Kỹ thuật bảo hộ lao động - Chương 11 pps

Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 182 Tài liệu lưu hành nội bộ Chương 11 KHÍ THẢI VÀ VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM MT Khí thải của động cơ đốt trong là một trong những nguồn chủ yếu gây ơ nhiễm MT. Ngày nay vấn đề bảo vệ mơi trường được quan tâm ở mọi nơi trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng. Các nhà chế tạo động cơ đốt trong phải đầu tư nghiên cứu để chế tạo ra những động cơ có các thành phần độc hại trong khí thải nằm trong giới hạn nghiêm ngặt của các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế. 11.1. THÀNH PHẦN ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI Bản chất của các q trình cháy là q trình ơ xy hóa nhiên liệu. Sản vật cháy trong khí thải của động cơ đốt trong có rất nhiều thành phần khác nhau. Trong đó có các thành phần sau đây gây ơ nhiễm nhiều nhất đối với MT: Ơxytcacbon CO, Các loại ơxytnitơ gọi tắt là NO x , Các thành phần cacbuahydrơ khơng cháy hoặc chưa cháy hết gọi tắt là C m H n, Các chất thải ở dạng hạt, Các hợp chất có chứa chì. Ơxytcacbon là một khí khơng màu, khơng mùi nhưng rất độc với cơ thể con người. Khi Ơxytcacbon kết hợp với sắt có trong các sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản q trình hấp thụ ơ xy của hêmơglơbin trong máu, làm giảm khả năng cung cấp ơ xy cho các tế bào trong cơ thể. Ơxytnitơ NO x trong khí thải chủ yếu là NO, khi ở trong khí quyển sẽ có dạng NO 2 . Nói chung, ơxytnitơ có màu nâu đỏ, rất độc đối với đường hơ hấp. Ngồi ra chính NO 2 là ngun nhân gây ra các trận “mưa axit”. Đối với cacbuahydrơ thì khó có thể đánh giá tác hại trực tiếp. Ví dụ như paraphin và naphtanin có thể coi là vơ hại. Trái lại các loại cácbuahydrơ thơm rất độc. Ví dụ, các loại liên kết mạch vòng có nhân benzen là tác nhân gây ung thư. Tuy vậy để đơn giản khi đưa ra các tiêu chuẩn về MT, người ta chỉ đưa ra thành phần C m H n tổng cộng trong khí thải. Cácbuahydrơ của khí thải khi tồn tại trong khí quyển còn là tác nhân gây ra sương mù, gây tác hại cho mắt và niêm mạc của đường hơ hấp. Các chất thải ở dạng hạt bao gồm các chất rắn và lỏng (trừ nước) ở nhiệt độ nhỏ hơn 52 0 C. Các chất rắn chủ yếu là muội than hay còn gọi là bồ hóng sinh ra do phân hủy nhiên liệu và dầu bơi trơn. Muội than gây độc hại đối với cơ thể con người vì có chứa các loại cacbuahydrơ độc hại như đã trình bày ở trên. Trong tương lai gần, chì (Pb) sẽ khơng được pha vào xăng để tăng khả năng chống kích nổ. Vì thế ở đây khơng xét các hợp chất độc hại chứa chì có trong khí thải động cơ xăng. Các thành phần độc hại chính trong khí thải phụ thuộc vào loại động cơ được thể hiện rõ thơng qua các số liệu trong bảng sau: HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 183 Tài liệu lưu hành nội bộ Thành phần (g/KW.h) Động cơ xăng Động cơ diesel 4 kì Động cơ diesel 2 kì CO NO x C m H n Muội than 70 – 80 12 10 – 100 0,4 4 - 5 5 - 8 14 - 29 1,4 - 2,0 11 8 5,0 1,22 Thành phần Động cơ xăng Động cơ diesel Khơng tải Tồn tải Khơng tải Tồn tải CO (% thể tích) NO x (phần triệu) C m H n (phần triệu) 2 - 8 10 - 100 300 - 8000 1 - 6 200 - 1500 200 - 2000 < 0,04 < 70 50 - 200 0,05 - 0,3 100 - 1000 100 - 500 Ngày nay, phần lớn động cơ dốt trong trên thế giới là động cơ ơ tơ với số lượng khoảng 720 triệu chiếc. Còn ở VN, số ơ tơ đang họat động là trên 400.000 và số xe máy đang lưu hành khoảng 3,5 triệu chiếc. Với số lượng ơ tơ và xe máy ngày càng tăng, khí thải của động cơ là một trong những nguồn chủ yếu gây ơ nhiễm MT. Để giảm ơ nhiễm, các nước đều có các cơ quan nghiên cứu và đưa ra tiêu chuẩn hạn chế thành phần độc hại trong khí thải của động cơ ơ tơ. Khí thải của động cơ được phân tích thành phần bằng các thiết bị đặc biệt theo các qui trình nhất dịnh đi kèm theo các tiêu chuẩn ban hành. Mỹ là nước đưa ra nhiều tiêu chuẩn tương đối ngặt nghèo, các nước Châu Âu cũng mong muốn áp dụng các tiêu chuẩn này trong tương lai gần. Sau đây là một số tiêu chí cụ thể: Đối với xe con (light duty vehiles) sau khi chạy 50.000 dặm các thành phần độc hại khơng được vượt q: CO : 3,40 g/dặm CH : 0,4 g/dặm NO x : 1,00 g/dặm ( Ở California 0,4 g/dặm) Các chất thải rắn (chủ yếu là muội than) : 0,20 g /dặm (phấn đấu 0,08 g/dặm). Đối với xe tải nhẹ (light duty trucks) với trọng tải khoảng 3 tấn trở xuống các thành phần độc hại cao hơn một chút so với xe con. Còn đối với xe tải hạng nặng (Heavy duty trucks) động cơ được đưa lên băng thử cơng suất, tại đây khí thải được kiểm tra thành phần, giới hạn nồng độ độc hại như sau: CO : 15,5 g/mã lực.h CH : 1,3 g/mã lực.h NO x : 10.7 g/mã lực.h ( từ 1994 trở đi là 5,0 g/mã lực.h) HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 184 Tài liệu lưu hành nội bộ 11.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM NỒNG ĐỘ ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ. Có nhiều phương pháp được sử dụng để giảm nồng độ độc hại trong khí thải động cơ, nhưng có thể chia thành hai nhóm. Nhóm thư nhất bao gồm các biện pháp liên quan đến cấu tạo và tổ các q trình làm việc của động cơ. Nhóm thứ hai bao gồm các biện pháp xử l khí thải. Sau đây sẽ trình bày một vài biện pháp có tính chất điển hình và đại diện của mỗi nhóm. 11.2.1 Phương pháp ln hồi khí thải. Phương pháp này được dùng cả động cơ diesel và động cơ xăng (Hình 11.1). Một phần khí thải được dẫn ngược trở lại đường nạp 7. Lưu lượng dòng ngược được điều khiển bởi van tiết lưu 6 và bộ điều chỉnh 5 tùy thuộc vào tải trọng của động cơ. Hình 11.1. Sơ đờ động cơ sử dụng ln hời khí thải 1. Động cơ, 2. Bình tiêu âm, 3. đường thải, 4. đường ln hời khí thải, 5. bợ điều khiển, 6. bướm tiết lưu khí thải, 7. đường nạp. Ở động cơ diesel, lượng khơng khí nạp hầu như khơng thay dổi theo tải trọng. Do đó khi tải nhỏ, hệ số dư lượng khơng khí λ rất lớn nên nhiệt độ q trình cháy rất thấp. Để đảm bảo động cơ làm việc bình thường ở tải nhỏ, tỉ số nén ε phải lớn do đó nhiệt độ q trình cháy ở chế độ tải lớn rất cao làm tăng thành phần NO x . Khi dẫn một phần khí thải có nhiệt độ cao trở lại đường nạp để đốt, nhiệt độ q trình cháy ở tải nhỏ vẫn đủ lớn để đảm bảo cho động cơ làm việc bình thường mà khơng cần phải tăng tỷ số nén ε. Mặt khác do nồng độ ơ xy trong q trình cháy ít hơn nên nồng độ NO x trong khí thải ở chế dộ tải nhỏ cũng ít hơn. Tuy nhiên khi đó nồng độ CO và C m H n cũng như muội than sẽ tăng lên. Ngồi lợi ích giảm được thành phần NO x đã nêu ở trên, Phương pháp này còn có ưu điểm là động cơ ít nhạy cảm với sự thay đổi loại nhiên liệu và có thể dùng được các nhiên liệu khó cháy như alcohol do nhiệt độ q trình cháy nhỏ, động cơ làm việc êm hơn, tải trọng tác dụng lên các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền giảm. HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Hình11.2. Phương pháp hình thành khí hỗn hợp phân lớp Ford Proco 1. xy lanh, 2. vòi phun, 3.bugi, 4. nắp xylanh, 5. đường nạp, 6. đường thải, 7. piston Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 185 Tài liệu lưu hành nội bộ Khi tải tăng, nhiệt độ của động cơ tăng dần, bộ điều khiển sẽ tác động đến bướm tiết lưu để giảm dần lượng khí thải ln hồi. Động cơ xăng cũng sử dụng Phương pháp này ở chế độ tải nhỏ. Cũng giống như ở động cơ diesel, do hòa trộn với một lượng khí thải có nhiệt độ cao nên nhiệt độ của q trình nén tăng, đảm bảo được cho hỗn hợp được đốt cháy dễ dàng. Mặt khác nồng độ ơ xy lúc đó giảm và nhiệt độ trong q trình cháy nhỏ nên nnồng độ NO x tạo thành trong khí thải sẽ giảm rỏ rệt. Đó là mục đích chính của phương pháp này. Tuy nhiên, ở chế độ khơng tải, khí thải khơng được đưa lại để đốt, vì khi đó hỗn hợp có thể khơng cháy được, động cơ sẽ bị chết máy. Tóm lại, phương pháp đưa một phần khí thải trở lại đốt trong buồng cháy được dùng cho cả động cơ diesel và động cơ xăng nhưng chỉ ở chế độ tải nhỏ. Ở chế độ tồn tải khơng được đưa khí thải trở lại để đốt vì khi đó sẽ làm giảm cơng suất cực đại của động cơ. Một số ơ tơ của các hãng Mercedes - Benz, MAN, Toyota đã sử dụng Phương pháp này. 11.2.2. Phương pháp hình thành khí hỗn hợp phân lớp Phương pháp này được sử dụng ở động cơ xăng. Bản chất của phương pháp này là bố trí một bugi đánh lửa trong buồng cháy của động cơ tại vị trí của hỗn hợp có thành phần λ nhỏ (hỗn hợp đậm) để đốt hỗn hợp bằng tia lửa điện. Phần hỗn hợp này sau khí bốc cháy sẽ làm mồi để đốt phần hỗn hợp còn lại có thành phần λ lớn (hỗn hợp nhạt). Như vậy, hỗn hợp tồn bộ của động cơ là hỗn hợp nhạt sẽ được đốt cháy kiệt - hỗn hợp này ở động cơ thơng thường là q nhạt, khơng thể cháy được - do đó làm giảm được các thành phần độc hại trong khí thải. Hiện nay, tất cả các nhà sản xuất ơ tơ hàng đầu thế giới đều nghiên cứu chế tạo động cơ hình thành khí hỗn hợp phân lớp và đã đưa ra rất nhiều loại kết cấu với buồng cháy thống nhất và buồng cháy ngăn cách. Hình 11.2 nêu một ví dụ về một loại động cơ phân lớp của hãng Ford có tên là Ford Proco với buồng cháy thống nhất. Nhiên liệu được vòi phun 2 phun vào gần tâm xy lanh tạo thành tia phun với góc tia khoảng 100 0 . Do kết cấu đường ống nạp 5 có dạng xoắn tiếp tuyến nên trong xy lanh vào thời điểm phun nhiên liệu vẫn còn dòng xốy xoay tròn của khơng khí quanh tâm xylanh. Nhiên liệu phun ra sẽ được cuốn theo và hòa trộn với khơng khí tạo thành hỗn hợp. Do ảnh hưởng của lực ly tâm nên thành phần hỗn hợp càng xa tâm quay (càng sát thành b̀ng cháy) thì càng đậm. Bugi được đặt ở mợt vị trí nhất định so với tâm xy lanh (dấu chữ thập trên hình 11.2). Khi bugi bật tia lửa điện, hỗn hợp sát bugi (có thành phần đậm) sẽ cháy và làm mời để đớt phần hỗn hợp còn lại. Đới với loại động cơ hình thành khí hỗn hợp kiểu này, thời điểm phun và thời điểm đánh lửa có quan hệ mật thiết với nhau và được điều khiển bằng thiết bị điện tử. HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 186 Tài liệu lưu hành nội bộ Để điều chỉnh tải trọng của động cơ từ toàn tải đến 50% tải người ta chỉ thay đởi lượng nhiên liệu phun vào b̀ng cháy, còn lượng khơng khí nạp giữ khơng đởi. Phương pháp điều chỉnh này giớng như ở động cơ diesel gọi là điều chỉnh chất. Từ 50% tải trở x́ng, lượng khơng khí nạp cũng được điều chỉnh thơng qua mợt bướm tiết lưu (khơng trình bày trên hình vẽ) vì khi đó hỗn hợp quá nhạt, tớc đợ lan tràn của màng lửa giảm, quá trình cháy tời dẫn đến giảm mạnh tính kinh tế của động cơ. Phương pháp hình thành khí hỗn hợp phân lớp ở động cơ xăng là loại hình thành khí hỗn hợp bên trong gần với hình khí hỗn hợp của động cơ diesel. Vì vậy, động cơ cơ loại này ngồi khả năng giảm đợc hại trong khí thải còn có ưu điểm khác so với động cơ diesel như śt tiêu hao nhiên liệu thấp ở chế đợ tải trung bình và nhỏ. Do đó nó rất thích hợp cho động cơ ơ tơ chạy trong thành phớ là động cơ thường xun làm việc với các chế đợ tải trọng này. 11.2.3. Xử lý khí thải Mợt sớ biện pháp về kết cấu động cơ đã trình bày ở trên - đặc biệt là đới với động cơ ơ tơ - để giảm nờng đợ các thành phần đợc hại trong khí thải khơng thể ln ln thỏa mãn các tiêu ch̉n ngày càng cao về bảo vệ mơi trường . Chỉ có thể giải qút triệt để vấn đề này trên cơ sở áp dụng các phương pháp xử lý khí thải trong các bợ xử lý đặt trên đường thải của động cơ trên cơ sở các phương pháp xử lý nhiệt, xử lý hóa học và xử lý cơ học (thực chất là lọc cơ học). Phương pháp xử lý nhiệt về thực chất là đưa khí thải vào mợt b̀ng đớt trên đường ớng thải để tiếp tục đớt các thành phần CO cũng như C m H n . Tuy nhiên, phương pháp này khơng xử lý được NO x , do đó khơng có ý nghĩa thực tiễn nên khơng xét ở đây mà chỉ xét hai phương pháp xử lý hóa học và xử lý cơ học. Như trên đã khảo sát, do những đặc thù riêng nên thành phần đợc hại trong động cơ xăng và động cơ diesel khác nhau, vì vậy các biện pháp xử lý đợc hại cũng có những điểm khác nhau. Sau đây là mợt sớ biện pháp phở biến trong thực tế cho từng loại động cơ. a. Động cơ xăng Đới với động cơ xăng, người ta đã tìm ra mợt bợ xử lý xúc tác (catalyst) có thể đờng thời xử lý tới 90% các chất đợc hại chính là CO, C m H n và NO x . Bợ xử lý này được gọi là là bợ xử lý ba thành phần (Hình 11.3) Vỏ 1 của bợ xử lý thường làm bằng thép, giữa vỏ và lõi có mợt lớp đệm 3 bằng sợi vơ cơ hoặc phoi thép để bù trừ dãn nở vì nhiệt. Lõi 2 thường làm bằng gớm rỡng với chiều dày vách khoảng 0,2 mm và mật đợ khoảng 80 lỡ/cm 2 hoặc bằng thép lá c̣n lại để tạo ra các rãnh lưu thơng cho khí thải lưu đợng qua. Người ta phủ trên bề mặt của rãnh mợt lớp vật liệu trung gian 4 (wash - coast) bằng γ - Al 2 O 3 có tác dụng làm tăng đợ lời lõm của bề mặt do đó tăng diện tích tham gia phản ứng (diện tích tiếp xúc đạt tới 15 - 25 m 2 /cm 3 ). Bên trên lớp trung gian là lớp vật liệu xúc tác 5 bằng kim loại hiếm là platin và rodium với mật đợ khoảng 1,5 đến 2 gam cho 1 dm 3 thể tích lõi. Platin có tác dụng xúc tác tăng cường quá trình ơ xy hóa còn rodium tăng cường quá trình khử. HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 187 Tài liệu lưu hành nội bộ Hình 11.3. Bợ xử lý ba thành phần 1. vỏ, 2. lớp đệm, 3. lõi, 4. lớp vật liệu trung gian, 5. lớp xúc tác Quá trình ơ xy hóa gờm các phản ứng sau: CO + 1/2 O 2 = ½ CO2 C m H n + (m+ n/4)O 2 = m CO2 + n/2 H 2 O. Còn quá trình khử, chẳng hạn với NO: NO + CO = ½ N 2 + CO2. Tuy nhiên cường đợ các phản ứng nói trên phụ tḥc rất nhiều vào mức đợ đậm nhạt của hỗn hợp cơng tác của động cơ. Hình 11.4 thể hiện rõ quan hệ nờng đợ các thành phần đợc hại trước bợ xử lý (a) và sau bợ xử lý (b) theo hệ sớ dư lượng khơng khí λ. Hình 11.4. Thành phần đợc hại của khí thải trước xử lý a) và sau xử lý b) HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Hình 11.5. Cảm biến thành phần hệ sớ dư lượng khơng khí λ 1. đường ớng khí thải, 2. chất điện phân rắn, 3. vỏ bảo vệ, 4. điện cực, 5. nắp bảo vệ, 6. vơn kế. Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 188 Tài liệu lưu hành nội bộ nờng đợ trước bợ xử lý - nờng đợ sau bợ xử lý Thơng sớ η = nờng đợ trước bợ xử lý được gọi là hiệu quả xử lý. Đới với bợ xử lý ba thành phần, η có thể đạt tới 90% tại mợt vùng rất hẹp xung quanh giá trị hệ sớ dư lượng khơng khí λ = 1 (hình 11-4b). Vì vậy, hệ thớng nhiên liệu của động cơ cụ thể là bợ chế hòa khí (có trang bị điện tử) hay thiết bị phun xăng phải điều chỉnh sao cho λ = 1. Mợt bợ cảm biến λ được lắp trên đường ớng thải phải trước bợ xử lý sẽ cung cấp tín hiệu về thành phần λ cho bợ điều khiển điện tử của hệ thớng nhiên liệu. Cảm biến λ (hình 11.5) thực chất gờm các điện cực xớp 4 bằng platin, ở giữa các điện cực này có mợt lớp chất điện phân rắn 2. Toàn bợ khới điện cực được lắp trong vỏ thép mỏng 3 có các cửa để khí thải đi qua. Bề mặt của điện cực ngoài tiếp xúc với dòng khí thải có nờng đợ ơ xy rất nhỏ, còn điện cực trong tiếp xúc với khơng khí tĩnh. Do có sự chênh lệch về nờng đợ ơ xy nên giữa hai điện cực x́t hiện mợt điện áp được xác định bằng vơn kế 6. Tín hiệu điện áp này được trùn về bợ điều khiển của hệ thớng nhiên liệu. Chỉ từ nhiệt đợ 300 0 C trở lên chất điện phân mới cho các ion ơ xy đi qua. Do đó, để nhiệt đợ của cảm biến nhanh chóng đạt giá trị này, người ta bớ trí mợt bợ phận gia nhiệt cho cảm biến (khơng thể hiện trên hình 11.5). Hiệu quả xử lý còn phụ tḥc vào nhiệt đợ và các thành phần khác trong khí thải. Vùng nhiệt đợ làm việc của bợ xử lý từ 300 đến 900 0 C. Nếu trong sản phẩm cháy có tạp chất hoặc các chất phụ gia trong xăng hoặc dầu bơi trơn bám trên bề mặt hấp thụ của bợ xử lý thì hiệu quả xử lý sẽ giảm rất nhiều. Cụ thể, động cơ có bợ xử lý ba thành phần khơng được dùng xăng pha chì. b. Đới với động cơ diesel Đới với động cơ diesel, việc điều chỉnh tải trọng được thực hiện bằng điều chỉnh chất, tức hệ sớ dư lượng khơng khí λ thay đởi trong mợt phạm vi rất rợng nên khơng thể dùng bợ xử lý ba thành phần (đòi hỏi λ = 1). Bợ xử lý dùng trong động cơ diesel chỉ ngăn và giữ lại ở lõi bợ xử lý các tạp chất rắn chủ ́u là ṃi than nên còn gọi là bợ lọc. Mợt bợ lọc như vậy được thể hiện trên hình 11.6. Bợ lọc trên hình 11.6a có lõi lọc bằng gớm xớp đặt trong vỏ thép. Khi khí thải đi HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 189 Tài liệu lưu hành nội bộ qua các lỡ xớp của lõi lọc, các phần tử ṃi than sẽ được giữ lại. Lõi của bợ lọc trên hình 11.6b gờm các ớng thép mỏng đục lỡ được q́n quanh bằng sợi gớm. Hình 11.6. Lọc ṃi than trong khí thải động cơ diesel. 1. lõi lọc bằng gớm xớp, 2. lõi lọc có xương bằng thép, q́n sợi gớm Mợt phương pháp lọc thơng dụng trong kỹ tḥt nói chung là phương pháp lọc tĩnh điện. Ngun lý của phương pháp này có thể tóm tắt như sau: Dòng khí thải được dẫn qua mợt từ trường tĩnh điện nên các phần tử ṃi than sẽ bị nhiễm từ do đó sẽ bị giữ lại. Vấn đề đặt ra đới với lọc ṃi than là sức cản của bầu lọc càng ngày càng tăng lên theo thời gian làm việc của động cơ nên phải giải qút việc xử lý các chất thải tích lũy trong bợ lọc. Thơng thường, người ta tiêu hủy ṃi than tích lũy bằng phương pháp đớt để tạo thành CO2. Bình thường ṃi than chỉ có thể cháy ở nhiệt đợ 600 đến 700 0 C. Nhiệt đợ này chỉ đạt được tại bợ lọc khi động cơ làm việc ở chế đợ tải trọng và tớc đợ vòng quay cực đại. Vì vậy người ta nghiên cứu các biện pháp để giảm nhiệt đợ cháy của ṃi than bằng các chất xúc tác tăng cường quá trình ơ xy hóa theo phương pháp pha vào dầu diesel, ví dụ như pha măng gan, hoặc trợn lẫn với dòng khí thải, chẳng hạn trợn lẫn clorua đờng. Những phương pháp vừa nêu có thể giảm nhiệt đợ cháy của ṃi than trong khí thải x́ng đến 300 0 C. Phương pháp thơng thường nhất là, trong thời gian động cơ khơng làm việc, tháo lõi lọc để đớt ṃi than. Ngoài biện pháp lọc và xử lý các chất thải rắn nêu trên, các nhà chế tạo động cơ đã và đang nghiên cứu để tìm ra các giải pháp giảm thành phần ṃi than trong khí thải của động cơ diesel theo các hướng như hoàn thiện kết cấu của hệ thớng bơm cao áp, vòi phun, tở chức b̀ng cháy, bảo đảm các điều kiện kỹ tḥt của động cơ khi vận hành Mục tiêu phấn đấu là làm sao giảm HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 190 Tài liệu lưu hành nội bộ hàm lượng ṃi than trong khí thải đến mức bảo đảm tn thủ các tiêu ch̉n về MT mà khơng phải dùng lọc, vì bớ trí lọc trên đường thải làm tăng sức cản dẫn đến giảm tính kinh tế của động cơ. 11.3 Làm sạch khí thải trong cơng nghiệp Trong nhiều nhà máy xí nghiệp việc sản xuất thường liên quan đến hóa chất, ví dụ như các nhà máy sản xuất axit, các xí nghiệp luyện kim, v.v…Chúng thải ra một lượng khí và hơi độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động thực vật. Vì vậy để đảm bảo mơi trường trong sạch, các khí thải cơng nghiệp trước khi thải ra bầu khí quyển cần được lọc tới nồng độ cho phép. Có nhiều phương pháp lọc sạch khí thải, dưới đây giới thiệu một số phương pháp phổ biến. - Phương pháp ngưng tụ. phương pháp này chỉ áp dụng khi áp suất hơi riêng phần trong hỗn hợp khí cao, như khi cần thơng các thiết bị, thơng van an tồn. Trước khi thải hơi khí đó ra ngồi cần đi qua thiết bị ngưng tụ để làm sạch. Phương pháp này khơng kinh tế nên ít dùng. - Phương pháp đốt cháy có xúc tác để tạo thành CO 2 và H 2 O. Phương pháp này có thể đốt cháy tất cảc các chất hữu cơ, trừ khí thải của nhà máy tổng hợp hữu cơ, chế biến dầu mỏ, v.v… - Phương pháp hấp phụ. Thường dùng xilicagen để hấp thụ khí và hơi độc. Cũng có thể dùng than hoạt tính các lọai, đặc biệt là để làm sạch các chất hữu cơ rất độc. - Phương pháp hấp thụ được sử dụng rất rộng rãi vì chất hấp thụ thường dùng là nước, sản phẩm hấp thụ khơng nguy hiểm nên có thể thải ra ngồi cống rãnh. Nếu sản phẩm có tính chất nguy hiểm thì tách ra, chất hấp thụ sẽ làm hồi liệu tái sinh. Q trình này thường được tiến hành trên đĩa tháp, lưới, đệm. Hình vẽ 11.8 giới thiệu sơ đồ lọc các khí độc hại kết hợp với lọc bụi. Vật liệu rỗng là khay nhựa bên dưới có tác dụng lọc bụi nhưng chủ yếu là để cản những giọt nước bay theo khơng khí. Ngồi tác dụng lọc bụi, thiết bị lọc bụi bằng vật liệu rỗng có tưới nước còn có tác dụng hấp thụ (tức khử) các chất độc hại có trong khí thải cơng nghiệp. Bảng 11.1 là hiệu quả lọc đối với một số chất khí độc hại trong khí thải của thiết bị hình vẽ 11.8 HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Hình 11.7. Sơ đồ thiết bị lọc bụi trong hệ thống thơng gió Đặt sau quạt máy. Đặt trước quạt máy Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 191 Tài liệu lưu hành nội bộ Bảng 11.1 Hiệu quả lọc khí độc hại của thiết bị lọc bằng vật liệu rỗng có tưới chất lỏng TT Chất khí Hiệu quả khử Chất lỏng tưới trong thiết bị 1 Axit cromic 98 ÷ 99 % Nước 2 Axit axetic 80 ÷ 90 % Nước 3 Akaline 85 ÷ 90 % Nước 4 Xyamic 80 ÷ 85 % Nước 5 HCl 75 ÷ 85 % Dung dịch kiềm 6 H 2 SO 4 ; SO 3 ; SO 2 95 ÷ 98 % Dung dịch kiềm 7 NO; NO 2 65 ÷ 85 % Dung dịch kiềm 8 HNO 3 80 ÷ 90 % Dung dịch kiềm 11.4 Xử lý chất thải rắn Chất thải rắn là những chất bị loại bỏ sau khi sử dụng như: thức ăn thừa, vỏ bao, chai lọ thủy tinh, gỗ vụn, xỉ than, tro, giấy vụn, rác, các chi tiết máy hỏng, các phế liệu, v.v… Phân loại và thu gon chất thải rắn Người ta chia chất thải rắn ra làm 4 loại: Chất thải sinh hoạt (gia đình hoặc cơng cộng). Chất thải cơng nghiệp, xây dựng. Chất thải nơng, lâm nghiệp. Các chất thải khác Hiện nay ở nước ta riêng trong lĩnh vực năng lượng, hàng năm thải ra gần 500.000 tấn xỉ than, ngành sản xuất phân bón thải ra hơn 100.000 tấn xỉ quặng…Các chất thải sinh họat và cơng cộng tại các đơ thị lớn (Hà Nội, Hải Phòng, TP. HCM…) lượng chất thải vào khoảng 10 – 15 % tổng lượng chất thải rắn tồn bộ. Hiện nay do nhu cầu phương tiện giao thơng làm tăng một lượng lớn các chi tiết và phụ tùng trong xe ơ tơ và các xe máy hỏng đặc biệt là lốp xe cũ. Các chất thải rắn HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Hình 11.8. Sơ đồ thiết bị lọc bằng vật liệu rỗng có tưới nước khay chứa nước. lớp khay làm việc được tưới nước. giàn ống phun nước. lớp khay cản nước hộp gió ra. Khoang trống dự phòng. [...]... học kỹ thuật bảo hộ lao động Những nhận thức về an tồn lao động Tầm quan trọng của an tồn lao động Mục đích ý nghóa của công tác bảo hộ lao động Một số khái niệm cơ bản Khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động 1 1 2 4 4 Chương2 –Luật pháp, chế độ chính sách bảo hộ lao động 2.1 Hệ thống luật pháp, chế độ chính sách bảo hộ lao động của Việt Nam 2.2 Những nội dung về an toàn vệ sinh lao động trong bộ luật lao động. .. động, vệ sinh lao động Các thông tư của Bộ Lao động Thương binh và Xã hôi – Bộ Y tế – Tổng liên đoàn lao động Việt Nam hướng dẫn tổ chức thực hiện công tác Bảo hộ lao động, hướng dẫn công tác huấn luyện về an toàn lao động – vệ sinh lao động ngày 31/10/1998 và 11/ 4/1995 Bảo hộ lao động (Tài liệu huấn luyện người sử dụng lao động) ; Bô lao động, Thương binh và Xã hội – NXB Lao động – Xã hội – 1999 An... chất; Bộ lao động Thương binh - Xã hội NXB Lao động và Xã hội 1999 Kó thuật phòng cháy chữa cháy ; NXB Xây dựng 1999 Tập hợp các tiêu chuẩn kó thuật an toàn về bình chòu áp lực; NXB Lao động , 1998 Tập hợp các tiêu chuẩn kó thuật an toàn về thiết bò nâng; NXB Lao động , 1998 MỤC LỤC HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 203 Tài liệu lưu hành nội bộ Lời nói đầu Chương. .. Địch Kỹ thuật an toan và mơi trường NXB Khoa học và kỹ thuật -2 005 GS.TS Lê Văn Khoa (Chủ biên) Khoa học và mơi trường NXB Giáo dục - 2002 PGS.TS Phan Đình Đệ và một số tác giả Khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động NXB Giáo dục – 2001 PGS.TS Nguyễn Thế Đạt Giáo trình an toàn lao động NXB Giáo dục – 2003 K.S Máy trưởng Nguyễn Văn Canh và một số tác giả Kỹ thuật an toàn máy tàu thủy NXB Giao thông vận tải -1 995... toàn lao động Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – TP HCM 2001 Nguyễn Đình Thắng An toàn điên NXB Giáo dục – 2003 Bộ luật lao dộng của Nước Cộng hòa xã hội chủ nghóa Việt Nam–NXB Chính trò quốc gia 1994 Luật Bảo vệ sức Khỏe nhân dân - NXB Pháp lí – 1999 Luật Công đoàn - NXB Pháp lí – 1990 Nghò đònh 06/CP ngày 20/01/1995 của Chính phủ qui đònh chi tiết một số điều của Bộ luật lao động về an toàn lao động, ... 130 135 140 Chương 8 – Kỹ thuật sơ cứu và thoát hiểm trên biển 8.1 Khái niệm chung 8.2 Kỹ thuật sơ cứu trên biển 8.3 Kỹ thuật an toàn khi sử dụng thiết bò cứu sinh 8.4 Tổ chức thoát hiểm và kỹ thuật thoát hiểm trên biển 8.5 Một số tín hiệu sử dụng trong cứu sinh trên biển 148 148 155 160 162 Chương9 – Mơi trường và bảo vệ mơi trường 9.1 Tác động của mơi trường đối với con người 9.2 Tác động của con... Hệ thống tiêu chuẩn, quy phạm về an toàn vệ sinh lao động và kó thuật an toàn 9 13 19 Chương 3 –Vệ sinh lao động 3.1 Những vấn đề chung về vệ sinh lao động 3.2 Điều kiện vi khí hậu trong sản xuất 3.3 Tiếng ồn và chấn động trong sản xuất 3.4 Phòng chống bụi trong sản xuất 3.5 Thông gió trong công nghiệp 3.6 Chiếu sáng trong sản xuất 22 28 34 45 49 57 Chương 4 –An toàn điện 4.1 Những khái niệm cơ bản... TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 193 Tài liệu lưu hành nội bộ PHỤ LỤC 1 CÁCH VẬN CHUYỂN NGƯỜI BỊ NẠN TRÊN TÀU Hình 1.1 Hình 1-2 Cách chuyển nạn nhân ở không gian hẹp khi có hai người HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 194 Tài liệu lưu hành nội bộ Hình 1-3 Cách vận chuyển khi không cần đỡ lưng và chân nạn nhân HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT... THƯỜNG 01 - p xe 02 - Nghiện rượu 03 - Phản ứng dò ứng 04 – Bệnh do a mip 05 – Chứng đau thắt ngực 06 – Bệnh than 09 – Xuyễn 10 – Bệnh ỉa chảy 11 - Viêm cuống phổi cấp tính 12 – Viêm cuống phổi kinh niên 13 – Bệnh Brucella 14 – Nhọt, cúm nhọt 15 – Viêm mô tế bào 16 – Săng giang mai 17 – Bệnh thuỷ đậu 18 – Dòch tả 19 – Xơ gan 20 – Chấn động não HỒ ĐỨC TUẤN 21 - p não 22 - Chứng liệt tim sưng huyết 23 - Táo... An toàn trên một số máy thường gặp 6.3 Kỹ thuật an toàn đối với thiết bò chòu áp lực 6.4 An toàn đối với thiết bò nâng hạ 6.5 Những nguyên nhân gây ra chấn thương khi sử dụng máy móc thiết bò 6.6 Các biện pháp an toàn chủ yếu 99 104 107 112 123 125 HỒ ĐỨC TUẤN KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG Khoa Cơ Khí – Bộ môn Động lực 204 Tài liệu lưu hành nội bộ Chương 7 – Kỹ thuật phòng cháy chữa cháy 7.1 Những vấn . môn Động lực 183 Tài liệu lưu hành nội bộ Thành phần (g/KW.h) Động cơ xăng Động cơ diesel 4 kì Động cơ diesel 2 kì CO NO x C m H n Muội than 70 – 80 12 10 – 100 0,4 4 - 5 5 - 8 14 - 29 1,4 - 2,0 11 8 5,0 1,22 Thành. 2,0 11 8 5,0 1,22 Thành phần Động cơ xăng Động cơ diesel Khơng tải Tồn tải Khơng tải Tồn tải CO (% thể tích) NO x (phần triệu) C m H n (phần triệu) 2 - 8 10 - 100 300 - 8000 1 - 6 200 - 1500 200. 100 300 - 8000 1 - 6 200 - 1500 200 - 2000 < 0,04 < 70 50 - 200 0,05 - 0,3 100 - 1000 100 - 500 Ngày nay, phần lớn động cơ dốt trong trên thế giới là động cơ ơ tơ với số lượng khoảng 720