một nồng độ đáng kể của HO2, phản ứng HO2+HO2=H2O2 + O2 (R3) và những phản ứng dẫn xuất có sự tham gia của H2O2, theo lý thuyết H2O2(+M)=OH+ OH(+M) (R4) Điều này tạo nên một quá trình biến đổi toàn diện theo các phản ứng R2,
R3, R4 mà nó đặc trưng cho một quá trình phản ứng chuỗi Vấn đề thứ 2 là quá trình
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 39 phản ứng sinh nhiệt lớn cùng với khoảng thời gian khuếch tán nhiệt tăng với sự tăng của áp suất, điều này dẫn đến việc tự sấy nóng bên trong hỗn hợp Phản ứng R2 và R3 sinh nhiệt lớn mà lượng nhiệt đó được hấp thụ một phần bởi phản ứng thu nhiệt R4 Tại áp suất cao, thì đặc trưng của phản ứng cũng thay đổi theo nhiệt độ ban đầu của phản ứng Phản ứng xảy ra cùng với những tính toán được thực hiện trên cùng một hệ thống với thể tích không đổi, đoạn nhiệt và t lệ H2/O2 là lý tưởng Theo giả thiết như vậy thì phản ứng cháy của syngas với áp suất là 20 atm và nhiệt độ từ 1000÷1300K, kết quả đạt được theo sự chuẩn hóa nhiệt độ ban đầu và thời điểm tại đó tăng nhiệt độ lớn nhất Tại 1000K, thì nhiệt độ của hệ thống tăng lên đáng kể, qua quan sát trong suốt giai đoạn đầu của phản ứng do tốc độ tỏa nhiệt theo những phản ứng trên R2, R3 và R4; trong khi tại 1300K thì không thấy có sự ảnh hưởng của tốc độ tỏa nhiệt như trường hợp nhiệt độ 1000K Đặc tính thời gian phản ứng (được xác định bằng tỉ số nồng độ hydro ban đầu chia cho tốc độ tiêu thụ hydro lớn nhất) như là một hàm của nhiệt độ đối với một hệ thống Khi nhiệt độ tăng sẽ có một sự thay đổi đáng kể đáp ứng thời gian phản ứng Việc tăng nhiệt độ dẫn đến việc tăng những gốc HO2 thông qua phản ứng HO2+H2=H2O2+H (R5), phản ứng này sinh ra các nguyên tử hydro Sau đó những nguyên tử hydro này sẽ phản ứng với HO2 theo phản ứng HO2 + H = H2 + O2 (R6) và phản ứng HO2 + H= OH + OH (R7) Trong đó phản ứng R6 là phản ứng kết thúc chuỗi và phản ứng R7 là phản ứng tách chuỗi Vì vậy, một hệ thống mà ban đầu là một chuỗi mạch thẳng khi trải qua các quá trình phản ứng (ví dụ như R2→R3→R4) có thể trở thành quá trình tách nhánh chuỗi, quá trình này cũng dẫn đến nhiệt độ tăng (R2→R5→R7, R4) [41] Qua phân tích về những phản ứng cháy của syngas thì giới hạn tốt nhất phản ứng cháy syngas với áp suất từ 10÷30 atm và nhiệt độ khoảng 1000K.
Đặc tính của động cơ Dual Fuel Diesel-Syngas
Động cơ Dual Fuel Syngas-Diesel là một loại động cơ hoạt động bằng cách sử dụng cả syngas và dầu diesel như là nguồn nhiên liệu Đây là một phương án hợp lý để tận dụng được lợi thế của cả hai loại nhiên liệu, giúp tăng hiệu quả và giảm chi phí vận hành
- Đặc tính quan trọng của động cơ Dual Fuel Syngas-Diesel bao gồm:
- Điều khiển nhiên liệu: Động cơ Dual Fuel Syngas-Diesel được thiết kế để có thể điều khiển và chuyển đổi giữa các loại nhiên liệu khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng và tình hình hoạt động
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 40
- Hiệu quả cháy: Với sự kết hợp giữa Syngas và dầu Diesel, động cơ Dual Fuel Syngas-Diesel có thể tạo ra hiệu suất cháy tốt hơn so với các loại động cơ chỉ sử dụng một loại nhiên liệu
- Giảm khí thải: Sử dụng Syngas là một nguồn nhiên liệu sạch và tái tạo, giúp giảm thiểu khí thải độc hại và tác động đến môi trường Bên cạnh đó, sử dụng dầu Diesel cũng giúp đảm bảo hiệu quả vận hành và giảm thiểu khí thải
- Tăng tuổi thọ động cơ: Sử dụng Syngas cũng giúp làm sạch các thành phần bên trong động cơ, giảm thiểu sự cọ xát và độ ma sát, từ đó tăng tuổi thọ và độ bền của động cơ.
Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ Diesel
2.5.1 Tính chất của nhiên liệu:
Nhiên liệu có trị số Xetan Xe lớn (tính tự cháy cao), độ nhớt nhỏ (dễ phun tơi), khối lượng riêng nhỏ (dễ bay hơi) thì thời gian cháy trễ nhỏ, lượng nhiên liệu chuẩn bị trong thời gian cháy trễ ít nên tốc độ tăng áp suất và áp suất lớn nhất (pmax) nhỏ, động cơ làm việc êm
Nếu góc phun sớm lớn quá thì điều kiện cho quá trình chuẩn bị không thuận lợi do nhiệt độ và áp suất tại thời điểm phun nhiên liệu còn nhỏ Do đó nên thời gian cháy trễ diễn ra dài hơn, lượng hòa khí chuẩn bị nhiều nên tốc độ tăng áp suất lớn, động cơ làm việc không êm Ngoài ra, nếu góc đánh lửa sớm lớn sẽ làm tăng công nén dẫn tới giảm hiệu quả sinh công và nóng động cơ
Nếu tăng tỉ số nén của động cơ sẽ làm tăng nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nạp tại thời điểm phun nhiên liệu, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuẩn bị nên thời gian cháy trễ giảm dẫn tới tốc độ tăng áp suất giảm, động cơ làm việc êm dịu hơn
2.5.4 Chất lượng và quy luật phun nhiên liệu:
Trên động cơ diesel, chất lượng phun nhiên liệu ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo thành hòa khí và cháy Nếu nhiên liệu phun tơi (ví dụ do áp suất phun lớn, xoáy lốc của không khí trong quá trình nén đủ mạnh) tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuẩn bị hòa khí thì thời gian cháy trễ và tốc độ tăng áp suất nhỏ, động cơ làm việc êm dịu
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 41
Chính vì thế, áp suất phun trong động cơ diesel hiện đại có xu hướng ngày càng tăng lên Trong hệ thống nhiên liệu common rail, áp suất phun có thể lên tới 2000 bar và còn có thể cao hơn nữa nên nhiên liệu được phun vào rất tơi, hạt rất nhỏ và đều
Quy luật phun cũng là một nhân tố ảnh hưởng quyết định đến diễn biến của quá trình cháy Nếu rút ngắn thời gian phun tức là tăng cường độ phun sẽ làm cho lượng nhiên liệu chuẩn bị trong giai đoạn cháy trễ tăng lên dẫn tới tốc độ tăng áp suất và áp suất lớn nhất (pmax)tăng lên, khi đó động cơ làm việc ồn và rung giật
Trong động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu common rail, do điều khiển bằng điện tử nên có thể tổ chức phun thành nhiều giai đoạn bao gồm phun mồi, phun chính và phun sau
Hình 2.7 Phun nhiều giai đoạn trong động cơ dùng hệ thống nhiên liệu Common Rail.
Phun mồi trước khi phun chính làm giảm tốc độ tăng áp suất khi cháy do hạn chế lượng nhiên liệu tham gia chuẩn bị trong giai đoạn cháy trễ nên động cơ làm việc êm hơn, tiếng gõ đặc thù ở động cơ diesel giảm Phun sau có tác dụng gia nhiệt trong quá trình giản nở để tăng cường phản ứng oxy hóa các chất độc hại trong khí thải như CO, CxHy và muội than
Xoáy lốc không khí trong buồng cháy:
Xoáy lốc không khí trong buồng cháy làm tăng khả năng hòa trộn nhiên liệu với không khí, giảm thời gian cháy trễ và giảm cháy rớt Sử dụng xoáy lốc là một biện pháp rất hiệu quả nhằm hoàn thiện quá trình cháy Tuy nhiên, nếu xoáy lốc với cường độ quá lớn sẽ gây tốn nhiều năng lượng, làm tăng tổn thất cơ giới và có thể dẫn tới giảm tính kinh tế, tính hiệu quả của động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 42
Hình 2.8 Xoáy lốc không khí trong buồng cháy làm tăng khả năng hoà trộn nhiên liệu với không khí
Tải trọng và hệ số dư lượng không khí Lamda:
Trong động cơ diesel, hòa khí có giới hạn cháy rất rộng Lí do là hòa khí tạo thành bên trong xylanh không đồng nhất nên luôn có những vùng mà tại đó hòa khí dễ cháy nhất và tạo thành mồi lửa để đốt những phần hòa khí còn lại, do đó giới hạn trên rất cao Mặt khác, cũng chính vì hòa khí không đồng nhất nên có những vùng rất nhạt, thậm chí không có nhiên liệu Trong khi đó những vùng quá đậm khi cháy sẽ sinh ra khói đen, do đó giới hạn dưới cũng khá cao
Do giới hạn cháy rộng nên người ra điều chỉnh tải của động cơ bằng phương pháp điều chỉnh chất, tức là điều chỉnh chính lamda thông qua điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình
Khi giảm tải, lượng nhiên liệu chu trình giảm, lamda tăng và thời gian phun nhiên liệu giảm Do đó quá trình cháy cũng được rút ngắn lại, vì vậy phải giảm góc phun sớm Đây chính là nguyên tắc điều chỉnh góc phun sớm theo tải trọng trong động cơ diesel
Khi tăng tốc độ vòng quay của động cơ, thời gian của quá trình cháy bị rút ngắn (ảnh hưởng xấu đến quá trình cháy) nhưng cường độ xoáy lốc tăng và nhiên liệu phun tơi hơn (ảnh hưởng tốt)
Tổng hợp những ảnh hưởng phía trên lại, góc dành cho hai giai đoạn cháy chủ yếu là cháy nhanh và cháy chính ít thay đổi nhưng góc cháy trễ tăng lên, do đó phải tăng góc
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 43 phun sớm Đây chính là nguyên tắc điều chỉnh góc phun sớm theo tốc độ vòng quay của động cơ diesel [40].
Các phương pháp nạp
Phương pháp nạp trong động cơ đốt trong là phương pháp đưa khí vào buồng đốt để tăng cường hiệu suất đốt cháy của nhiên liệu Các phương pháp nạp thường được sử dụng trong động cơ đốt trong gồm:
• Cung cấp Syngas theo kiểu hút: Nhiên liệu và không khí được chuẩn bị trước trên đường nạp và hòa trộn ngoài để tạo hỗn hợp đồng nhất để cung cấp cho chu trình được hút vào Xi-lanh ở quá trình nạp
• Kiểu phun trực tiếp: Syngas được phun trực tiếp vào Xi-lanh động cơ Phương pháp này có nhiều ưu điểm Tuy nhiên cho đến nay giải pháp này chỉ áp dụng cho đông cơ chế tạo mới, việc chuyển đổi động cơ truyền thống thành động cơ phun trực tiếp nhiên liệu khí chưa được phổ biến do tính phức tạp của nó
Việc chuyển đổi động cơ truyền thống sang động cơ sử dụng Syngas không phức tạp về mặt nguyên lý nhưng phức tạp về mặt công nghệ Nhóm em đã chọn phương pháp cung cấp Syngas kiểu hút và đánh lửa bằng cách phun mồi Diesel, đồng thời cũng có một số cải tạo về phương pháp này Ở động cơ Diesel, nhiên liệu được trộn với không khí vào cuối kỳ nén của động cơ bằng cách phun nhiên liệu vào buồng cháy với áp suất cao (khoảng 200 bar) Nhiên liệu bắt lửa ngay lập tức khi nó tiếp xúc với khí nén nóng Trong động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu, hệ thống phun nhiên liệu Diesel bình thường vẫn cung cấp một lượng Diesel nhất định Tuy nhiên thay vì chỉ hút vào không khí như động cơ Diesel thì động cơ sử
Cung cấp syngas kiểu hút
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 44 dụng lưỡng nhiên liệu sẽ hút và nén một hỗn hợp nhiên liệu khí (Syngas) đã được chuẩn bị phía trước thiết bị bên ngoài buồng cháy qua ngã ba ở họng nạp khí
Lượng nhiên liệu Diesel phun mồi và tự động cắt giảm khi tăng dần lưu lượng Syngas vào đường nạp của động cơ qua van tiết lưu
Chế độ tải cục bộ của động cơ được điều khiển bằng cách thay đổi lượng nhiên liệu Syngas cung cấp đến đường nạp của động cơ thông qua van tiết lưu Van này có thể vận hành bằng tay Tỷ lệ không khí/nhiên liệu của hỗn hợp nạp có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tiết lưu đường cung cấp nhiên liệu Syngas Đối với động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu này, ngay cả khi hỗn hợp rất nghèo thì động cơ vẫn có thể hoạt động được khi tia nhiên liệu phun mồi phân bố tốt
Việc cải tạo động cơ Diesel thành động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu có những ưu điểm như:
- Có thể hoạt động bằng nhiên liệu Diesel một mình trong trường hợp nguồn cung cấp nhiên liệu bị ngắt hoặc không đủ
- Có thể thay thế 0-90% nhiên liệu Diesel bằng nhiên liệu Syngas nhưng động cơ vẫn có thể đảm bảo công suất như khi hoạt động với 100% nhiên liệu Diesel
- Do hầu hết các động cơ Diesel đều có bộ điều tốc nên việc kiểm soát tự động tốc độ/công suất có thể thực hiện bằng điều chỉnh lượng nhiên liệu Diesel vào buồng cháy trong khi nhiên liệu khí cung cấp không thay đổi
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 45
- Có thể kiểm soát tốc độ/công suất động cơ bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu Syngas cung cấp trên đường nạp của động cơ Diesel và lượng Diesel phun sẽ tự động được điều chỉnh qua bộ điều tốc của động cơ
Hạn chế của động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu:
- Động cơ Diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel/Syngas không thể hoạt động một mình bằng Syngas, phải sử dụng đánh lửa bằng lượng phun mồi Diesel
- Vòi phun nhiên liệu có thể bị quá nóng khi lượng nhiên liệu Diesel được giảm xuống còn 10% hoặc hơn mức hoạt động bình thường Vì vậy động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu được cải tạo từ động cơ Diesel thường làm việc với lượng phun Diesel lớn hơn lượng Diesel cần thiết cho việc dánh lửa để làm mát vòi phun…
Tính toán sơ bộ
0,25(dm 3 )0,25(lít) Trong đó : D - Đường kính xilanh
➢ Thể tích buồng cháy Vc : ta có c h c
Ta có n = 2600 v/ph => ta sẽ có 1300 chu kì của động cơ ,vậy thì 1 phút động cơ sẽ nạp vào tương ứng 1300 lần
➢ Số thể tích không khí cần nạp trong 1 phút (ước tính) là :
➢ Lập đồ thị đặc tính ngoài
Ta có công thức S.R Đécman có dạng như sau:
- 𝑁 𝑒 [kW], ωe [v/p]: công suất hữu ích của động cơ và tốc độ góc của trục khuỷu ứng với một thời điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài
- 𝑁 𝑒𝑚𝑎𝑥 [kW], ωN [v/p]: công suất có ích cực đại của động cơ và tốc độ góc của trục khuỷu ứng ứng với công suất nói trên 𝑁 𝑒𝑚𝑎𝑥 = 3.23 KW
- a, b, c: các hệ số thực nghiệm phụ thuộc theo loại động cơ Để tính toán được nhanh chóng, ta đặt:
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 46
Suy ra: e = λ N = λ.(π.𝑛 𝑁 )/30 = λ.(3,14.2600)/30 = 272 λ Đối với động cơ Diesel ta chọn : λ = 1
Mô men xoắn động cơ tính theo công thức: e e e N
- Me (Nm) : Mô men xoắn động cơ
- Ne [kW]: công suất hữu ích của động cơ
- e [rad/s]: Tốc độ góc của động cơ
Ta cần xác định các hệ số a, b, c
KM: Là hệ số thích ứng theo mô men của động cơ
Kω : Là hệ số thích ứng theo số vòng quay của động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 47
Từ phương trình (5), (6), (7) ta tìm được các hệ số a,b,c a = [KM Kω (2- Kω)-1]/[ Kω.(2- Kω)-1] b = (1-a)/(1-0,5 Kω) c = Kω.(b/2) = a+b-1
Tốc độ góc của động cơ ở công suất cực đại là:
𝜔 𝑁 = (π.nN)/30 = (3,14.2600)/30 = 272 (rad/s) Tốc độ góc động cơ ở mô men cực đại là:
Hệ số thích ứng mô men:
Thay số vào ta có giá trị của a, b, c là: a = [1,19 1,77 (2- 1,77)-1]/[ 1,77.(2- 1,77)-1] = 0,87 b = (1-0,87)/(1-0,5 1,77) = 1.13 c = 1,73.(1.13/2) = 1 từ đây ta tính được: K, ωe, Ne, Me; λ được tự chọn λ K 𝜔 𝑒 𝑁 𝑒 𝑀 𝑒
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 48
Từ đó ta có đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ:
Hình 2.9 Đặc tính ngoài của động cơ.
Kết cấu của động cơ DP-170
Piston được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt, đỉnh piston vát hình nón cụt Rãnh piston trên cùng có tráng lớp oxit axit, phần đuôi có tráng nhựa
Bảng 2 3 Điều kiện chuẩn của Piston
Cỡ piston Điều kiện tiêu chuẩn Tiêu chuẩn 85,951 đến 95,986 mm
Hình 2.10 Cấu tạo của Piston
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 49
Xéc măng là một chiếc vòng làm bằng kim loại hình tròn phù hợp với các rãnh trên thành piston và được gắn vào đầu piston trong một động cơ đốt trong hoặc động cơ hơi nước Bộ phần này có tên gọi khác là vòng piston thường được làm từ gang vì chất liệu này vẫn giữ được nguyên vẹn hình dạng ban đầu của nó dưới tác động của nhiệt, tải trọng và các lực động khác
Các vòng piston làm kín buồng đốt, dẫn nhiệt từ piston lên thành xy lanh, đưa dầu trở lại cacte Kích thước và cấu hình của nó thay đổi tùy thuộc vào thiết kế động cơ và vật liệu xi lanh
Nói một cách đơn giản, các xéc măng piston tạo thành một vòng đệm giữa piston và thành xi lanh, ngăn khí đốt có áp suất đi vào bể chứa dầu
Có 2 loại xéc măng: xéc măng khí và xéc măng dầu
Thanh truyền là một bộ phận kết nối giữa piston và trục khuỷu để truyền chuyển động Thanh truyền kết hợp cùng với tay quay (khuỷu) biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu
Cấu tạo của thanh truyền ô tô gồm 3 phần: thân thanh truyền, đầu to (hay đầu biên lớn), đầu nhỏ
(hay đầu biên nhỏ) và bạc lót thanh truyền
- Đầu to: Đầu to của thanh truyền được nối với trục khuỷu gồm hai nửa Nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới chế tạo rời gọi là nắp đầu to (nắp biên) và được lắp ghép với nửa trên bằng các bu lông
- Đầu nhỏ: Đầu nhỏ của thanh truyền có dạng hình trụ rỗng, được lắp với chốt piston bên trong có bạc lót, phía trên có lỗ dầu bôi trơn cho bạc, bạc lót được ghép chặt vào đầu nhỏ thanh truyền
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 50
Thân thanh truyền làm nhiệm vụ là phần nối giữa đầu nhỏ và đầu to của thanh truyền Động cơ DP-170 có tiết diện hình chữ L
Hình 2.12 Cơ cấu thanh truyền
Trục khuỷu có nhiệm vụ nhận lực từ thanh truyền sau đó nhờ hệ thống liên động cơ khí nó sẽ chuyển hóa lực thẳng thành lực quay Trục khuỷu sau đó lại được gắn liền với các hệ thống dẫn động khác tạo nên một động cơ hoàn chỉnh
Cấu tạo nên trục khuỷu gồm 6 phần bao gồm : (1) Đầu trục khuỷu, (2) cổ khuỷu, (3) má khuỷu, (4) chốt khuỷu, (5) đối trọng và (6) đuôi trục khuỷu
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 51
Hình 2.13 Cấu tạo trục khuỷu
- Chốt khuỷu được gắn chặt vào thanh truyền ở phần đầu to Nhiệm vụ của nó là nhận toàn bộ lực từ thanh truyền
- Cổ khuỷu có dạng hình trụ nó là trục quay chính của trục khuỷu
- Má khuỷu là phần liên kết giữa cổ khuỷu và chốt khuỷu Lực từ chốt khuỷu sẽ được truyền vào cổ khuỷu nhờ chi tiết này
- Đuôi trục khuỷu là đầu cuối và được gắn với bánh đà trong động cơ
2.8.4 Cơ cấu phân phối khí Động cơ DP-170 sử dụng kiểu cơ cấu phân phối khí xupap treo, trục cam được đặt trong thân máy, sử dụng đũa đẩy để dẫn động đến các cò mổ
Cơ cấu phân phối khí trên động cơ DP-170 gồm có các chi tiết sau: Trục cam, con đội, đũa đẩy, cò mổ, Xupap nạp, Xupap xả, lò xo Xupap, đế lò xo, móng hãm, vít điều chỉnh khe hở nhiệt Xupap, phớt…
Hình 2.14 Trục cam và Xupap động cơ DP-170
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 52
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu dẫn động trục cam quay, khi vấu cam tác động vào con đội, làm con đội đẩy đũa đẩy đi lên tác động vào cò mổ làm cò mổ quay, đẩy Xupap đi xuống (mở Xupap) thực hiện quá trình nạp hoặc thải khí Lúc này lò xo Xupáp bị nén lại Khi trục cam tiếp tục quay, lò xo Xupap đàn hồi làm cho xupap đóng kín, cò mổ, đũa đẩy, con đội trở về vị trí ban đầu, Xupap đóng
➢ Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn:
Hệ thống bôi trơn giúp phân phối nhớt đến các chi tiết trong động cơ nhằm làm giảm lực ma sát, hạ nhiệt trong suốt quá trình hoạt động
Hệ thống bôi trơn còn đóng vai trò như một bộ phận lọc tạp chất chứa trong dầu nhờn sau quá trình tẩy rửa các mặt ma sát Đồng thời bảo vệ tính lý – hóa của dầu nhờn bằng cách làm mát nó
Nhờ có hệ thống bôi trơn đưa dầu nhờn đến các chi tiết máy mà máy móc đỡ bị hoen gỉ, các kẽ hở giữa Piston và Xy-lanh được bao kín, giúp động cơ hoạt động trơn tru và êm ái [13]
➢ Tác dụng của dầu bôi trơn:
- Bôi trơn bề mặt ma sát: Giảm tổn thất ma sát (công ma sát) và giảm mài mòn cho các chi tiết
- Làm mát ổ trục: tải nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra khỏi ổ trục đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục
- Tẩy rửa bề mặt ma sát: trong quá trình làm việc, các bề mặt ma sát cọ sát với nhau gây nên sự mài mòn, mạt kim loại rơi ra bám lên bề mặt ma sát Dầu nhờn chảy qua bề mặt cuốn theo mạt sát đảm bảo bề mặt luôn sạch, tránh mài mòn do tạp chất cơ học
- Bao kín khe hở giữa Piston với Xy-lanh, giữa Xécmăng với Piston làm kín buồng đốt [14]
➢ Phân loại: Động cơ DP-170 được trang bị kiểu bôi trơn vung tóe
✓ Bôi trơn bằng vung toé:
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 53
- Khi động cơ làm việc, dầu nhờn chứa trong cácte được thía lắp ở đầu to thanh truyền múc và hất dầu lên bề mặt ma sát: Xy-lanh – Piston - Ổ trục … Phía trên các ổ trục thường có gân hứng dầu
- Dùng cho động cơ có công suất nhỏ, tốc độ thấp Chất lượng bôi trơn không đảm bảo, dầu không được lọc
✓ Bôi trơn bằng áp lực:
NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
Thiết kế và chế tạo mô hình thí nghiệm trên động cơ sử dụng Dual Fuel (Diesel- Syngas)
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 62
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
3.1 Thiết kế và chế tạo mô hình thí nghiệm trên động cơ sử dụng Dual Fuel (Diesel- Syngas):
3.1.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt đông của hệ thống thí nghiệm:
Mô hình thí nghiệm và nạp khí:
Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm thực tế
Sơ đồ bố trí thí nghiệm cụm động cơ Diesel-máy phát điện và các thiết bị đo được thể hiện trên Hình 3.1, gồm các thiết bị chính: Động cơ DP-170, máy phát điện, Máy đo khí thải, đồng hồ đo vôn và Ampe, máy đo tốc độ, đồng hồ giảm áp, van một chiều, van điện từ, buồng hòa trộn khí Syngas, lưu lượng khí, công tắc điều khiển đèn và dàn đèn đo công suất Động cơ
Máy đo khí xả Dàn đèn
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 63
Hình 3.3 Sơ đồ thí nghiệm
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là Động cơ Diesel DP-170 (D5 lùn), là một loại động cơ Diesel sử dụng nhiên liệu Diesel truyền thống với các ưu điểm là hiệu suất cao và suất tiêu hao nhiên liệu thấp Bên cạnh đó, động cơ cũng có nhược điểm là phát thải khói bụi rất cao gây ô nhiễm môi trường Vì vậy nhóm chúng tôi đã cải tạo động cơ để sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel – Syngas Do Syngas có ưu điểm cháy nhanh với trị số Octan cao, chống kích nổ nên có thể sử dụng làm nhiên liệu để động cơ tiêu thụ cùng với Diesel Ngoài ra, khi động cơ Diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel-Syngas sẽ làm giảm mức phát thải các chất độc hại và giảm tiêu thụ lượng nhiên liệu Diesel
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ DP-170
Thông số Giá trị Đơn vị
Loại Xy-lanh đơn nằm ngang, 4 thì làm mát bằng nước
Kiểu buồng đốt Buồng cháy thống nhất Đường kính Xy-lanh
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 64
Công suất tối đa 3,23 Kw
Hướng quay trục khuỷu Cùng chiều kim đồng hồ
Vị trí công suất Phía bánh đà
Hệ thống khời động Tay qua, khởi động điện
Dụng tích thùng chứa nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
Tỉ lệ tiêu thụ dầu ≤ 4,1 g/(kw.h)
Thể tích nước làm mát
Hệ thống bôi trơn Bôi trơn vung tóe
Dung tích dầu bôi trơn
Thiết kế đường nạp liệu cho động cơ
Để có thể dễ dàng đưa hỗn hợp khí Syngas vào đường nạp và cung cấp cho động cơ trong quá trình thực nghiệm, nhóm chúng tôi đã cải tiến đường nạp khí của động cơ dựa trên kết cấu nguyên bản của đường nạp trên động cơ Hệ thống được thiết kế đơn giản, thuận lợi cho dòng khí Syngas cấp vào động cơ và không gây cản trở trên đường thải
3.3.1 Thiết kế họng nạp khí:
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 65
Nhóm chúng tôi đã chọn mở ngã ba nạp khí trên đường nạp của động cơ bao gồm một đường không khí và một đường nhiên liệu để nhiên liệu và không khí được chuẩn bị trước trên đường nạp và hòa trộn ngoài để tạo hỗn hợp đồng nhất để cung cấp cho chu trình được hút vào Xi-lanh ở quá trình nạp Đường nạp được cải tiến bằng ống thép Ф34 loại chuyên dụng dành cho các hệ thống cung cấp khí nén với ưu điểm là bền Trên đường nạp, nhóm đã thiết kế đường cấp Syngas với giắc nối Ф8 nhằm để lắp đặt van điện từ, giắc nối nghiêng 45 độ so với đường ống nạp để dòng khí đi vào được dễ dàng và đúng thời điểm nạp của động cơ
Hình 3.5 Ngã ba họng nạp khí
3.3.2 Những thiết kế và cải tiến đường nạp:
Do động cơ thử nghiệm là động cơ 4 kỳ và chỉ có 1 kỳ cần nạp nhiên liệu nên việc bố trí một van điện từ trên đường ống nạp Syngas là một việc cần thiết
Trong quá trình nạp khí vào buồng đốt, động cơ Diesel chỉ hút khí vào kỳ nạp của động cơ Khi động cơ chạy ở tốc độ cao, sự tích lũy nhiên liệu trên đường nạp sẽ gia tăng, dẫn đến thời gian phun kéo dài khiến cho nhiên liệu cung cấp cho chu trình không được hút hoàn toàn vào Xi-lanh và gây hiện tượng nổ ngược Do đó ngoài việc đảm bảo hỗn hợp nhiên liệu và không khí phải đồng nhất còn phải đảm bảo rằng tất cả nhiên liệu được cung cấp cho chu tình phải được hút vào Xi-lanh ở cuối quá trình nạp Cần phải điều chỉnh thời điểm phun để giảm lượng H2 còn sót trên đường nạp có thể hạn chế hiện
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 66 tượng cháy ngược của động cơ ở trước cửa nạp Vì vậy nhóm chúng tôi đã cải tiến thêm vào đường nạp để đảm bảo rằng khí Syngas chỉ được phun vào đúng kỳ nạp của động cơ
Hình 3.6 Sơ đồ cải tiến đường nạp
3.3.3 Thiết kế bộ tiếp điểm nhận tín hiệu đóng mở van điện từ:
Sau nhiều lần thử nghiệm bằng cách cấp khí Syngas trực tiếp vào đường nạp của động cơ mà không có van điện từ để điều khiển đóng ngắt dòng khí theo kỳ nạp, điều này dẫn đến lượng Syngas được cấp vào động cơ quá nhiều mà không được sử dụng triệt để Chính vì thế mà lượng Syngas được nạp sẵn ở buồng chứa không thể cung cấp đủ cho động cơ hoạt động ở điều kiện thực nghiệm cần thiết, gây lãng phí nguồn nhiên liệu
Nguyên nhân của hiện tượng trên chính là do động cơ sử dụng để thực nghiệm là động cơ Diesel 4 kỳ nên khí tổng hợp sẽ chỉ vào Xylanh động cơ ở kỳ nạp, những kỳ còn lại thì sẽ không đi vào được và hoà lẫn với không khí bên ngoài Điều này có thể dẫn đến hiện tượng nổ ngược ngoài họng nạp trong chế độ tải cao, gây mất an toàn trong quá trình thực nghiệm
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 67
Nhận thấy được điều này, nhóm chúng tôi quyết định thiết kế một hệ thống tín hiệu giúp đưa lượng Syngas vào đường nạp theo đúng kỳ nạp trên động cơ Còn các kỳ còn lại sẽ giữ cho Syngas bên ngoài đường nạp để tránh lãng phí và gây mất an toàn cho quá trình thực nghiệm
Hình 3.7 Cấu tạo bộ tiếp điểm đóng mở van điện từ.
Cấu tạo của hệ thống gồm một trục cam phụ dẫn động bởi bánh đà, một mâm tiếp điểm được tận dụng từ bộ chia điện của động cơ kiểu cũ, Rơ-le loại 4 chân, bóng đèn 12V và van điện từ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 68
Van điện từ là một loại van được điều khiển bằng các tín hiệu điện từ để điều chỉnh dòng chảy chất lỏng hoặc khí trong hệ thống ống dẫn Van điện từ được thiết kể để mở hoặc đóng dòng chảy của khí Syngas bằng cách điều khiển từ trường được tạo ra bởi cuộn dây điện Khi tín hiệu điện được đưa vào cuộn dây, từ trường được tạo ra và hút van chuyển động đóng hoặc mở lỗ thông gió
Với việc cần 1 tín hiệu điều khiển van điện từ mở đúng thời điểm động cơ nạp nhiên liệu, nhóm chúng tôi đã thiết kế thêm trên động cơ 1 bộ chia cam
Bộ chia cam này có gắn một mâm tiếp điểm để tạo ra tín hiệu đóng ngắt van điện tử thông qua vấu cam khi động cơ hoạt động
Từ trục khuỷu của động cơ, thiết kế 1 bộ bánh răng có tỷ số truyền 2:1 xuống 1 trục cam phụ để khi bộ bánh răng trên trục khuỷu quay 2 vòng thì bộ bánh răng trên trục cam phụ quay 1 vòng
Trên trục cam phụ sẽ chia ra làm 4 phần tương ứng với 4 kì nạp, nén, nổ, xả Trục cam phụ sẽ đc tiện lừm ẳ ứng với kỡ nạp của động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 69
Mâm tiếp điểm có tác dụng truyền tín hiệu điện để điều khiển đóng ngắt van điện từ thông qua việc vấu cam đôi hoặc không đội chân tiếp điểm
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 70
Hình 3.12 Sơ đồ mạch điện của bộ tín hiệu
• Nguyên lý hoạt động của bộ tín hiệu:
Khi bắt đầu kỳ nạp của động cơ, trục cam phụ sẽ quay tới phần biên dạng lõm, lúc này tiếp điểm đóng lại Điện từ Ắc-quy sẽ đi qua cuộn dây của Rơ-le xuống âm và làm đóng tiếp điểm của Rơ-le Điện từ dương Ắc-quy đi qua tiếp điểm của Rơ-le tới van điện từ làm cho van điện phun nhiên liệu (khí Syngas) và đường nạp hoà trộn với không khí rồi được hút vào Xy-lanh động cơ
Thiết bị sử dụng thực nghiệm
3.4.1 Động cơ DP-170: Động cơ DP-170 là một loại động cơ Diesel 4 kỳ, 1 Xylanh Được thiết kế với hệ thống làm mát bằng nước Động cơ này được thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và bảo trì Tuy nhiên, nhược điểm của động cơ DP-170 là mức tiếng ồn cao hơn so với một số loại động cơ Diesel khác
Trong thí nghiệm, nhóm chúng tôi đã thiết kế cho động cơ một dây Curoa để có thể kéo tải cho máy phát điện được bố trí phía dưới động cơ
Phía dưới của động cơ được bố trí một máy phát điện cỡ nhỏ để có thể vừa kéo tải động cơ, vừa đo được công suất động cơ khi hoạt động trong điều kiện kéo theo 2 bóng đèn 1000W
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 71
Bảng 3.2 Bảng thông số máy phát điện
Số hiệu ST-3 Đầu ra (output) KW 3
Hệ thống sử dụng 2 bóng đèn 1KW và 9 bóng đèn 60W được mắc song song với nhau được bố trí như Hình 3.15
Bộ công tắc điều khiển có nhiệm vụ thay đổi cường độ dòng điện nhằm thay đổi tải tiêu thụ điện của dàn đèn qua đó điều khiển tải đặt lên động cơ
• Thiết bị đo tốc độ động cơ Smart Sensor AR926:
Smart Sensor AR926 là dòng thiết bị đo tốc độ vòng quay không tiếp xúc sử dụng kiểu đo không tiếp xúc quang Máy được sử dụng để đo tốc độ vòng quay, vòng tua của các dộng cơ
Máy đo tốc độ hoạt động trong tầm đo từ 2,5 tới
99999 RPM với độ chính xác cực cao, sai số chỉ ±0.05%
Máy dùng phương pháp đo không tiếp xúc, vừa an toàn lại đáp ứng được dộ chính xác
Hình 3.15 Máy đo tốc độ động cơ. Hình 3 13 Máy phát điện.
Hình 3 14 Hệ thống tải điện
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 72
Ngoài ra khả năng hoạt động ổn định thiết kế nhỏ gọn là một điểm mạnh của máy
Máy có tốc độ lấy mẫu chỉ 0,8 giây, màn hình LCD có đèn nền Khả năng giữ lại dữ liệu rất tiện dụng
Thường được sử dụng đo động cơ quay của quạt, máy giặt, xe hơi, máy bay, tàu và các ngành công nghiệp sản xuất khác Chủ yếu được sử dụng để đo tốc độ gốc ly tâm cầm tay
3.4.5 Đồng hồ vạn năng Hioki 3280-10F: Đồng hồ vạn văng Hioki 3280-10F là một thiết bị đo đa năng được sử dụng để đo các thông số điện trong hầu hết các ứng dụng điện tử Nó có thể đo được các thông số như điện áp AC/DC, dòng điện
AC/DC, trở kháng, điện dung và tần số
Một số tính năng của đồng hồ vạn năng Hioki
➢ Đo điện áp AC/DC lên đến 600V
➢ Đo dòng điện AC/DC lên đến 10A
➢ Đo trở kháng lên đến 40Mꭥ
➢ Đo điện dung từ 50nF đến 100àF
➢ Tự động ngắt nguồn sau khoảng thời gian không sử dụng
➢ Màn hình hiển thị LCD lớn, dễ đọc
3.4.6 Thiết bị phân tích khí thải:
• Máy đo nồng độ khí thải Sauermann SI-CA230:
Hình 3.17 Máy đo nồng độ khí thải
Hình 3.16 Đồng hồ vạn năng Hioki 3280-10F
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 73
Si-CA 230 là thiết bị đo phân tích khí thải, khí đốt cần thiết cho các kỹ sư về cơ điện, hệ thống thông khí, lò hơi để kiểm tra, kiểm soát các chỉ tiêu khí như:
- Được cài đặt để đo đến 6 loại khí: O2, CO, NO, Low NO, NO2, Low NO2,
SO2, Low SO2, H2S, và CxHy
- Màn hình hiển thị màu lớn, điều khiển màn hình cảm ứng
- Bơm khí tự động khi CO dải đo cao
- Sensor khí CO có thể đo lên đến: 50.000 ppm
- Khả năng đo NOX tổng và NOX dài thấp
- Dễ dàng thay thế và hiệu chuẩn Sensor
3.4.7 Buồng hòa trộn khí Syngas:
Hình 3.18 Buồng nạp khí Syngas
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 74
Buồng hòa khí là một thiết bị sử dụng để hòa trộn các thành phần khí trong quá trình tạo thành Syngas Buồng hòa khí được thiết kế chắc chắn và được trang bị nhiều cảm biến để đo lường lượng khí vào, áp suất,…
Thiết bị này được thiết kế để hòa trộn các thành phần khí với nhau bằng cách tạo ra dòng khí xoáy trộn mạnh giữa các thành phần Việc hòa trộn này giúp đảm bảo rằng các thành phần khí được phân tán đều trong khí hỗn hợp
Thể tích của buồng hòa trộn
• Áp suất tổng của hỗn hợp nạp Pt là 5 Pa
• Tổng thể tích hỗn hợp khí Syngas: V t =V ht P t =6,75.53,75(lít)
• Ta tính lượng khí cần nạp vào buồng ứng với tỉ lệ Syngas1 (20% H2, 20% CH4, 60% CO) và Syngas2 (20% H2, 10% CH4, 20% CO, 50% N2).
Bảng 3 3 Bảng lượng khí cần nạp vào buồng hoà trộn theo tỉ lệ Syngas1 và Syngas2
Tỉ lệ % P (Pa) V (lít) Tỉ lệ % P (Pa) V (lít)
Hình 3.19 Cảm biến áp suất
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 75
Cảm biến áp suất được lắp đặt trên đường ống dẫn khí từ buồng hoà trộn để đo được áp suất không khí đang chứa trong buồng hoà trộn
3.4.7.2 Đồng hồ áp suất: Đồng hồ áp suất được lắp đặt để biết được áp suất khí nạp vào buồng tỉ lệ khí cần nạp
Theo như mục tiêu đề tài đưa ra, động cơ sẽ sử dụng lưỡng nhiên liệu
Diesel-Syngas để hoạt động, nhằm giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường và tăng công suất động cơ khi thay thành phần khí Syngas cho nhiên liệu Diesel theo từng phần trăm khác nhau
Bảng 3.4 Bảng thành phần nhiên liệu Syngas
Stt Thành phần Syngas 1(%) Syngas 2(%)
Thực chất, quá trình hình thành hỗn hợp của động cơ diesel là hỗn hợp đồng nhất của không khí và nhiên liệu diesel truyền thống; khi cấp syngas vào đường nạp của động cơ diesel làm cho hỗn hợp này bị thay đổi, dẫn đến diễn biến quá trình cháy của động cơ diesel bị ảnh hưởng do sự hòa trộn syngas vào hỗn hợp đồng nhất ban đầu của động cơ Động cơ Diesel lúc này có thể được coi là động cơ nửa đánh lửa cưỡng bức và tính chất đặc thù của Syngas sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất của động cơ Syngas có thể chứa nhiều thành phần khác nhau, bao gồm H2, CO, CO2, Metan và các chất lỏng khác Một số thành phần này cũng có thể làm giảm công suất của động cơ Để có thể sử dụng động cơ thì nhiệt trị của syngas phải được đảm bảo Thành phần H2 có trong Syngas có nhiệt trị lớn, tốc độ cháy nhanh được coi như chất xúc tác sẽ làm cải thiện quá trình
Hình 3 20 Đồng hồ áp suất.
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 76 cháy trong động Diesel khi sử dụng Syngas, dẫn đến phản ứng cháy xảy ra nhanh và nâng cao hiệu suất của động cơ Tuy nhiên, để đạt được mục đích này khi sử dụng syngas cho động cơ diesel cần phải nghiên cứu sâu quá trình hình thành hỗn hợp và cháy của lưỡng nhiên Diesel Syngas cho động cơ Bởi vì quá trình cháy cho động cơ lưỡng nhiên liệu Diesel/Syngas rất phức tạp do có sự kết hợp quá trình tự cháy của nhiên liệu Diesel với quá trình cháy lan tràn màng lửa của nhiên liệu khí
Nên chúng tôi đã thủ nghiệm và thiết lập tỉ lệ syngas phù hợp
Dầu Diesel là một loại nhiên liệu được sử dụng rộng rãi trong các dộng cơ Diesel Điểm mạnh của dầu Diesel là có khả năng cung nấp năng lượng cao và hiệu quả hơn xăng trong động cơ Diesel Tuy nhiên cũng có những tác hại lớn đến môi trường thông qua đường khí thải của động cơ Diesel Lượng khí thải ra môi trường của động cơ Diesel chứa các thành phần Sulfur cao và khi đốt cháy sẽ phát ra các khí thải độc hại như SOX và NOX
Chính vì thế mà nhóm chúng tôi đã cải tạo động cơ DP-170 có thể chạy lưỡng nhiên liệu Diesel-Syngas để giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường
Hình 3.21 Các bình khí nén
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 77
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
Bảng giá trị và biểu đồ công suất của Syngas ảnh hưởng đến nhiên liệu
Bảng 4.1 Bảng giá trị công suất
Biểu đồ 4 1 Biểu đồ giá trị công suất của động cơ khi sử dụng nhiên liệu syngas1 và syngas2 qua từng tỉ lệ % thay thế diesel Ảnh hưởng của lưu lượng Syngas đến công suất động cơ, được thể hiện trong bảng 4.1 và biểu đồ 4.1 Kết quả trên đồ thị thể hiện so sánh đặc tính công suất của động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu với các lưu lượng Syngas1 và Syngas2 thay thế khác nhau so với trường hợp sử dụng đơn nhiên liệu Kết quả thực nghiệm cho thấy:
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 85
➢ Syngas1: Công suất của động cơ giảm đều (giảm 34W) tương ứng với 9,15% so với khi động cơ chạy thuần nhiên liệu Diesel vì ở Syngas1 thành phần khí CO chiếm 60% và Syngas có nhiệt trị thấp hơn Diesel Khi cấp Syngas bằng cách cung cấp vào đường nạp sẽ làm giảm lượng không khí nạp do ảnh hưởng chiếm chỗ của hỗn hợp không khí/Syngas, vì thể tích riêng của các phân tử khí có trong Syngas lớn hơn không khí, điều này làm cho hệ số dư lượng không khí giảm và công suất giảm dần khi tăng lưu lượng Syngas vào
➢ Syngas2: Công suất của động cơ tăng lên ở mức thay thế từ 0 đến 0,5 (giảm 55W) Vì trong thành phần của Syngas2, N2 chiếm đến 50% thể tích nên nhiệt trị của Syngas sẽ giảm xuống đáng kể, quá trình cháy kém đi suy ra việc động cơ giảm dần công suất, không thể duy trì được công suất của động cơ khi tăng lưu lượng Syngas thay thế Hiện tượng này có thể giải thích khi động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu Do Syngas được cấp vào động cơ trên đường nạp nên đã ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình nạp và làm cho lượng không khí nạp bị giảm đáng kể, mức độ không khí nạp giảm tức là λ sẽ giảm khi tăng lưu lượng Syngas thay thế và tăng tải
Qua kết quả thể hiện ở trên, khi tăng dần lưu lượng Syngas thay thế vào đường nạp sẽ làm giảm hệ số dư lượng không khí λ, mà đây là thông số quan trọng quyết định đến hiệu quả quá trình cháy của động cơ Diesel Tại chế độ tải nhỏ, hệ số dư lượng của động cơ khá lớn nên khi tăng lượng Syngas thay thế và điều chỉnh lượng Diesel thì vẫn có thể đạt được tỉ lệ nhiên liệu – không khí phù hợp cho quá trình cháy của động cơ Nguyên nhân là vì ở chế độ tải lớn, lượng Syngas chiếm chỗ nhiều trong lượng khí nạp, trong khi lượng nhiên liệu Diesel cung cấp khá lớn, do đó tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu Diesel -Syngas quá đậm, nên diễn biến quá trình cháy trong giai đoạn này không triệt để.
Ảnh hưởng của Syngas đến công suất động cơ
Khi sử dụng Syngas như một hỗn hợp nhiên liệu với dầu Diesel hoặc xăng, được gọi là Dual Fuel, có một số ảnh hưởng chính đến công suất động cơ:
- Tỷ lệ Syngas: tỷ lệ Syngas trong hỗn hợp nhiên liệu sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ Nếu tỷ lệ Syngas quá cao, nó có thể làm giảm hiệu suất động cơ thậm chí có thể gây ra nổ ngược Tuy nhiên, nếu tỷ lệ Syngas được diều chỉnh đúng cách, nó có thể tăng hiệu suất của động cơ
- Tính chất của Syngas: về tính chất đặc thù của Syngas sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất của động cơ Syngas có thể chứa nhiều thành phần khác nhau, bao gồm H2, CO, CO2, Metan và các chất lỏng khác Một số thành phần này cũng có thể làm giảm công suất của động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 86
- Áp suất và nhiệt độ: Áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp nhiên liệu cũng ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ Nếu áp suất hoặc nhiệt độ quá thấp, nó có thể làm giảm hiệu suất động cơ.
Ảnh hưởng của khí Syngas tiêu thụ qua từng mốc thay thế nhiên liệu Diesel
Bảng 4.2.Bảng giá trị ảnh hưởng của khí Syngas tiêu thụ qua từng mốc thay thế Diesel
Biểu đồ 4.2 Biểu đồ thể hiện lượng khí syngas tiêu thụ qua từng mốc thay thế nhiên liệu diesel
Kết quả đánh giá khả năng thay thế sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel – Syngas được thể hiện trong bảng 4.2 và biểu đồ 4.2
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 87 Ứng với lưu lượng cung cấp khí Syngas tăng dần (7,2 đến 10,07 lít/phút đối với Syngas1) và (7,91 đến 14,76 lít/phút đối với Syngas2) thì lượng Diesel tiêu thụ cũng giảm dần
Qua biểu đồ ta thấy lượng thể tích Syngas2 cần nạp lớn hơn nhiều so với lượng Syngas1 Vì để duy trì tốc độ động cơ ở mức 1300 vòng/phút do giá trị LHV của Syngas2 thấp hơn nhiều so với Syngas1 (do hỗn hợp Syngas2 có thành phần khí N2 chiếm 50% thể tích nên sẽ làm giảm nhiệt trị cháy của hỗn hợp này)
Mức độ cắt giảm lượng nhiên liệu Diesel tiêu thụ tuỳ thuộc vào chế độ tải của động
Ảnh hưởng của lượng nhiên liệu Diesel qua từng giá trị Syngas bù vào động cơ
4.4 Ảnh hưởng của lượng nhiên liệu Diesel qua từng giá trị Syngas bù vào động cơ:
Bảng 4.3 Bảng giá trị lượng nhiên liệu Diesel qua từng giá trị Syngas bù vào động cơ
Diesel bị thay thế (%) Vnl
Biểu đồ 4.3 Biểu đồ thể hiện lượng nhiên liệu Diesel qua từng giá trị Syngas bù vào động cơ
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 88
Từ các kết quả đánh giá qua bảng 4.3 và biểu đồ 4.3 thể hiện được mức độ cắt giảm lượng nhiên liệu Diesel đến lượng khí Syngas bù vào Giảm từ 16 ml/phút đến 11 ml/phút ứng với lượng Syngas thay thế từ 10% đến 50% Mức độ cắt giảm lượng nhiên liệu Diesel tiêu thụ tuỳ thuộc vào chế độ tải của động cơ, vùng tải nhỏ và lưu lượng Syngas thay thế lớn sẽ cắt giảm được nhiều nhiên liệu Diesel Khi tăng tải thì mức độ cắt giảm Diesel sẽ giảm dần.
Ảnh hưởng của Syngas đến phát thải động cơ
Bảng 4.4 Bảng giá trị phát thải NO X
Diesel bị thay thế (%) Syngas1 Syngas2
Biểu đồ 4.4 Biểu đồ giá trị lượng NOx của động cơ thải ra khi sử dụng nhiên liệu syngas1 và syngas2 qua từng tỉ lệ % thay thế diesel
Kết quả trên biểu đồ 4.4 cho thấy lượng phát thải NOX có xu hướng giảm khi tăng lưu lượng Syngas cấp cho động cơ, mức độ giảm phát thải của Syngas1 (giảm 7,7ppm)
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 89 và Syngas2 (giảm 35,75ppm) lần lượt là 12,6% và 58,6% so với chế độ thuần Diesel Syngas 2 có giá trị phát thải NOX thấp hơn nhiều so với Syngas1 và có biên độ giảm mạnh hơn so với Syngas1 Do trong Syngas 2 có thành phần N2 chiếm 50% thể tích, là một khí trơ và có nhiệt độ thấp, điều này khiến cho nhiệt độ cháy được hạ xuống và giảm phát thải NOX
NOX giảm nhiều ở chế độ tải nhỏ và giảm ít ở chế độ tải lớn Nguyên nhân chính là do lượng không khí nạp bị chiếm chỗ bởi khí Syngas, đồng thời quá trình cháy kém đi làm nhiệt độ trong Xylanh giảm, hai yếu tố này dẫn tới phát thải NOX giảm.
Ảnh hường của Syngas đến nền kinh tế
Khí Syngas là một nguồn năng lượng quan trọng trong kinh tế hiện đại, vì nó có thể được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm và dịch vụ khác nhau Dưới đây là một số ảnh hưởng của khí Syngas đến kinh tế:
- Sản xuất nhiên liệu sinh học: Khí Syngas có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học như Ethanol và Methanol Sản xuất nhiên liệu sinh học từ khí Syngas có thể giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch và giảm lượng khí thải Carbon, đóng góp vào nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu
- Sản xuất hóa chất: khí Syngas cũng có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hóa học khác nhau, bao gồm các chất hóa học và dược phẩm Việc sử dụng khí Syngas có thể giảm chi phí sản xuất và làm tăng hiệu suất sản xuất, đóng góp vào sự phát triển kinh tế
- Sản xuất điện và nhiệt: Syngas có thể được dùng để sản xuất điện và nhiệt Nó có thẻ đốt trực tiếp để tạo ra nhiệt và điện Sử dụng khí Syngas để sản xuất điện và nhiệt có thể giúp giảm chi phí năng lượng và đóng góp vào nỗ lực giảm thiểu khí CO
- Sản xuất kim loại: Syngas cũng cung cấp một nguồn năng lượng chất lượng cao cho các quy trình sản xuất kinh loại và giúp giảm thiểu chi phí sản xuất
- Tạo ra cơ hội kinh doanh mới: Sử dụng khí Syngas sẽ mở ra cơ hội kinh doanh mới cho các doanh nghiệp trong các lĩnh vực sản xuất nhiên liệu, hóa chất, phân bón, điện,… Điều này có thể thúc đẩy sự phát triển kinh tế trong khu vực và tạo ra các công việc mới
- Tăng tính đa dạng năng lượng: sử dụng khí Syngas sẽ giúp tăng tính đa dạng năng lượng trong khu vực, giúp giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống và tăng tính độc lập năng lượng
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 90
- Tăng giá trị thương mại: khí Syngas có khả năng tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau với giá trị thương mại cao, từ đó tăng giá trị thương mại của khu vực và đóng góp vào sự phát triển kinh tế
Tính kinh tế của động cơ Diesel sử dụng khí Syngas:
- Chi phí sản xuất Syngas: chí phí sản xuất Syngas phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và công nghệ sản xuất Tuy nhiên, nếu nguồn nguyên liệu là các loại rác thải hay bãi rác thải, chi phí sản xuất Syngas có thể thấp hơn so với nhiên liệu dầu Diesel truyền thống
- Hiệu quả chuyển đổi: Động cơ Diesel sử dụng khí Syngas có thể có hiệu quả chuyển đổi khí thành năng lượng thấp hơn so với sử dụng dầu Diesel truyền thống Tuy nhiên các công nghệ mới như hệ thống phun nhiên liệu điển tử có thể giúp động cơ Diesel sử dung khí Syngas hoạt động hiệu quả hơn
- Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu: sử dụng khí Syngas có thể tiết kiệm chi phí nhiên liệu so với sử dụng dầu Diesel Điều này còn phụ thuộc vào giá thành khí Syngas và giá thành nhiên liệu dầu Diesel
- Tiêu thụ năng lượng: Động cơ Diesel sử dụng khí Syngas có thể tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với sử dụng dầu Diesel truyền thống Điều này có thể giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng.
Hiệu quả sử dụng năng lượng thu hồi từ chất thải rắn ở nông thôn
Sử dụng năng lượng thu hồi từ chất thải rắn ở nông thôn là một cách hiệu quả để tận dụng các tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Có thể kể đến một số lợi ích của việc sử dụng năng lượng thu hồi như sau:
- Tái chế tài nguyên: bằng cách thu hồi năng lượng từ chất thải rắn, ta có thể tái chế các tài nguyên như phân bón, nước và năng lượng để sử dụng lại trong các hoạt động nông nghiệp, giúp tiết kiệm tài nguyên và giảm chi phí
- Giảm thiểu tác động đến môi trường: ta có thể giảm thiểu chất thải được đưa vào các bãi rác và các khu vực xử lý chất thải khác, giảm thiểu tác động đến môi trường và cải thiện chất lượng không khí và nước
- Tăng thu nhập cho nông dân: Việc thu hồi năng lượng từ chất thải rắn có thể tạo ra một nguồn thu nhập mới cho các nông dân, quá việc bán năng lượng hoặc sản phẩm tái chế như phân bón cho nông nghiệp
- Giảm chi phí: giảm được chi phí sử dụng năng lương cho các cộng đồng nông thôn, bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo thay vì các nguồn năng lượng truyền thống
Họ & tên sinh viên: Lê Tấn Đồng
Người hướng dẫn: Đỗ Phú Ngưu Trang 91
Kết luận: 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Syngas có thể sử dụng làm nguồn nhiên liệu thay thế nhiên liệu truyền thống Diesel và xăng cho ĐCĐT, với mục tiêu giảm sự phụ thuộc nguồn nhiên liệu hóa thạch, hạn chế phát thải chất khí gây hiệu ứng nhà kính, bảo vệ môi trường trong sản xuất và sinh hoạt Đánh giá khả năng sử dụng Syngas thay thế Diesel truyền thống dùng cho động cơ Diesel, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel Syngas đến tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ góp phần giải quyết vấn đề cấp thiết hiện nay về nguồn nhiên liệu thay thế, giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu truyền thống, khai thác sử dụng hiệu quả nguồn sinh khối dồi dào có từ phế thải trong ngành nông lâm nghiệp
Với các kết quả đạt được từ các nghiên cứu và thí nghiệm sử dụng nhiên liệu khí Syngas cho ĐCĐT như trình bày ở trên đã thể hiện rõ các đặc tính của ĐCĐT và ảnh hưởng của Syngas thay thế nhiên liệu truyền thống dẫn đến việc tăng công suất riêng và hiệu suất cũng như giảm phát thải độc hại của động cơ Diesel Chính vì vậy mà ngày nay đã có rất nhiều các đề tài và công trình nghiên cứu sử dụng các loại nhiên liệu thay thế cho ĐCĐT, góp phần cải thiện tính năng kinh tế, kỹ thuật của động cơ và giảm các thành phần phát thải độc hại đến môi trường Trong đó, quá trình nghiên cứu chuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệu thuần túy sang sử dụng lưỡng nhiên liệu (nhiên liệu truyền thống và nhiên liệu khí) thì các thông số kết cấu cơ bản của động cơ như đường kính Xylanh, hành trình Piston về cơ bản gần như không thay đổi Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu cung cấp nhiên liệu khí cho động cơ và quá trình cháy của động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu phải có hướng nghiên cứu chuyên sâu nhằm tối ưu hóa các hệ thống nạp, thải để đánh giá ảnh hưởng của các tỉ lệ nhiên liệu khí đến các tính năng kỹ thuật và phát thải của động cơ Do đó, có thể coi đề tài này mang tính khoa học và thực tiễn cao trong xu hướng nghiên cứu nhiên liệu thay thế sử dụng cho ĐCĐT
[1] Thanh Tâm (2019) Cảnh báo toàn cầu về ô nhiễm không khí https://www.nhandan.com.vn/baothoinay/baothoinay-hosotulieu/item/41749802-canh- bao-toan-cau-ve-o-nhiem-khong-khi.html
[2] Bảo ngọc (2020) Khẩn cấp kiểm soát ô nhiễm không khí ở tp hcm và hn, https://tuoitre.vn/khan-cap-kiem-soat-o-nhiem-khong-khi-o-tp-hcm-ha-noi-
[3] Bùi Văn Chinh (2016) Nghiên cứu sử dụng khí tổng hợp từ sinh khối cho động cơ
Diesel phát điện cỡ nhỏ, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học quốc gia Hà Nội
[4] Nguyễn Nam Phóng (2014) Tổng quan về nhiên liệu Diesel và BioDiesel, SCRIBD https://www.scribd.com/document/224009643/
[5] Đỗ quốc ấm (2005) Chuyên đề ô nhiễm môi trường (do ô tô gây ra), NXB dhspkt, tp hồ chí minh
[6] Hagos FY, Aziz ARA, Sulaiman SA (2014) The trend of using Syngas as fuel for internal combustion engines Những tiến bộ trong kỹ thuật cơ khí Số 2014, 1-10
[7] Nayak C, Pattanaik BP, Nayak SK (2014) Effect of preheated jatropha oil and methyl ester of jatropha oil with production gas on Diesel engine performance Tạp chí
Quốc tế về Ôtô và Cơ khí Số 9, 1709-22
[8] Vashist D, Ahmad M (2014) Statistical analysis of Diesel engine performance for castor and sesame oil bioDiesel blends Tạp chí Quốc tế về Ôtô và Cơ khí Số 10:2155-
[9] Yusaf T, Hamawand I, Baker P, Najafi G (2013) Effect of Diesel methanol mixture ratio on CI engine performance Tạp chí Quốc tế về Ô tô và Cơ khí Số 8:1385-95
[10] Ajay Kumar et al, (2009) Thermochemical Biomass Gasification: A Review of the Current Status of the Technology Energies 2 p.556-581
[11] Nguyễn Tiến Cương, Phạm Hoàng Lương, Văn Đình Sơn Thọ, Bùi Văn Chinh (2014) Nghiên cứu khả năng thay thế Diesel bằng sản phẩm khí từ thiết bị hóa khí than hoa cho hệ thống động cơ Diesel máy phát điện Tạp chí Năng lượng nhiệt, năm thứ 21, số 117, trang.11÷14&25
[12], Lê Anh Tuấn (2012), Nhiên liệu thay thế dùng cho động cơ đốt trong: Tiềm năng, sản xuất và sử dụng ở Việt Nam, Hội nghị toàn quốc ngành nhiệt lần thứ II
[13] KingLong (2016) Tìm hiểu về hệ thống bôi trơn – cấu tạo và nguyên lý hoạt động https://kinglong.com.vn/tim-hieu-he-thong-boi-tron-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong/ [14] Đinh Văn Nhì – Ngô Thế Hưng (2020) Giáo trình Hệ thống bôi trơn – Hệ thống làm mát Trường Cao đẳng Cơ điện Hà Nội Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn
[15] Vương Ngọc Thắng (2021) Hệ thống làm mát trên ô tô https://shopoto.com.vn/he-thong-lam-mat-tren-o-to
[16] Hoàng Liên (2023) Tìm hiểu sơ đồ hệ thống làm mát và nguyên lý hoạt động https://dienmayhoanglien.vn/he-thong-lam-mat.html
[17] Quang Duy Nang (2014) Bơm cao áp PF, https://oto-hui.com/threads/bom-cao- ap-pf.74755/
[18] Vinfastvn (2021) Hệ thống nhiên liệu Diesel: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động, https://vinfastauto.com/vn_vi/he-thong-nhien-lieu-Diesel
[19] Thắng (2021) Bộ điều tốc là gì ? Nguyên lý, tác dụng của bộ điều tốc trong động cơ.https://otomydinhthc.com/bo-dieu-toc-la-gi-nguyen-ly-tac-dung-cua-bo-dieu- toc-trong-dong-co-Diesel/
[20] Nguyễn Đình Tuấn (2017) Nhiệm vụ cấu tạo sơ đồ nguyên lí hệ thống làm mát https://www.tailieucokhi.net/2017/10/nhiem-vu-cau-tao-va-phuong-phap-sua-he- thong-lam-mat.html
[21] Vương Ngọc Thắng (2021) HỆ THỐNG BÔI TRƠN: SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ LÀM
VIỆC, CÁC KIỂU HỆ THỐNG BÔI TRƠN, https://shopoto.com.vn/he-thong-boi- tron-so-do-nguyen-ly-lam-viec
[22] Tiến Dũng (2021) Khái quát hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel, https://news.oto- hui.com/khai-quat-he-thong-nhien-lieu-dong-co-Diesel/
[23] Tổ chức Y tế Thế giới WHO Ô nhiễm không khí ở Việt Nam https://www.who.int/vietnam/vi/health-topics/air-pollution
[24] Tổ chức Y tế Thế giới WHO (2022) Tình hình ô nhiễm không khí toàn cầu và tại
Việt Nam https://nosewash.rohto.com.vn/tinh-hinh-o-nhiem-khong-khi-toan-cau- va-tai-viet-nam
[25] Kinh tế môi trường (2022) Việt Nam xếp hạng 36 trên toàn cầu về ô nhiễm không khí https://kinhtemoitruong.vn/viet-nam-xep-hang-36-tren-toan-cau-ve-o-nhiem- khong-khi-71906.html
[26] Clarke Energy (2016) Syngas Cogeneration / Combined Heat & Power https://www.clarke-energy.com/applications/synthesis-gas-syngas
[27] KEM – tạp chí Olympiad Hóa học (2019) Syngas – Khí tổng hợp https://www.facebook.com/tapchikem/posts/1046545845536329/
[28] Buljit Buragohain, Pinakeswar Mahanta, Vijayanand S Moholkar (2010) Biomass gasification for decentralized power generation - The Indian perspective
Renewable and Sustainable Energy Reviews, p.73–92
[29] H.A.M Knoef (2005) Handbook biomass gasification Gasnet
[30] MIKHEEV A, et Al (2003) Experimental study of syngas high-temperature plasma characteristics, Papers of Technical Meeting on Frontier Technology and
Engineering, IEE Japan, Z0969A, ISSN: VOL FTE-03; NO.32-44; PAGE.37-42
[31] John Scahill, et al (April 2006) Trace Metal Scavenging from Biomass Syngas Using Novel Sorbents, University of Alabama at Birmingham.
[32] Changwei Ji, Xiaoxu Dai, Bingjie Ju, Shuofeng Wang, Bo Zhang, Chen Liang, Xiaolong Liu, (2012) Improving the performance of a spark-ignited gasoline engine with the addition of syngas produced by onboard ethanol steaming reforming, International Journal of Hydrogen Energy
[33] R Uma et al (2004) Emission characteristics of an electricity generation system in diesel alone and dual fuel modes Biomass and Bioenergy 27, pp 195–203 [34] Juan Daniel Martínez et al, (2012) Syngas production in downdrart biomass gasifiers and its application using internal combustion engines Renewable Energy
[35] TS Nguyễn Văn Được (2018), “Nghiên cứu ứng dụng khí tổng hợp sản xuất từ chất thải nông nghiệp vào động cơ Diesel phát điện”
[36] TS Trần Thế Phương (2017), “nghiên cứu sản xuất khí tổng hợp từ rơm bằng công nghệ Gas hóa sinh nhiệt và ứng dụng vào động cơ Diesel”
[37] TS Phạm Minh Tâm (2019), “ Nghiên cứu sản xuất khí tổng hợp từ rơm bằng công nghệ Gas hóa sinh nhiệt và ứng dụng vào động cơ trong gia đình”.
[38] Tin ngành (2022) Xu hướng biến rác thải thành năng lượng trên thế giới và
Việt Nam.https://crevietnam.com/vi/xu-huong-bien-rac-thai-thanh-nang- luong-tren-the-gioi-va-tai-viet-nam/
[39] Nhân Dân (2023) Đẩy mạnh xử lý rác thải sinh hoạt ở nông thôn https://nhandan.vn/day-manh-xu-ly-rac-thai-sinh-hoat-o-nong-thon- post736117.html
[40] Hoàng Anh (2022) Quá trình cháy trong động cơ Diesel và những nhân tốt ảnh hưởng https://news.oto-hui.com/qua-trinh-chay-trong-dong-co-diesel- va-nhung-nhan-to-anh-huong-den-phan-2/
[41] Tim Lieuwen, Vigor Yang, Richard Yetter, (2010) Synthesis Gas Combustion Fundamentals and Applications, Journal of Propulsion and Power, Combustion Science and Technology, and the Proceedings of the Combustion Institute, ISBN
[42] Quang Khải – Lê Phan (2019), Nhà máy đốt rác phát điện đầu tiên tại TP.HCM https://tuoitre.vn/nha-may-dot-rac-phat-dien-dau-tien-tai-tp-hcm- cong-suat-qua-nho-20190831075834761.htm
[43] Phương Anh (2017) TP.HCM: Sẽ không để xảy ra ô nhiễm tại Nhà máy điện rác Gò Cát https://congan.com.vn/tin-chinh/tphcm-se-khong-de-xay-ra-o- nhiem-tai-nha-may-dien-rac-go-cat_43920.html \
[44] MXD (2021), Cách tính mức tiêu hao nhiên liệu tối da https://mdx.vn/cach- tinh-muc-tieu-hao-nhien-lieu-toi-da
[45] James G Speight (2011) Fuel Cells: Technologies for Fuel Processing https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/diesel-fuel
[46] Ban Thời sự (2022) Việt Nam lãng phí 3 tỷ USD/năm do không tái chế nhựa:
Làm gì để biến rác thành tiền? https://vtv.vn/kinh-te/viet-nam-lang-phi-3-ty- usd-nam-do-khong-tai-che-nhua-lam-gi-de-bien-rac-thanh-tien-
[47] Lã Hồng Kỳ (2020), Hiện trạng, xu hướng phát triển các “phân ngành năng lượng” trên thế giới https://nangluongvietnam.vn/hien-trang-xu-huong-phat- trien-cac-phan-nganh-nang-luong-tren-the-gioi-24416.html